油气管道封堵抢修技术发展现状与展望

随着油气管道服役年限的延长,需要对其进行阀件更换、增加支路、管线修改及管段更换等维抢修作业。介绍了油气管道封堵抢修技术的国内外发展现状,并分析了现役主要油气管道封堵技术的施工工艺及特点。在介绍我国油气管道封堵抢修案例的基础上,指出管道封堵抢修技术将向着安全、快速、高压、大管径和智能方向发展;管内高压智能封堵技术在深海管道封堵抢修中的应用将会极大降低维修成本和海洋管道维修作业风险。我国应加快研发能够应用于实际工程的海洋管道封堵抢修技术及装备,以打破国外的技术垄断。     

油气管道维抢修技术进展

为保障油气管道安全,需提高管线事故的维抢修装备技术水平。综述了开孔机、大口径管道带压开孔封堵和管内智能封堵技术进展,讨论了大口径长输管道开孔封堵技术的不足和管内智能封堵的优点,介绍了浅水和深水海底管道维修作业的主要流程。最后对未来的管道维抢修技术装备发展方向进行了展望。     

小管径天然气管道局部冷冻封堵技术

小管径天然气管道实施管壁开孔局部封堵,存在动火操作复杂、置换作业时间长、费用高和安全隐患大的问题。为此,基于将管道中流体冷冻以承受压力,从而起到隔离作用的原理,提出了小管径天然气管道局部冷冻封堵技术,并进行了局部冷冻封堵机理试验、固水乳化剂的研制及性能测试、局部冷冻封堵室内试验和含凝析油管道动火试验等。结果表明,局部冷冻封堵技术承压能力可以提高至2.5 MPa,适用于小管径天然气管道的封堵,能够有效隔离管内的油气,不需要长时间置换扫线,封堵介质解冻后易清除,提高了施工后恢复输气的安全性,操作方便快捷,对管道安全动火具有重要意义。     

近收发球筒封堵技术及管道维修工艺设计

近收发球筒封堵是对靠近收发球筒的一段管段或者阀类控件进行维修时使用的一种管道封堵技术。介绍了近收发球筒封堵器可进行的3种封堵作业:收发球筒阀门更换与维护作业,废弃分支管线作业和管线阀门维修与更换作业,并设计了相应的管道维修工艺。相对于传统的封堵技术,近收发球筒封堵技术具有操作方便、易于实施、设备简单等优点。     

油气田大管径管道封堵技术研究

油气田大管径管道封堵过程中常因封堵管段内的压力不断升高而导致封堵失败,本文通过开展(?)700大管径管道封堵技术试验,成功研制出(?)145～(?)700大管径管道封堵剂,确定封堵工艺,实现了"承压范围≤2.2MPa、承压时间≥5h、加热后易破碎和溶解、残渣能在分离装置内分离、不影响管道正常运行"的油气田大管径管道封堵技术,具有方便快捷、费用低廉等特点。     

小口径燃气管道不置换连头技术

介绍了小口径燃气管道事故处理中采用黄油墙封堵连头法作业技术的应用及其特点、施工组织安排等。     

采用冷冻封堵技术整修海洋立管

介绍了Ｅｘｘｏｎ管道公司采用冷冻封堵技术修复海洋立管的工艺过程。通过方案选优、岸上试验、水下施工以及施工效果的分析，认为采用冷冻封堵技术整修海洋立管是经济的、可靠的。     

海底管道遥控封堵隔离系统

遥控封堵隔离系统目前已经成熟地应用在陆地及海底管道的维修、换管、换阀、加减支路等作业中。以海底管道施工为背景,着重讨论了海底管道遥控封堵隔离系统的概况、工作原理及其典型的现场应用情况。采用此种维修封堵工艺,最大的优点就是缩短了停工时间,保持了管道维修后的完整性,降低了维修难度,提高了维修质量,节省了维修费用,是一种值得推广的管道维修新技术。     

深海立管作业机器人摩擦学与可靠性研究概述

我国管道输送安全保障特种作业机器人的研究与世界先进水平存在差距,制约了我国海洋资源勘探开发水平。从摩擦学和可靠性角度分析海洋立管作业机器人设计制造和服役的主要特点。介绍了海洋管道和立管作业机器人的主要作用。分别讨论了管道清理机器人、智能检测机器人、海管维修张紧器设备、智能式封堵机器人等服役过程的摩擦学系统和可靠性研究进展。从管道输送的流动保障、节能降耗、安全高效,及机器人安全可靠运行、检测及评定等方面进行了探讨。提出了海洋立管作业机器人的研究建议。     

基于管内智能封堵技术的新型管道维修技术

管道维修通用技术主要是不停输开孔封堵技术,该技术虽有一定优势,但其缺点是会在维修管段永久留下焊接三通疤痕,破坏管道完整性,对管道运行造成安全隐患。在此背景下,基于管内智能封堵技术的新型管道维修技术及工艺应运而生,将此项技术与定点投送技术及管内外通信技术相结合,工艺简单、方便,无需停输,极大地缩短了管道维修周期;维修后不残留三通疤痕,极大程度降低管道运行安全隐患。该技术工艺过程安全可靠,不造成资源浪费与环境污染,适用于海上和陆上各种复杂环境。最后指出,基于管内智能封堵技术的新型管道维修技术具有广阔的工程应用前景。     

一种新型的管道封堵器

开发的新型管道封堵器由中心管、气囊、活塞、弹簧、夹板、护板、内接头、外接头、连接板和楔键等组成。该封堵器采用专用的送进机构送入管道,适用于管道维修作业中暂时封堵已卸压的管段。与现有用于油气输送管道维修的封堵设备不同的是,该封堵器不仅能实现双向自解封,适用于管道双向封堵,而且可承受0.1MPa的油气封堵压差,在施工期间可有效地防止油气漏失到动火区域,确保施工安全。     

三元复合暂堵技术在华北储气库的研究与应用

针对华北储气库高漏失、高温等地质特点,开发了一种颗粒+膨胀体+液体桥塞的三元复合暂堵技术,并进行了现场应用.结果表明:现场应用注入4.5 m3液体桥塞低分子溶液至引鞋下部与筛管之间形成超分子冻胶,封堵后测定油管套管压力均为0MPa,同时在解堵后测定的返排液黏度小于3mPa·s.现场试验证明复合暂堵技术能有效解决苏44井...     

酸洗防砂技术的研究与应用

针对老河口油田地层泥质含量偏高,油井实施涂料砂防砂及金属棉滤砂管防砂后产生的防砂堵塞问题,经多年现场研究,成功地开发出酸洗防砂技术。该技术将防砂与解堵有机结合起来,在防砂的基础上实施解堵。通过室内试验及现场应用证实,本项技术施工简单,成本低,是桩西一项重要的防砂工艺,并对同类油藏防砂具有指导意义。     

稠油热采井封堵调技术研究

针对河南稠油油田注蒸汽热采及由吞吐高周期转向汽驱开采阶段地层吸汽差异大、汽窜严重、周期长、热损高、边水突进加剧、严重影响生产等问题,研制出以苛化泥为主剂的新型颗粒类高强度、易解堵、低成本的封窜-堵水-调剖剂,并配套了现场施工工艺。室内及现场试验结果表明,该稠油热采井封堵调技术具有可泵性好、强度高、易解堵、耐高温、有效期长、施工方便、无风险等特点,可有效地封堵汽窜通道,阻止边水突进,调整地层吸汽差异,在现场应用中取得了明显的增油效果。     

砂岩油藏聚合物堵塞机理及解堵方法研究

针对砂岩油藏聚合物驱过程中聚合物堵塞严重的问题,利用长填砂管多点测压驱替实验和油藏工程方法确定聚合物堵塞半径,利用电镜扫描、CT扫描、核磁共振等手段研究聚合物堵塞机理。结果表明:聚合物堵塞主要发生在靠近填砂管注入端0～1/4处;高渗岩心表面吸附有大量聚合物,聚合物堵塞主要是由吸附引起的,低渗岩心孔径小,孔喉处机械捕集量大,聚合物堵塞主要是由机械捕集引起的;相比于聚合物驱前,聚合物驱后的岩心孔喉平均半径和平均喉道配位数减少,平均孔喉半径由42.2 μm降至39.9 μm,平均喉道配位数由3.36降至3.19。基于堵塞半径和堵塞位置的研究结果,进行了解堵现场试验,解堵后的视吸水指数为解堵前的10.5倍,达到了配注要求。该研究结果可为砂岩油藏聚合物堵塞机理研究和聚合物驱现场试验提供一定的理论指导。     

连续油管水平井多簇滑套作业探索与实践

针对水平井压裂时经常遇到的砂堵现象,通过研究连续油管内压力损耗原理,建立了连续管摩阻计算模型,参考模型计算结果优选连续管,完善地面设备配置,形成一套连续油管水平井多簇滑套解堵工艺。利用该工艺可以在不起下井内管柱的情况下,实现油管或套管内解堵施工,工序简单有效,作业效率高,同时可有效避免因堵塞压力的突然释放带来的井控风险。该作业技术经吉林油田红平57－**井现场试验,成功实现解堵施工,为实现后续压裂提供了保障。     

基于压力波法的管道堵塞检测技

在油气输送管道中，由于低温、高速流动、搅动等因素的影响，天然气在管道中易形成水合物堵塞管道，而油品则易发生凝结堵塞管道。为此，提出了利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化来检测管道的堵塞，并首次提出了利用管道水击过程中的正压波确定油气管道堵塞位置的原理和方法。其原理为：当管道堵塞时，在管道首端发出一个脉冲正压波，正压波沿管道向下游传播遇堵塞物后反弹向首端传播，在管道首端可以获得两次正压波信息；通过采集管道首端压力信号，并利用小波变换法提取压力信号突变信息，获得正压波两次通过传感器的时间差，最后结合正压波波速便可以确定管道堵塞的位置。该方法具有所需设备少、操作费用低、操作简单等优点，优于现有的管道堵塞位置确定方法。     

渤海埕北油田、绥中36-1油田注水井堵塞机理研究

介绍了埕北油田和绥中36-1油田的油藏物性和完井方式,通过测定岩心阳离子交换容量、体积流过量试验、动态结垢试验与理论预测、温度变化对水相渗透率的影响试验和敏感性试验结果及现场注水资料对两油田注水井水敏性堵塞、酸敏性堵塞、固体颗粒侵入堵塞、微粒运移堵塞、地层结垢堵塞、污油堵塞和地层出砂堵塞的机理进行了研究,得出造成埕北油田注水井堵塞的主要原因是水敏性堵塞、污油堵塞、固体颗粒侵入堵塞和地层出砂堵塞;绥中36-1油田造成注水井堵塞的主要原因是污油堵塞、固体颗粒侵入堵塞、地层出砂堵塞和地层结垢堵塞。为解堵方法的选     

硬脆性泥页岩钻井液封堵性评价方法

调研了钻井液封堵性评价方法,并针对硬脆性泥页岩的特点,筛选出4种方法进行对比实验。研究发现:高温高压滤失量能表征钻井液泥饼渗透性;高温高压砂床、渗透性封堵（PPT）等评价方法,能评价钻井液对泥页岩微米级固定裂缝或孔喉的封堵效果,但不能够准确地评价纳米级封堵剂的封堵效果,也不能反映钻井液与泥页岩相互作用过程中,岩石裂缝或孔喉发生变化情况下封堵剂的封堵效果;而压力传递实验能够评价各种类型封堵剂对硬脆性泥页岩裂缝或孔喉的封堵效果,还能反映不同类型的封堵剂在钻井液与泥页岩相互作用过程中,发生裂缝或孔喉尺寸变化情况下的封堵效果。      

层内生成二氧化碳技术对渗透率适应性的研究与应用

针对层内生成二氧化碳技术对高渗层的封堵能力及如何使该技术进行了室内实验研究,研究表明,层内生成二氧化碳技术对高渗层的封堵能力有限,但结合聚合物或冻胶等封堵体系可以取得较好的封堵效果,采收率也得到了进一步的提高。矿场实验表明,层内生成二氧化碳技术结合聚合物封堵段塞可以适应存在高渗层、长井段的水井,解决了单独层内生成二氧化碳技术封堵能力差的缺点,取得了较好的增油控水效果。