[發明專利]一種三超氣井的帶壓環空采樣分析系統和方法

在審

• 申請號: 202110678270.8
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113504334A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 上官豐收;王志軍;張更;鄧松;路文強
• 申請（專利權）人: 西安恩諾維新石油技術有限公司;成都漢科石油技術有限公司
• 主分類號: G01N30/96
• 分類號: G01N30/96
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 惠磊

本申請涉及一種帶壓環空采樣分析系統和方法，包括環空取樣單元、氣液分離單元、組分分析單元和數據處理單元，所述環空取樣單元與所述氣液分離單元連接，所述氣液分離單元與所述組分分析單元連接，所述數據處理單元與所述環空取樣單元、所述氣液分離單元和所述組分分析單元連接。本申請的帶壓環空采樣分析系統和方法，適應高溫、高壓、高深度氣井環空產出物的組分分析，能夠同時測試環空壓力、溫度和流量。

技術領域

本申請涉及一種三超氣井的帶壓環空采樣分析系統和方法，適用于氣井監測和完整性管理的技術領域。

背景技術

環空帶壓是指氣井套管環空間產生的有危害的異常壓力。由于天然氣井井下狀況復雜，管柱泄漏和溫度變化都會導致環空壓力異常。如果環空帶壓值過高，易導致表層套管炸裂、石油設備爆炸等嚴重后果。現有技術中，都需要通過一定的技術實現對環空帶壓氣井的實時監測。但現有監測系統中，分別存在著監測參數少、設備復雜、連線混亂等缺陷。

相關的現有技術包括：某種地面壓力監測自動記錄儀，該儀器主要功能是自動記錄井口環空壓力的變化，從而為環空壓控測試工作提供實時的壓力數據，為現場進行環空加壓、恒壓及泄壓等操作提供技術支持；某種井口設備現場氣密封檢測系統，屬于井口設備的現場檢測診斷技術，檢測系統通過輸出140MPa的水壓或高壓氮氣，實時監測井口設備密封情況，并通過聲發射技術對井口設備進行查漏；某種DRPWD隨鉆環空壓力監測系統，該系統由無線隨鉆測量工具和隨鉆環空壓力測量工具組成，可測量環空井底的壓力、溫度數據并實時傳輸到地面，以便準確了解井底溫度和壓力變化的情況，提高了控壓鉆井、深井、欠平衡井的鉆井控制精度，為現場操作提供技術支持；某種井下液面監測系統，該系統可連續測量環空內的液面位置，根據環空液面深度得出壓井液的泄漏速率，為合理確定起下鉆期間的吊灌壓井液量提供依據；某種環空壓力測試與診斷系統，該系統具備0.01MPa的高精度壓力實時存儲和傳輸、環空氣質組分分析、環空流體PH值分析以及泄壓自動點火等功能，實現了環空異常帶壓井的快速診斷和分析。

目前已有的環空壓力診斷系統的壓力級和溫度均不能滿足例如環空壓力120MPa、地層溫度200℃的高溫高壓需求，不適應高溫高壓氣井的環空產出物在線測試，不能實現全自動在線測試。

發明內容

本申請的目的是設計一種三超氣井的帶壓環空采樣分析系統和方法，其能夠滿足測試壓力120MPa、溫度200℃的要求，實現了全自動在線測試。

本申請涉及一種帶壓環空采樣分析系統，包括環空取樣單元、氣液分離單元、組分分析單元和數據處理單元，所述環空取樣單元與所述氣液分離單元連接，所述氣液分離單元與所述組分分析單元連接，所述數據處理單元與所述環空取樣單元、所述氣液分離單元和所述組分分析單元連接。

其中，所述環空取樣單元包括至少一個環空取樣分管路，所述至少一個環空取樣分管路匯總至取樣總管；所述氣液分離單元包括氣液分離器，所述氣液分離器的進口通過所述取樣總管連接到環空層，所述氣液分離器的上部設有氣相輸出總管，所述氣相輸出總管連接到氣相色譜儀；所述氣液分離器的下部設有液相輸出總管，所述液相輸出總管連接液相色譜分離管和離子色譜分離管，所述液相色譜分離管連接到液相色譜儀，所述離子色譜分離管連接到離子色譜儀；所述氣液分離器的底部還設有排空管。

其中，所述數據處理單元包括數據采集器、控制器和分析終端，所述數據采集器和所述控制器連接，所述控制器和所述分析終端連接，所述控制器和所述離子色譜儀、所述液相色譜儀、所述氣相色譜儀之間分別連接；所述數據采集器與所述環空取樣分管路、所述液相輸出總管、所述液相色譜分離管、所述離子色譜分離管、所述氣相輸出總管連接；所述液相輸出總管上設有控制閥和減壓閥，所述液相色譜分離管和所述離子色譜分離管上設有控制閥、壓力傳感器和流量計；所述氣相輸出總管上設有控制閥、壓力傳感器、節流閥、減壓閥和流量計，并與所述氣相色譜儀連接；所述至少一個環空取樣分管路上分別設有控制閥、節流閥、單向閥、壓力傳感器和溫度傳感器，在所述取樣總管上設有控制閥和流量計。

本申請還涉及一種帶壓環空采樣分析方法，包括以下步驟：