歡西油田井控配套技術(shù)研究與應(yīng)用

孫明明

摘 要：歡西油田所轄油區(qū)屬疏松砂巖油藏，稠油與稀油并存，開發(fā)方式多樣化，給井下作業(yè)中的井控管理帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。通過(guò)研制一系列特殊的井控裝備、運(yùn)移裝置、報(bào)警裝置等配套工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)過(guò)程中井底壓力的控制和預(yù)警，進(jìn)而保證施工井的安全可控。

關(guān)鍵詞：歡西油田；井控；工藝技術(shù)

1 概述

歡西油田所轄油區(qū)屬疏松砂巖油藏，稠油與稀油并存，開發(fā)方式多樣化，目前總井?dāng)?shù)3461口，開井?dāng)?shù)為1614口，日均生產(chǎn)原油2400余噸，年修井能力3300余井次。錦州油區(qū)油水井地面環(huán)境多處在濕地保護(hù)區(qū)、魚塘蝦池和海溝等敏感區(qū)域，給井下作業(yè)中的井控管理帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。

主要表現(xiàn)在以下方面：一是傳統(tǒng)的井控風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)不具有動(dòng)態(tài)性，不能保證油水井井控分級(jí)的時(shí)時(shí)準(zhǔn)確。隨著油田開發(fā)的不斷深入，油水井井下狀況日益復(fù)雜，并且地面環(huán)境也在不斷發(fā)生變化，使得傳統(tǒng)井控風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)不具有科學(xué)性。二是井筒中存在特殊管柱組合時(shí)，常規(guī)井控裝備無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)要求。目前錦州采油廠螺桿泵生產(chǎn)井100余口，空心桿電加熱井22口，這部分施工井時(shí)受抽油桿扶正器的限制，在發(fā)生井口溢流時(shí)，迅速封閉井口難度大。三是高溫蒸汽或硫化氫含量超標(biāo)的施工井，無(wú)專用配套的井控裝備。四是大修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)井控器材安裝和配備不完善，不能更好地滿足大修井壓力控制和預(yù)警。

2 主要研究?jī)?nèi)容

2.1 研究思路

針對(duì)以上問題，項(xiàng)目的總體思路是：在保證所有井控基礎(chǔ)資料準(zhǔn)確和現(xiàn)場(chǎng)地面環(huán)境描述精細(xì)的條件下，通過(guò)研制一系列特殊的井控裝備和井控配套工具等，進(jìn)而保證施工井的壓力可控。

2.2 插接桿防噴器的研制

2.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)插接桿防噴器外殼結(jié)構(gòu)。在研究現(xiàn)有雙閘板防噴器的基礎(chǔ)上完成了插接桿防噴器的外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。插接桿防噴依靠手動(dòng)驅(qū)動(dòng)，使用時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩翼絲杠同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，受力均勻，使膠芯包緊抽油桿于防噴器的中心部位。使左右兩閘板總成分別向內(nèi)移動(dòng)達(dá)到關(guān)井的目的。

2.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)插接桿防噴器半封閘板。半封閘板用于封井時(shí)擠壓包裹抽油桿，由于抽油桿外徑比油管小，在相同尺寸下需要插接桿的半封閘板具有更好的彈性，而且在彈性更好的情況下也要具備足夠的韌性及抗磨損儲(chǔ)量。在綜合比對(duì)了多種材料、尺寸和厚度的情況下最終確定了現(xiàn)有方案。

2.2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)插接桿防噴器放噴閘門。插接桿防噴器與普通防噴器一樣需要在側(cè)面設(shè)計(jì)防噴閘門進(jìn)行泄壓，但是防噴閘門會(huì)增加防噴器高度，造成作業(yè)時(shí)井口過(guò)高，因此設(shè)計(jì)人員對(duì)防噴器的兩個(gè)法蘭面的厚度在確保強(qiáng)度情況下進(jìn)行了削減，并對(duì)放噴閘門的厚度進(jìn)行縮緊，在保障實(shí)用的情況下確保井口不至于過(guò)高。

2.3 免壓井井下防井噴管柱的研制

2.3.1 井下開關(guān)及捅桿結(jié)構(gòu)。井下開關(guān)采用活門式重力加彈簧結(jié)構(gòu)，注汽時(shí)通過(guò)捅桿打開活門，進(jìn)行注汽；關(guān)閉時(shí)靠下部配重體的重力及彈力關(guān)閉。

2.3.2 井下座封及油、套密封結(jié)構(gòu)。高溫丟手封隔器的工作方式為液壓式座封、下專用工具解封，內(nèi)通徑大約為100mm，耐高溫，耐上下壓差大約為30MPa。高溫井下防噴器主要由閥體、彈簧、密封筒、閥蓋、配重接頭組成。該裝置在大孔道封隔器的下端連接，隨著封隔器一起下到預(yù)計(jì)位置，丟在井中。注汽時(shí)，注汽管柱下連一捅桿，下放打開閥板。換管柱作業(yè)時(shí)，上提管柱，閥的關(guān)閉可靠重力作用及彈簧作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。金屬密封器的研制要求密封時(shí)間長(zhǎng)，且通徑較大。在300～350℃時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)密封，在上提管柱時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解封。該裝置連在大通徑丟手裝置下端，隨裝置一起丟到井中。注汽時(shí)，金屬密封器在溫度的作用下，通過(guò)內(nèi)部液體擴(kuò)張的作用迫使外套擴(kuò)張，將油套環(huán)形空間密封，上提即可實(shí)現(xiàn)解封。

2.4 大修泥漿池液面報(bào)警裝置的研制

2.4.1 浮力傳感器的研制。根據(jù)液位高低不同產(chǎn)生的浮力不同，通過(guò)液位的變化，可以實(shí)時(shí)采集循環(huán)泥漿罐的液位高，可通過(guò)通信接口將液位數(shù)據(jù)傳輸至智能分站的數(shù)據(jù)采集終端；同時(shí)液位在過(guò)高和過(guò)低時(shí)，接通觸點(diǎn)，聯(lián)通報(bào)警裝置。

2.4.2 無(wú)線通訊數(shù)據(jù)傳輸模塊。通過(guò)采用直序擴(kuò)頻技術(shù)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁波的干擾實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的抗干擾性，保證了液位數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩约翱煽啃浴o(wú)線傳輸距離為0～500m。該裝置自身設(shè)有獨(dú)立系統(tǒng)，無(wú)需外接電源，在施工現(xiàn)場(chǎng)方便可行。可顯示出泥漿罐的存儲(chǔ)量，也可為循環(huán)泥漿不正常液位波動(dòng)提供報(bào)警。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2012-2015年間，精細(xì)井控分級(jí)3461井次，建立了擁有17305張照片的動(dòng)態(tài)井控分級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，累計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用井控配套工藝技術(shù)完成各類油水井作業(yè)698余井次，未發(fā)生一起井噴事故。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用689井次。

科技投入28萬(wàn)元，其他投入508.5萬(wàn)元。

總投入：536.5萬(wàn)元。

創(chuàng)產(chǎn)值：2185萬(wàn)元。

投入產(chǎn)出比=536.5：2185=1：4.07。

在新環(huán)境保護(hù)法實(shí)施的條件下，社會(huì)更加效益顯著。

5 結(jié)論

（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，通過(guò)一系列井控關(guān)鍵技術(shù)的研究與改進(jìn)，有效提升了施工井作業(yè)搶險(xiǎn)水平。

（2）所有研究成果全部用于施工現(xiàn)場(chǎng)，共形成三方面技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用698井次，創(chuàng)產(chǎn)值2185萬(wàn)元。

（3）錦州油區(qū)井控配套技術(shù)研究與應(yīng)用，進(jìn)一步保證了施工井的安全可控，可為其他油田井控管理提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]孫德勝.油田井下作業(yè)清潔生產(chǎn)配套工藝[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2006，2：29-31.

[2]梁敬東.大慶外圍油田井下作業(yè)環(huán)保技術(shù)[J].油氣田地面工程，2008，27（8）：32-34.