中惠普氮气发生再水溶性管道封堵工艺中应用评

天然气一般采用管网输送，由于接入新井等需求， 需要在老管线上实施焊接动火作业。目前，苏东气田主 要采用“中惠普发生器制氮气+封堵隔离”工艺，先采用氮气置换天然 气，使动火管线内的可燃介质浓度低于爆炸极限，之后 采用“馒头+黄油”、隔离球或冷冻封堵工艺封堵，而 苏东气田主要采用“馒头+黄油”封堵工艺。
上述方法操作规程标准、指标控制严格、安全等级 高，但存在以下不足：
（1）工序多；
（2）重复关井、开井操 作强度大；
（3）来回井场检测频繁、次数多；
（4）氮气周 期长、氮气用量大；
（5）停产时间长、经济损失大。仅以 2018 年为例，共计动火 20 次，平均动用氮气车 2.9 辆/ 次，平均置换时间 10 h~15 h，单次平均动火氮气使用 量 40.4 t，平均单次动火置换费用 19.1 万元，平均单次 动火检测点 17 个。以上缺点增加了新井投产周期、经 济损失和安全隐患，尤其给“新增天然气生产能力 9 亿 立方米、当年新井投产率 100 %”的产建任务的完成带 来巨大挑战。
为加快投产进度、降本增效，苏东气田引进新型水 溶性暂堵器工艺，截止目前已先后组织实施过 15 次动 火，取得了初步成效。本文将主要从水溶性封堵器工艺 的封堵原理、工艺特点入手，结合苏东气田的应用实例 进行综合评价。

新型水溶性封堵器原理
北京中惠普氮气发生器的氮气吹液后，待天然气钢管内压力泄压为 0 MPa 后，即可实施封堵，经检测合格后，可进行动火连头，而 后经过开井冲压和管道中积液的作用，水溶性封堵器 自行分解溶于水中。

水溶性封堵器工艺性能测试
封堵器密封性能测试
现场性能测试：为验证水溶管道封堵器适用于苏 里格气田工况，采用小型模拟试验进行现场测试，其模拟液体为高含凝析油的管道液体，模拟的管道 规格为长 4 m、管径 φ114×5 的常用动火管道。主要测 试性能内容如下：
（1）有残留凝析油工况下的水溶性封堵器的承压 和密封性能；
（2）含残留凝析油并伴有≤1/3D（D 管道直径）积 液工况下水溶性封堵器的承压和密封性能；
（3）含残留凝析油并伴有＞1/3D（D 管道直径）积液 工况下水溶性封堵器的承压和密封性能。

水溶性性能测试
取苏东气田 2~8 干管内的管道积液 40 L 作为溶 解介质，将水溶性封堵器放入玻璃杯中，观察溶解情况 （见图 4），15 min 后水溶性封堵器物理形态分解后松 软的固液混合物质、整体较为柔软；1.5 h 后固液混合 物中的固体由大块溶解为较小固体，未发现大型不溶 解物质；2.5 h 后进一步分解，变成可溶于水的液体物 质。由此可知，水溶性封堵器在苏东气田气井采出液的 溶解效果较好。

矿场先导试验研究
为研究水溶性封堵器工艺实际工况的可行性，进 行了 10 次先导试验，分别选取了不同管径、不同长度、 不同井数、动火点高低位置的动火点，研究液氮用量、 管道含液量、压力对水溶性封堵工艺的影响。 从中的 SD36-66C4/SD51-59C2/SD55-30C1 可知， 随着液氮吹液量的增加，动火点封堵前的可燃气体浓 度 Xbefore 逐渐下降，这一结论与常规工艺的氮气置换结论一致。

结论
（1）小型测试和矿场先导试验表明新型水溶性封 堵器的承压性和密封性较良好，可满足在不同情况下 的封堵要求，且水溶效果良好。
（2）水溶性封堵器工艺与常规工艺大致相同，但只 需短时间吹液置换，无需到各个检测点检测可燃气体 浓度，确定管道内压力为 0 后，即可进行封堵，工艺流 程简化，可降低来回井场检测次数和人工成本。
（3）矿场先导试验表明管道内含液量、压力是影响 水溶性管道封堵工艺的关键因素，采取排液、敞放、泄 压、卡开、隔离措施是保证安全施工的必要条件。
（4）水溶性管道封堵工艺相比常规工艺可缩短液 氮置换时间，节省大量液氮，降低直接成本费用和停产 经济损失，提速和降本增效效果明显。