蒸汽驅井灌液可調流量轉換裝置研制

郭玉山

【摘 要】目前，錦州采油廠多數區塊處于油田開發中后期，蒸汽驅、化學驅等開發方式已經全面推廣運用，并取得較好效果，錦91火驅也在去年3月成功點火。錦45塊蒸汽驅施工作業主要存在汽竄井噴、高溫傷害、硫化氫中毒等風險。以往在施工作業中，為了削減這類風險，一般安排一泵三罐（即一組水泥車三個水罐車）保施工作業，保證現場作業人員的人身安全和施工井的井控安全。

【關鍵詞】灌液；蒸汽驅；提高效率；安全

一、概述

在蒸汽驅井作業過程中，為了保障施工過程安全，削減安全隱患，提高生產效率，都需要有水泥車保施工。目前蒸汽驅井組在錦采不斷擴展，同時我廠化學驅等區塊對水泥車求量也越來越大，對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），我廠有在錦采油區施工的小修隊伍目前為17支，加上采油日常工作對水泥車的需求，平均每天泥漿泵車使用超過15井次，如果同時有兩口蒸汽驅井需要作業，水泥車組的需求就會出現極大的缺口，而使得全廠生產時效將大大降低，甚至出現部分生產停滯的現象。

針對目前蒸汽驅井需要水泥車組全天保施工這個不可回避的難題，作業一大隊組織機關生產、安全、井控相關負責人以及部分小隊隊長和技術人員成立研究小組，對蒸汽驅井進行風險分類研究，并且通過對蒸汽驅井現場作業近幾年的觀察摸索，發現蒸汽驅井保施工過程中對打入井內水壓并沒有要求，也不需要很大流量，因此成功研制出了一種灌液可調流量轉換裝置，確保了蒸汽驅井施工安全，解決了采油廠水泥車組的供需矛盾，實現了本質安全。

二、蒸汽驅井風險井分類研究

研究小組成員通過近8年（2008年開始蒸汽驅試驗）的長期研究發現，可以將蒸汽驅井分為兩類。

Ⅰ類是蒸汽驅長注井，特殊特點是：井口、井底壓力大、溫度高，井下工況復雜。

錦45蒸汽驅先導試驗，9口長注汽井，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類是蒸汽驅受效井，典型特點是井溫高，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，另外井下工況較復雜。

試驗區油井56口，作業確定存在井況的21口井。目前由于井口溫度高采取摻水降溫的已有18口、嚴重出砂的9口。

2008年7月投產初期，有17口井套管氣中H2S超標（國家安全標準中要求作業現場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，濃度在20～4000mg/m3之間，平均濃度為1162mg/m3；峰值穩產期最高濃度達35992mg/m3，平均6242mg/m3，較轉驅初期增加了98倍，對于井口取樣工作存在嚴重安全隱患。

三、灌液可調流量轉換裝置研制

1.結構組成

該裝置由該裝置由水罐車接頭、控制球閥、感應流量計、水龍帶接頭組成。

2.工作原理

轉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，實現罐車和水龍帶的連接，因為高程差，通過重力虹吸作用，水罐內清水（熱污水）流入井筒，達到降低井筒溫度，消除上返蒸汽，溶解硫化氫的目的。當井口溫度、上返蒸汽、硫化氫濃度中有任何一項超標時，同時通過調節球閥，控制流量，實現最優化灌液，滿足施工現場的需要，需要兩臺水罐車（拉水時無需停工）即可實現蒸汽驅井保施工作業的目的。

3.技術特點

（1）研究分類了采油廠所有蒸汽驅井；

分類后的井風險更清晰，應對措施更明了，更好的指導了小修作業，降低了安全、井控風險。

（2）研制了灌液可調流量轉換裝置；

1）、全面解決了采油廠對水泥車組供需矛盾；

2）、確保了井控安全和作業人員施工安全；

3）、實現對入井液體流量最優化可控，極大降低了對油井的冷傷害，提高了原油產量。

四、現場應用及經濟效益分析

1.實際應用

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

2.效益分析

（1）社會效益

應用蒸汽驅井灌液可調流量轉換裝置，解決了蒸汽驅施工作業為了消減汽竄井噴、高溫傷害、硫化氫中毒等風險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效率等一系列問題。這項技術我們在實踐中不斷摸索改進，使此項技術十分的安全穩定高效，取得了很好的實效。該項技術的應用，提高了我們作業隊伍的良好形象及信譽，顯示了很好的社會效益。

（2）經濟效益

作業一大隊2018年3月開始使用該裝置，截止今年年初，累計應用310井次，其中蒸汽驅II類井150 井次，非蒸汽驅井（主要是硫化氫超標的熱采或者下泵井）160井次，運用效果良好，累計節約作業費用104.04萬元。

五、蒸汽驅井灌液可調流量轉換裝置的推廣和意義

目前該項技術已經在蒸汽驅井進行了現場應用，收到了很好的效果，提高了工作效率的同時也保證了現場施工的安全，也降低了現場操作人員的勞動強度，隨著該項技術的全面應用，我們也會跟蹤各個現場，收集出現的各類應用問題。該裝置將繼續進行有針對性的研究分析，盡可能改進成適應大部分井況施工所需求的新技術，以降低作業風險，提高作業管理水平。

隨著油田的逐年開發，要想繼續保持穩產局勢，將進一步加大蒸汽驅、化學驅、火驅井作業，因此，每年所節約的費用將更多。同時，全面應用蒸汽驅井灌液可調流量轉換裝置，大大地提高了作業生產時效，減輕了作業工人的勞動強度，縮短了作業井的占井周期，這些潛在的經濟效益是無法估算的，前景非常廣闊。