蒸汽驱井灌液可调流量转换装置研制

郭玉山

【摘 要】目前，锦州采油厂多数区块处于油田开发中后期，蒸汽驱、化学驱等开发方式已经全面推广运用，并取得较好效果，锦91火驱也在去年3月成功点火。锦45块蒸汽驱施工作业主要存在汽窜井喷、高温伤害、硫化氢中毒等风险。以往在施工作业中，为了削减这类风险，一般安排一泵三罐（即一组水泥车三个水罐车）保施工作业，保证现场作业人员的人身安全和施工井的井控安全。

【关键词】灌液；蒸汽驱；提高效率；安全

一、概述

在蒸汽驱井作业过程中，为了保障施工过程安全，削减安全隐患，提高生产效率，都需要有水泥车保施工。目前蒸汽驱井组在锦采不断扩展，同时我厂化学驱等区块对水泥车求量也越来越大，对水泥车组的需要也越来越多。而全厂水泥车组总量是固定的，因此很容易由于其短缺而造成工作量耽搁。而目前我厂仅有9组水泥车（其中白班6组，夜班3组），我厂有在锦采油区施工的小修队伍目前为17支，加上采油日常工作对水泥车的需求，平均每天泥浆泵车使用超过15井次，如果同时有两口蒸汽驱井需要作业，水泥车组的需求就会出现极大的缺口，而使得全厂生产时效将大大降低，甚至出现部分生产停滞的现象。

针对目前蒸汽驱井需要水泥车组全天保施工这个不可回避的难题，作业一大队组织机关生产、安全、井控相关负责人以及部分小队队长和技术人员成立研究小组，对蒸汽驱井进行风险分类研究，并且通过对蒸汽驱井现场作业近几年的观察摸索，发现蒸汽驱井保施工过程中对打入井内水压并没有要求，也不需要很大流量，因此成功研制出了一种灌液可调流量转换装置，确保了蒸汽驱井施工安全，解决了采油厂水泥车组的供需矛盾，实现了本质安全。

二、蒸汽驱井风险井分类研究

研究小组成员通过近8年（2008年开始蒸汽驱试验）的长期研究发现，可以将蒸汽驱井分为两类。

Ⅰ类是蒸汽驱长注井，特殊特点是：井口、井底压力大、温度高，井下工况复杂。

锦45蒸汽驱先导试验，9口长注汽井，平均井口压力4.6MPa，井口温度259.4℃；平均井底压力3.6MPa，井底压力244℃。

II类是蒸汽驱受效井，典型特点是井温高，井口温度普遍保持在60℃左右，地层压力在2.5-4MPa之间，井口硫化氢浓度高，平均6000mg/m3，另外井下工况较复杂。

试验区油井56口，作业确定存在井况的21口井。目前由于井口温度高采取掺水降温的已有18口、严重出砂的9口。

2008年7月投产初期，有17口井套管气中H2S超标（国家安全标准中要求作业现场硫化氢最高许可浓度为10mg/m3），浓度在20～135mg/m3之间，平均浓度为64mg/m3；见效初期有22口油井套管气H2S超标，浓度在20～4000mg/m3之间，平均浓度为1162mg/m3；峰值稳产期最高浓度达35992mg/m3，平均6242mg/m3，较转驱初期增加了98倍，对于井口取样工作存在严重安全隐患。

三、灌液可调流量转换装置研制

1.结构组成

该装置由该装置由水罐车接头、控制球阀、感应流量计、水龙带接头组成。

2.工作原理

转换装置前端为水罐车四寸公由壬，后端为水龙带两寸半母由壬，实现罐车和水龙带的连接，因为高程差，通过重力虹吸作用，水罐内清水（热污水）流入井筒，达到降低井筒温度，消除上返蒸汽，溶解硫化氢的目的。当井口温度、上返蒸汽、硫化氢浓度中有任何一项超标时，同时通过调节球阀，控制流量，实现最优化灌液，满足施工现场的需要，需要两台水罐车（拉水时无需停工）即可实现蒸汽驱井保施工作业的目的。

3.技术特点

（1）研究分类了采油厂所有蒸汽驱井；

分类后的井风险更清晰，应对措施更明了，更好的指导了小修作业，降低了安全、井控风险。

（2）研制了灌液可调流量转换装置；

1）、全面解决了采油厂对水泥车组供需矛盾；

2）、确保了井控安全和作业人员施工安全；

3）、实现对入井液体流量最优化可控，极大降低了对油井的冷伤害，提高了原油产量。

四、现场应用及经济效益分析

1.实际应用

锦45-024-K29井为蒸汽驱II类井，地层压力系数0.29，井口日常采出液温度60℃，硫化氢含量检测300ppm，有少许暗黄色蒸汽冒出井口，2017年6月搬上检泵作业，使用该装置，当流量调至35L/min时，硫化氢含量降低为0ppm，井口无蒸汽冒出，使用两个水罐车连续保施工30小时，共灌入污水约60m3，节约水泥车两组次，节约用水100m3，大大提高了生产效率，减少对地层的冷伤害，缩短了油井排水时间。

2.效益分析

（1）社会效益

应用蒸汽驱井灌液可调流量转换装置，解决了蒸汽驱施工作业为了消减汽窜井喷、高温伤害、硫化氢中毒等风险而需要水泥车组保施工所带来的因水泥车组短缺带来降低成产效率等一系列问题。这项技术我们在实践中不断摸索改进，使此项技术十分的安全稳定高效，取得了很好的实效。该项技术的应用，提高了我们作业队伍的良好形象及信誉，显示了很好的社会效益。

（2）经济效益

作业一大队2018年3月开始使用该装置，截止今年年初，累計应用310井次，其中蒸汽驱II类井150 井次，非蒸汽驱井（主要是硫化氢超标的热采或者下泵井）160井次，运用效果良好，累计节约作业费用104.04万元。

五、蒸汽驱井灌液可调流量转换装置的推广和意义

目前该项技术已经在蒸汽驱井进行了现场应用，收到了很好的效果，提高了工作效率的同时也保证了现场施工的安全，也降低了现场操作人员的劳动强度，随着该项技术的全面应用，我们也会跟踪各个现场，收集出现的各类应用问题。该装置将继续进行有针对性的研究分析，尽可能改进成适应大部分井况施工所需求的新技术，以降低作业风险，提高作业管理水平。

随着油田的逐年开发，要想继续保持稳产局势，将进一步加大蒸汽驱、化学驱、火驱井作业，因此，每年所节约的费用将更多。同时，全面应用蒸汽驱井灌液可调流量转换装置，大大地提高了作业生产时效，减轻了作业工人的劳动强度，缩短了作业井的占井周期，这些潜在的经济效益是无法估算的，前景非常广阔。