蒸汽驅(qū)井灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置研制

郭玉山

【摘 要】目前，錦州采油廠多數(shù)區(qū)塊處于油田開發(fā)中后期，蒸汽驅(qū)、化學(xué)驅(qū)等開發(fā)方式已經(jīng)全面推廣運(yùn)用，并取得較好效果，錦91火驅(qū)也在去年3月成功點(diǎn)火。錦45塊蒸汽驅(qū)施工作業(yè)主要存在汽竄井噴、高溫傷害、硫化氫中毒等風(fēng)險(xiǎn)。以往在施工作業(yè)中，為了削減這類風(fēng)險(xiǎn)，一般安排一泵三罐（即一組水泥車三個(gè)水罐車）保施工作業(yè)，保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全和施工井的井控安全。

【關(guān)鍵詞】灌液；蒸汽驅(qū)；提高效率；安全

一、概述

在蒸汽驅(qū)井作業(yè)過程中，為了保障施工過程安全，削減安全隱患，提高生產(chǎn)效率，都需要有水泥車保施工。目前蒸汽驅(qū)井組在錦采不斷擴(kuò)展，同時(shí)我廠化學(xué)驅(qū)等區(qū)塊對(duì)水泥車求量也越來越大，對(duì)水泥車組的需要也越來越多。而全廠水泥車組總量是固定的，因此很容易由于其短缺而造成工作量耽擱。而目前我廠僅有9組水泥車（其中白班6組，夜班3組），我廠有在錦采油區(qū)施工的小修隊(duì)伍目前為17支，加上采油日常工作對(duì)水泥車的需求，平均每天泥漿泵車使用超過15井次，如果同時(shí)有兩口蒸汽驅(qū)井需要作業(yè)，水泥車組的需求就會(huì)出現(xiàn)極大的缺口，而使得全廠生產(chǎn)時(shí)效將大大降低，甚至出現(xiàn)部分生產(chǎn)停滯的現(xiàn)象。

針對(duì)目前蒸汽驅(qū)井需要水泥車組全天保施工這個(gè)不可回避的難題，作業(yè)一大隊(duì)組織機(jī)關(guān)生產(chǎn)、安全、井控相關(guān)負(fù)責(zé)人以及部分小隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)和技術(shù)人員成立研究小組，對(duì)蒸汽驅(qū)井進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分類研究，并且通過對(duì)蒸汽驅(qū)井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)近幾年的觀察摸索，發(fā)現(xiàn)蒸汽驅(qū)井保施工過程中對(duì)打入井內(nèi)水壓并沒有要求，也不需要很大流量，因此成功研制出了一種灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置，確保了蒸汽驅(qū)井施工安全，解決了采油廠水泥車組的供需矛盾，實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全。

二、蒸汽驅(qū)井風(fēng)險(xiǎn)井分類研究

研究小組成員通過近8年（2008年開始蒸汽驅(qū)試驗(yàn)）的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，可以將蒸汽驅(qū)井分為兩類。

Ⅰ類是蒸汽驅(qū)長(zhǎng)注井，特殊特點(diǎn)是：井口、井底壓力大、溫度高，井下工況復(fù)雜。

錦45蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，9口長(zhǎng)注汽井，平均井口壓力4.6MPa，井口溫度259.4℃；平均井底壓力3.6MPa，井底壓力244℃。

II類是蒸汽驅(qū)受效井，典型特點(diǎn)是井溫高，井口溫度普遍保持在60℃左右，地層壓力在2.5-4MPa之間，井口硫化氫濃度高，平均6000mg/m3，另外井下工況較復(fù)雜。

試驗(yàn)區(qū)油井56口，作業(yè)確定存在井況的21口井。目前由于井口溫度高采取摻水降溫的已有18口、嚴(yán)重出砂的9口。

2008年7月投產(chǎn)初期，有17口井套管氣中H2S超標(biāo)（國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)中要求作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)硫化氫最高許可濃度為10mg/m3），濃度在20～135mg/m3之間，平均濃度為64mg/m3；見效初期有22口油井套管氣H2S超標(biāo)，濃度在20～4000mg/m3之間，平均濃度為1162mg/m3；峰值穩(wěn)產(chǎn)期最高濃度達(dá)35992mg/m3，平均6242mg/m3，較轉(zhuǎn)驅(qū)初期增加了98倍，對(duì)于井口取樣工作存在嚴(yán)重安全隱患。

三、灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置研制

1.結(jié)構(gòu)組成

該裝置由該裝置由水罐車接頭、控制球閥、感應(yīng)流量計(jì)、水龍帶接頭組成。

2.工作原理

轉(zhuǎn)換裝置前端為水罐車四寸公由壬，后端為水龍帶兩寸半母由壬，實(shí)現(xiàn)罐車和水龍帶的連接，因?yàn)楦叱滩?，通過重力虹吸作用，水罐內(nèi)清水（熱污水）流入井筒，達(dá)到降低井筒溫度，消除上返蒸汽，溶解硫化氫的目的。當(dāng)井口溫度、上返蒸汽、硫化氫濃度中有任何一項(xiàng)超標(biāo)時(shí)，同時(shí)通過調(diào)節(jié)球閥，控制流量，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化灌液，滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的需要，需要兩臺(tái)水罐車（拉水時(shí)無需停工）即可實(shí)現(xiàn)蒸汽驅(qū)井保施工作業(yè)的目的。

3.技術(shù)特點(diǎn)

（1）研究分類了采油廠所有蒸汽驅(qū)井；

分類后的井風(fēng)險(xiǎn)更清晰，應(yīng)對(duì)措施更明了，更好的指導(dǎo)了小修作業(yè)，降低了安全、井控風(fēng)險(xiǎn)。

（2）研制了灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置；

1）、全面解決了采油廠對(duì)水泥車組供需矛盾；

2）、確保了井控安全和作業(yè)人員施工安全；

3）、實(shí)現(xiàn)對(duì)入井液體流量最優(yōu)化可控，極大降低了對(duì)油井的冷傷害，提高了原油產(chǎn)量。

四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益分析

1.實(shí)際應(yīng)用

錦45-024-K29井為蒸汽驅(qū)II類井，地層壓力系數(shù)0.29，井口日常采出液溫度60℃，硫化氫含量檢測(cè)300ppm，有少許暗黃色蒸汽冒出井口，2017年6月搬上檢泵作業(yè)，使用該裝置，當(dāng)流量調(diào)至35L/min時(shí)，硫化氫含量降低為0ppm，井口無蒸汽冒出，使用兩個(gè)水罐車連續(xù)保施工30小時(shí)，共灌入污水約60m3，節(jié)約水泥車兩組次，節(jié)約用水100m3，大大提高了生產(chǎn)效率，減少對(duì)地層的冷傷害，縮短了油井排水時(shí)間。

2.效益分析

（1）社會(huì)效益

應(yīng)用蒸汽驅(qū)井灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置，解決了蒸汽驅(qū)施工作業(yè)為了消減汽竄井噴、高溫傷害、硫化氫中毒等風(fēng)險(xiǎn)而需要水泥車組保施工所帶來的因水泥車組短缺帶來降低成產(chǎn)效率等一系列問題。這項(xiàng)技術(shù)我們?cè)趯?shí)踐中不斷摸索改進(jìn)，使此項(xiàng)技術(shù)十分的安全穩(wěn)定高效，取得了很好的實(shí)效。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，提高了我們作業(yè)隊(duì)伍的良好形象及信譽(yù)，顯示了很好的社會(huì)效益。

（2）經(jīng)濟(jì)效益

作業(yè)一大隊(duì)2018年3月開始使用該裝置，截止今年年初，累計(jì)應(yīng)用310井次，其中蒸汽驅(qū)II類井150 井次，非蒸汽驅(qū)井（主要是硫化氫超標(biāo)的熱采或者下泵井）160井次，運(yùn)用效果良好，累計(jì)節(jié)約作業(yè)費(fèi)用104.04萬元。

五、蒸汽驅(qū)井灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置的推廣和意義

目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在蒸汽驅(qū)井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，收到了很好的效果，提高了工作效率的同時(shí)也保證了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全，也降低了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，隨著該項(xiàng)技術(shù)的全面應(yīng)用，我們也會(huì)跟蹤各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，收集出現(xiàn)的各類應(yīng)用問題。該裝置將繼續(xù)進(jìn)行有針對(duì)性的研究分析，盡可能改進(jìn)成適應(yīng)大部分井況施工所需求的新技術(shù)，以降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高作業(yè)管理水平。

隨著油田的逐年開發(fā)，要想繼續(xù)保持穩(wěn)產(chǎn)局勢(shì)，將進(jìn)一步加大蒸汽驅(qū)、化學(xué)驅(qū)、火驅(qū)井作業(yè)，因此，每年所節(jié)約的費(fèi)用將更多。同時(shí)，全面應(yīng)用蒸汽驅(qū)井灌液可調(diào)流量轉(zhuǎn)換裝置，大大地提高了作業(yè)生產(chǎn)時(shí)效，減輕了作業(yè)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了作業(yè)井的占井周期，這些潛在的經(jīng)濟(jì)效益是無法估算的，前景非常廣闊。