關(guān)于注采一體管柱倒換井口方式的研究

劉巖 姜全 朱成龍 朱健輝 姜鵬程

摘 ?要：傳統(tǒng)倒換注采一體管柱井口需要7個(gè)步驟，操作繁瑣，倒換時(shí)間長，井控風(fēng)險(xiǎn)大;現(xiàn)場(chǎng)操作工人倒換井口時(shí)會(huì)使用管鉗咬住抽油桿的方式來縮短操作時(shí)間，但屬于違章操作，安全風(fēng)險(xiǎn)高。全新倒換井口裝置的研究可以大大縮短倒換井口時(shí)間，并在倒換過程中實(shí)現(xiàn)了油管處于可控狀態(tài)，降低了井控風(fēng)險(xiǎn)，提高了操作安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：注采一體管柱;倒井口;井控;違章;

一、注采一體管柱簡介

稠油是指在油層條件下原油粘度大于50mPa.s、相對(duì)密度大于0.92的原油，國外稱之為“重油（heavy oil）”。我國稠油瀝青質(zhì)含量低，膠質(zhì)含量高，粘度偏高，相對(duì)密度較低。根據(jù)我國稠油的特征，將稠油分為三類。在稠油分類時(shí)，以原油粘度為第一指標(biāo)，相對(duì)密度作為輔助指標(biāo)。

注采一體管柱技術(shù)，便是為稠油蒸汽吞吐井設(shè)計(jì)的注氣采油專用配套管柱，可實(shí)現(xiàn)一次管柱注氣采油循環(huán)生產(chǎn)，縮短了施工周期，節(jié)約了勞動(dòng)力，降低了生產(chǎn)成本，提高了油井產(chǎn)量。

1.1工作原理

注汽作業(yè)時(shí)，柱塞處于碰泵狀態(tài)，柱塞上注汽孔同泵筒上的注汽孔對(duì)其聯(lián)通，從而使泵上下油管聯(lián)通，是熱蒸汽通過注汽孔進(jìn)入泵筒與外工作筒環(huán)形空間，井泵下注入地層。

注蒸汽轉(zhuǎn)抽時(shí)，上提柱塞，柱塞將注汽孔密封，抽油泵可正常抽油。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1可實(shí)現(xiàn)一次管柱循環(huán)注采

密封覆蓋技術(shù)，防止注汽過程中柱塞泵筒結(jié)垢，保證抽油泵正常工作;保證注采循環(huán)進(jìn)行。

1.2.2防砂卡、減輕磨損

采用長柱塞、短泵筒結(jié)構(gòu)，防止柱塞泵筒砂卡，減輕磨損。

1.2.3無需泄油器可自動(dòng)泄油

作業(yè)時(shí)提出抽油桿柱，即可自動(dòng)泄油。

1.3注采一體管柱與常規(guī)管柱對(duì)比分析

1.3.1常規(guī)管柱的缺點(diǎn)

（1）工序繁多，生產(chǎn)成本高;

（2）光油管生產(chǎn)，井筒熱損失大，電加熱能耗高;

（3）封隔器隔熱效果較差，不利于套管保護(hù)，且易造成卡鉆事故。

1.3.2注采一體管柱的特點(diǎn)

（1）氮?dú)飧魺醿?yōu)于封隔器隔熱;

（2）具有注汽隔熱及采油保溫的雙重作用;

（3）桿式泵與保溫管匹配，實(shí)現(xiàn)了注、采不動(dòng)管柱;

（4）可不動(dòng)管柱沖砂;

（5）具備防砂功能。

1.3.3注采一體管柱的缺點(diǎn)

（1）注采一體管柱起抽油桿施工時(shí)易造成桿脫事故 ;

（2）注采一體管柱適用于稠油區(qū)塊，井內(nèi)抽油桿多為空心桿，井場(chǎng)出現(xiàn)空心桿密封不嚴(yán)的情況;

（3）注采一體管柱為懸掛管柱，倒換井口復(fù)雜，井控風(fēng)險(xiǎn)高;

二、現(xiàn)狀分析

稠油，顧名思義，是一種比較粘稠的石油，是因?yàn)槠錇r青質(zhì)和膠質(zhì)含量較高而導(dǎo)致粘度高、密度大，國外一般稱之為重油。稠油狀如黑泥，流動(dòng)性很差，甚至可以用手抓起，用鐵鏟鏟起，因而開采難度極高。

我國的稠油資源十分豐富，占已探明石油儲(chǔ)量的五分之一，遼河油田的稠油儲(chǔ)量占全油田石油儲(chǔ)量的三分之一。遼河油田于1981年引進(jìn)了部分國外熱采技術(shù)，開始了單井蒸汽吞吐采油工藝技術(shù)的試驗(yàn)：用專用的高溫高壓蒸汽發(fā)生器向深部油層注入150以上大氣壓，攝氏350度的高溫高壓蒸汽，降低稠油的粘度，使之容易流動(dòng)，以便開采。但是，在1600米井上進(jìn)行蒸汽吞吐熱采，國外尚無先例。

從1981年以來，先在高升油田1600米深井里開展試驗(yàn)，收到較好的效果，緊接著又開辟了幾個(gè)新的試驗(yàn)區(qū)，工藝水平不斷提高，蒸汽吞吐增產(chǎn)效果明顯。蒸汽吞吐前投產(chǎn)48口井，日產(chǎn)油147噸，平均單井日產(chǎn)3噸。蒸汽吞吐后，日產(chǎn)797噸，平均單井日產(chǎn)16.6噸，極大提升了工作效率。遼河油田的科技人員在攻關(guān)中，注意把引進(jìn)技術(shù)同我國的實(shí)際情況相結(jié)合，在有關(guān)科研單位和大專院校的協(xié)作和配合下，不少單項(xiàng)課題都有所創(chuàng)新，很快使稠油進(jìn)入工業(yè)性開發(fā)。

遼河油田的超稠油，密度大、黏度大、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，臨界流動(dòng)溫度高達(dá)80攝氏度，以其開采難度大著稱于世. 特種油開發(fā)公司作為遼河超稠油開發(fā)的主要陣地重任在肩，如今特油區(qū)塊多數(shù)采用的是注采一體管柱結(jié)構(gòu)，減小了修井作業(yè)的工作量。然而，在轉(zhuǎn)注井的施工中倒井口時(shí)存在倒井口的方式耗費(fèi)時(shí)間長，井控風(fēng)險(xiǎn)高，安全系數(shù)低等缺陷。

2.1傳統(tǒng)倒換井口流程

1、提桿柱至連桿位置;

2、下入桿短接;

3、在桿短接外部套上帶絲扣頭的管短接，裝卡瓦;

4、拆卸采油樹螺栓，上提，座管吊卡;

5、拆卸井變，上提，座桿吊卡;

6、卸掉桿短接;

7、上提，吊下采油樹，起泵。

2.2違章倒換井口流程

1、提桿柱至連桿位置;

2、用管鉗抱死連桿，套入帶絲扣頭的管短接，裝卡瓦;

3、拆卸采油樹螺栓，上提，座管吊卡;

4、拆卸井變，上提，在采油樹下方的連桿上用管鉗抱死;

5、下放采油樹至上方桿吊卡脫離管短接，摘掉桿吊卡;

6、上提，吊下采油樹，起泵。

三、全新倒換井口裝置介紹

3.1裝置結(jié)構(gòu)

本裝置由提升部件、洗井部件、套銑部件三部分組成。

3.2工作原理

3.2.1提升部件

提升部件包括改進(jìn)提升短接一根、絲扣頭1個(gè)、空心桿短接1根，改進(jìn)提升短接上部為2寸半平式母扣，內(nèi)部焊接空心桿母扣用于與井口空心桿公扣連接，也可根據(jù)井內(nèi)抽油桿類型安裝合適變扣，空心桿短接長度大于井口高度+懸掛變扣高度即可。操作步驟：1、提桿柱至連桿位置;2、安裝倒換井口裝置;3、拆卸采油樹螺栓，上提，座管吊卡;4、拆卸井變，上提，座桿吊卡;5、卸扣，上提，吊下采油樹，起泵。

3.2.2洗井部件

洗井部件為公活接頭1個(gè)，當(dāng)活塞斷脫在油管內(nèi)時(shí)，由于油管內(nèi)部被石油填滿，此時(shí)起管柱易造成環(huán)境污染。安裝倒換井口裝置，將公活接頭安裝在提升短接上部，連接泵車管線即可進(jìn)行替油操作。

3.2.3套銑部件

套銑部件為油管短接1根（與防噴器閘板匹配），與井內(nèi)管柱匹配變扣1套。油管短接+變扣長度需短于抽油桿短接。注采一體管柱由于桿式泵的活塞外徑大于井口內(nèi)徑，所以需要在提出活塞前進(jìn)行倒換井口操作，當(dāng)井口倒下后，此時(shí)井口處于無控狀態(tài)。將倒換井口裝置的絲扣頭卸下?lián)Q上油管短接，里面連接空心桿短接，套銑時(shí)發(fā)生井噴，將裝置的空心桿短接連接井口抽油桿上，上提撤掉桿吊卡，下放裝置將管短接與井口管柱相連，上提裝置，撤掉管吊卡，下放至油管短接處，坐上管吊卡，關(guān)閉防噴器。

3.2.4全新倒換井口流程

1、提桿柱至連桿位置;

2、安裝倒換井口裝置;

3、拆卸采油樹螺栓，上提，座管吊卡;

4、拆卸井變，上提，座桿吊卡;

5、卸扣，上提，吊下采油樹，起泵。

四、創(chuàng)新項(xiàng)目應(yīng)用情況

全新倒換井控裝置操作簡便、出現(xiàn)井控風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，搶裝速度快;全新倒換井控裝置的使用縮減了倒換井口流程，減少了倒換井口時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了井控風(fēng)險(xiǎn)，提高了工作效率，是一種適合現(xiàn)場(chǎng)、方便、實(shí)用、安全可靠的新型裝備。

五、技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益

全新倒換井控裝置的設(shè)計(jì)可以完全取締現(xiàn)有的倒換井口裝置，不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，也大大的降低了員工操作風(fēng)險(xiǎn)及井控風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，無論是勞動(dòng)力上還是經(jīng)濟(jì)效益上都具有很高的前景。

結(jié)束語

創(chuàng)新點(diǎn)：井控安全、縮短施工時(shí)間、節(jié)約勞動(dòng)力，操作安全;井控工作室石油勘探開發(fā)企業(yè)安全工作的重中之重。井控安全意識(shí)的培養(yǎng)在井控工作中十分重要。所有從事油氣生產(chǎn)工作的人必須具備井控安全意識(shí)。本裝置解決了傳統(tǒng)倒換井口中出現(xiàn)的各種問題尤其是井控安全問題，是一種適合現(xiàn)場(chǎng)、方便、實(shí)用、安全可靠的施工裝置。