油井生產(chǎn)過程中四個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)管理實(shí)踐

李　惠

中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠 （黑龍江 大慶 163513）

通過多年機(jī)采實(shí)踐，某廠逐步總結(jié)形成了油井井下作業(yè)“節(jié)點(diǎn)管理”模式，即將油井井下作業(yè)管理外延，在油井生產(chǎn)過程中設(shè)置正常井、異常井、待檢井、作業(yè)井四個(gè)關(guān)鍵管理節(jié)點(diǎn)（表1），并對每個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)施全過程控制，從而延長油井的檢泵周期。

1　正常井強(qiáng)化預(yù)防，延長免檢周期

對于正常生產(chǎn)井的常規(guī)管理，各采油礦為了完成產(chǎn)量，油井采用大參數(shù)生產(chǎn)，致使大多數(shù)井在參數(shù)偏大區(qū)生產(chǎn)，桿疲勞和偏磨率增大，導(dǎo)致這部分井發(fā)生桿斷和偏磨的幾率高；個(gè)別井由于某些原因不能按照熱洗周期洗井或洗井效果差等問題，導(dǎo)致油井載荷增大，對于井內(nèi)桿管使用壽命產(chǎn)生影響，而且容易蠟卡。這些問題需要應(yīng)用動態(tài)管理進(jìn)行有效預(yù)防，通過調(diào)整參數(shù)和合理優(yōu)化洗井周期能夠延長免檢周期。在強(qiáng)化預(yù)防工作中應(yīng)重點(diǎn)做好3方面工作。

表1　油井生產(chǎn)過程中四個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及措施表

1.1　合理調(diào)整地面的抽汲參數(shù)

以動態(tài)合理區(qū)為依據(jù)，進(jìn)行參數(shù)匹配，盡量采取大沖程、小沖次生產(chǎn)[1]，這樣可以減小抽油桿斷的幾率。根據(jù)開發(fā)區(qū)塊抽油機(jī)井泵況控制圖，制定調(diào)參條件為：①調(diào)大參井條件：泵效40%以上、流壓4.5 MPa（太北、高臺子4.0 MPa）以上的泵況正常井；②調(diào)小參井條件：泵效30%以下、沉沒度150 m（太北、高臺子100 m）以下的泵況正常井。

根據(jù)不同開發(fā)區(qū)塊的合理流壓與泵效之間的關(guān)系，確定了杏南、太北、高臺子三個(gè)區(qū)塊螺桿泵工作的合理沉沒度區(qū)間為 260～500 m、230～430 m、240～450 m。對于新下井螺桿泵連續(xù)監(jiān)測液面變化，并采用逐級調(diào)參制度調(diào)整：①高于合理沉沒度上限井采取調(diào)大參數(shù)措施；②低于合理沉沒度下限井采取調(diào)小參數(shù)措施。

從2013年開始，逐漸加大參數(shù)調(diào)整力度。2013—2016年共優(yōu)化3 859口，有429口進(jìn)入合理區(qū)（表2）。

調(diào)參井?dāng)?shù)由2013年的906口增加至2016年的1 006口，合理區(qū)比例也隨之逐年上升。2016年抽油機(jī)井合理區(qū)比例達(dá)到80.45%，螺桿泵井合理區(qū)比例達(dá)到82.35%，免檢期得到延長。

表2　 2013—2016年合理調(diào)整地面的抽汲參數(shù)實(shí)施情況

1.2　強(qiáng)化熱洗管理，減輕結(jié)蠟對泵況的影響

加強(qiáng)熱洗工作，按熱洗周期洗井，可以有效的降低桿管偏磨的幾率，避免結(jié)蠟造成蠟卡井的發(fā)生。從管理上入手[2]，規(guī)范熱洗周期標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)熱洗周期調(diào)整和現(xiàn)場監(jiān)督工作，取得了較好的效果。

1.2.1合理制定熱洗標(biāo)準(zhǔn)

針對影響熱洗質(zhì)量的參數(shù)主要有熱洗時(shí)間、來水溫度、熱洗壓力和排量，制定了機(jī)采井熱洗標(biāo)準(zhǔn)。

1）計(jì)量間來水溫度要求。①摻水帶熱洗的提溫，計(jì)量間來水溫度在70℃以上；井口溫度65℃以上，計(jì)量間回油溫度要求60℃以上，穩(wěn)定1 h以上。②高壓水泥車洗井溫度必須在70℃以上，洗井后回油溫度60℃以上。

2）熱洗排量及壓力。①計(jì)量間來水壓力受中轉(zhuǎn)站摻水泵限制，中轉(zhuǎn)站應(yīng)分別配備額定排量相匹配的摻水泵，滿足不同泵徑油井熱洗的需要。要求合理控制計(jì)量間同時(shí)洗井?dāng)?shù)，防止系統(tǒng)壓力過低，要求計(jì)量間來水單井壓力不低于1.5 MPa。②高壓水泥車洗井要求控制小排量熱洗。在化蠟階段，當(dāng)壓力起壓后，根據(jù)不同沉沒度，原則上壓力不超過4 MPa；在排蠟階段，當(dāng)壓力略降后，應(yīng)適當(dāng)提高壓力，原則上壓力不超過6 MPa。高壓水泥車洗井排量要求不超過20 m3/h，洗井液用量不少于24 m3。

3）熱洗時(shí)間。①摻水熱洗對于液量為20 t/d以下的井，熱洗時(shí)間為6～7 h；液量為20～50 t/d的井，熱洗時(shí)間為4～5 h；液量為50～90 t/d之間的井，熱洗時(shí)間為3～4 h；位于上述液量區(qū)間且沉沒度低于150 m的油井，采用下限熱洗時(shí)間。②高壓水泥車洗井時(shí)間，采用適當(dāng)檔位控制排量熱洗，要求水泥車連續(xù)熱洗，熱洗時(shí)間不少于60 min。

1.2.2做好熱洗周期調(diào)整工作

受雨季、單管流程、洗井設(shè)備、井場特殊環(huán)境等方面的影響，熱洗工作不到位。特別是在雨季低洼井和水泡子井無法正常洗井，油井結(jié)蠟嚴(yán)重造成泵漏失或卡泵。2011年檢泵井中由于結(jié)蠟影響的檢泵井多達(dá)74井次，約占總檢泵井次的9.26%。統(tǒng)計(jì)低洼井共有511口，數(shù)量較多。為保障正常生產(chǎn)，針對夏季6、7、8月份需要熱洗的油井，通過提前洗井進(jìn)行周期平移，從而避開雨季影響[1-2]。通過熱洗周期合理調(diào)整，雨季平均減少熱洗979井次/年。

1.2.3加強(qiáng)熱洗現(xiàn)場管理工作

一是針對螺桿泵排量小、熱洗清蠟不徹底問題，加大了熱洗單流閥應(yīng)用力度，提高了熱洗質(zhì)量，方便了現(xiàn)場管理，從2012年開始，要求螺桿泵施工井全部應(yīng)用熱洗單流閥；二是設(shè)立油井熱洗現(xiàn)場監(jiān)督卡（寫實(shí)記錄卡和跟蹤記錄卡），采取定期檢查與隨機(jī)抽查相結(jié)合的方式，加大對現(xiàn)場熱洗質(zhì)量監(jiān)督、考核力度；三是加強(qiáng)熱洗資料管理，針對熱洗數(shù)據(jù)庫中存在的資料不全、不準(zhǔn)以及字段缺失等問題，進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，進(jìn)一步促進(jìn)熱洗周期的合理制定。

從2012年開始加強(qiáng)了熱洗的監(jiān)督和檢查工作，要求采油礦嚴(yán)格執(zhí)行熱洗周期，并且對受雨季影響熱洗的511口低洼井和水泡子井及時(shí)調(diào)整了熱洗周期，避開了雨季熱洗的影響，蠟卡井由2011年的74井次降低到2016年的54井次（圖1）。

綜上所述，通過生產(chǎn)參數(shù)合理匹配以及提高熱洗質(zhì)量工作，保證了生產(chǎn)井在健康的工況下運(yùn)行。

2　異常井逐井核實(shí)，避免誤檢發(fā)生

2.1　加強(qiáng)資料和日常監(jiān)管

1）規(guī)范低壓測試資料測試周期及上傳標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格要求低壓測試資料按標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)測試和上傳，摸清機(jī)采井真實(shí)運(yùn)行工況。發(fā)現(xiàn)測試資料造假、上傳不及時(shí)、漏傳或重復(fù)上傳的要給予責(zé)任人相應(yīng)處罰。

2）加強(qiáng)單井泵況日常監(jiān)管。動態(tài)管區(qū)每天要對所管單井進(jìn)行低壓測試數(shù)據(jù)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常井要求礦里進(jìn)行復(fù)測，連續(xù)3次復(fù)測數(shù)據(jù)異常的井視為泵況異常，要求采油隊(duì)進(jìn)行泵況核實(shí)。

圖1　蠟卡井逐年變化情況圖

2.2　加強(qiáng)現(xiàn)場泵況核實(shí)處理

對于抽油機(jī)井，通過采油隊(duì)測示功圖、液面及井口憋壓，準(zhǔn)確判斷泵況異常原因；對于螺桿泵井，除了應(yīng)用以上資料（除示功圖）判斷泵況外，另引用電參數(shù)法[3]對假液面井進(jìn)行液面二次核實(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)螺桿泵測試管理，重新規(guī)范螺桿泵液面測試流程。

以A井為例，該井轉(zhuǎn)速70 r/min，扭矩1 260 N·m，實(shí)測動液面為172 m，而應(yīng)用電參方法推算該井動液面為880 m，與實(shí)測動液面數(shù)據(jù)相對比差別較大，需核實(shí)。核實(shí)時(shí)，對該井進(jìn)行停機(jī)并向油套管環(huán)形空間灌水直至井口出現(xiàn)溢流，累計(jì)注入7.1 m3，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)該井動液面應(yīng)在800 m以下，對該井大排量洗井處理，啟抽待液面恢復(fù)正常后，實(shí)測動液面為863 m，與預(yù)測相符（表3）。

通過應(yīng)用以上措施，僅2016年就有19口井通過核實(shí)處理恢復(fù)了正常生產(chǎn)，避免了誤檢泵的發(fā)生。

表3　 A井沖洗前后液面對比表

3　待檢井重視優(yōu)化設(shè)計(jì)，消除潛在隱患

3.1　根據(jù)服役期更換老化桿管

結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，對于Φ57 mm及以上的抽油泵、GLB 200以上的螺桿泵，桿管服役期滿10年的井在作業(yè)時(shí)要全部更換為新管桿；對于Φ38 mm～Φ44 mm的抽油泵及GLB 75～GLB 200的螺桿泵，桿管服役期滿15年的要全部更換為新管桿。

3.2　以“兩增兩降”為指導(dǎo)，優(yōu)化桿、管、泵組合

“兩增兩降”即增加管桿強(qiáng)度、增加管桿柱穩(wěn)定性、降低循環(huán)次數(shù)、降低懸點(diǎn)載荷[4]。

1）在治理管問題方面。①泵徑在Φ57 mm以上，懸點(diǎn)最大載荷大于60 kN的非定點(diǎn)測壓井，在作業(yè)時(shí)要加裝雙向油管錨；②定點(diǎn)測壓井在作業(yè)時(shí)要將上部1～10根油管更換為N80油管；③對于Φ70 mm抽油泵使用Φ62 mm油管、最大懸點(diǎn)載荷大于70 kN的井，要更換為Φ76 mm油管，取消脫接器。

2）在治理?xiàng)U問題方面。①沉沒度低于100 m，且有泵掛加深余地的井，要進(jìn)行泵掛加深；沒有泵掛加深余地的井，考慮地面參數(shù)優(yōu)化的情況下?lián)Q小一級泵徑，提高泵的沉沒度，減小液擊對抽油桿的損害；沉沒度大于400 m的井，作業(yè)時(shí)要根據(jù)單井實(shí)際情況上提泵掛，降低懸點(diǎn)載荷；②抽油桿服役期在10年以內(nèi)，但連續(xù)發(fā)生兩次桿斷檢泵的井，全井要更換為新抽油桿；③單井日產(chǎn)液大于30 t的油井全井采用Φ25 mm抽油桿；20～30 t的井全部采用Φ25 mm和Φ22 mm三級桿組合；10～20 t的井采用Φ22 mm和Φ19 mm三級桿組合；日產(chǎn)液小于10 t的井，全井采用Φ19 mm桿；④螺桿泵井全井采用錐螺紋抽油桿，對300 mL/r以下泵采用Φ22 mm抽油桿，對300 mL/r及以上泵采用Φ25 mm抽油桿。針對有問題的摩擦焊桿，在桿斷作業(yè)時(shí)全井更換。

3）在治理偏磨方面。①未偏磨井和新井在泵上加裝350 m扭卡扶正器作為預(yù)防措施；②現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)抽油桿接箍偏磨的井，在偏磨段上下各外擴(kuò)100 m加裝扭卡扶正器；③桿體偏磨的井在換桿時(shí)更換為澆鑄式雙扶正抽油桿；④現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)油套管結(jié)蠟嚴(yán)重的井要進(jìn)行刮蠟施工，并且適當(dāng)縮短熱洗周期；⑤螺桿泵井全井扶正，并優(yōu)化扶正器結(jié)構(gòu)，由澆鑄式改為自潤滑扶正器。

4）在抽油泵優(yōu)選方面。①對于風(fēng)險(xiǎn)診斷有出砂歷史的井和補(bǔ)孔、壓裂井，優(yōu)先選用長柱塞防砂泵；②對于水驅(qū)正常井，優(yōu)先選用閉閥泵，預(yù)防活塞上凡爾罩?jǐn)?；③聚?qū)井，優(yōu)先選用低磨阻泵，降低下行阻力；④地面參數(shù)較大的油井，換大一級泵徑，降低地面沖次。

4　作業(yè)井強(qiáng)化過程監(jiān)控，確?，F(xiàn)場施工質(zhì)量

作業(yè)監(jiān)督雖然一直堅(jiān)持“廠、礦、隊(duì)”三級監(jiān)督體系，但由于監(jiān)督人員少，缺少相互間的協(xié)調(diào)與配合，加之制度不完善，存在監(jiān)督率低、效果差的問題。為了提高監(jiān)督質(zhì)量，2010年起重新梳理井下作業(yè)監(jiān)督工作思路，以降油井“兩率”為目標(biāo)，保證施工質(zhì)量[4-5]。

1）堅(jiān)持“廠、礦、隊(duì)”三級監(jiān)督體系，明確各級監(jiān)督的職能，在人員上保證到位，關(guān)鍵工序監(jiān)督到位率100%。

油井現(xiàn)場監(jiān)督人員只有47人，每年施工的油井總數(shù)約2 000口，相對施工井?dāng)?shù)來說，監(jiān)督人數(shù)偏少，要保證監(jiān)督率，必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)、充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢。技術(shù)大隊(duì)現(xiàn)場監(jiān)督人員分成六組，每人負(fù)責(zé)一個(gè)采油礦的油井監(jiān)督協(xié)調(diào)工作，將整個(gè)施工過程劃分為不同的監(jiān)督環(huán)節(jié)，由廠、礦、隊(duì)三級監(jiān)督具體負(fù)責(zé)相應(yīng)環(huán)節(jié)，要求各級監(jiān)督分工不分家、相互間及時(shí)溝通、做好銜接，各級監(jiān)督之間可以相互監(jiān)督，避免漏崗發(fā)生。

2）每年舉辦兩期井下作業(yè)知識培訓(xùn)，對作業(yè)施工隊(duì)的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高施工隊(duì)的技術(shù)管理水平和執(zhí)行力。由于油井施工大部份由外部個(gè)體施工隊(duì)負(fù)責(zé)，各施工隊(duì)的技術(shù)人員和操作人員技術(shù)水平良莠不齊，造成了施工質(zhì)量不高，檢泵周期不長的現(xiàn)狀。據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年檢泵周期小于500 d的井中，75%是外部施工隊(duì)施工的。從2011年開始，每年進(jìn)行兩次井下作業(yè)知識培訓(xùn)，提高外部施工人員的技術(shù)水平，促進(jìn)施工質(zhì)量的提高，延長油井檢泵周期。

3）從2010年起應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)的返工井業(yè)務(wù)平臺，對于返工井要求監(jiān)督人員24 h全過程監(jiān)督，對返工井發(fā)現(xiàn)的問題拍照錄像，上傳到返工平臺，作為驗(yàn)收依據(jù)。通過全過程監(jiān)督返工井和返工平臺的建立，返工率由2009年的7.8%下降到4.5%。

4）對在用的井下工具建立使用臺帳，及時(shí)總結(jié)評價(jià)效果，為需訂購工具的選廠選型提供依據(jù)。通過現(xiàn)場監(jiān)督，對于發(fā)現(xiàn)問題的井下工具進(jìn)行登記，建立臺帳，批量工具發(fā)生問題的申報(bào)上級申請停用，避免造成大面積返工。

5　實(shí)施效果

通過實(shí)施油井生產(chǎn)過程中的四個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)管理，作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督率由2010年的76.3%上升到2016年的100%，油井“兩率”持續(xù)下降，檢泵周期逐年延長（圖2、圖3），措施效果明顯。

6　結(jié)論

1）正常井強(qiáng)化預(yù)防，通過生產(chǎn)參數(shù)合理匹配以及提高熱洗質(zhì)量工作，保證了生產(chǎn)井在健康的工況下運(yùn)行，可以延長免檢期和減少蠟卡發(fā)生。

圖2　油井兩率逐年變化情況圖

圖3　油井檢泵周期逐年變化情況圖

2）異常井逐井核實(shí)，通過資料的處理及2次核實(shí)，能有效地避免誤檢井發(fā)生。

3）待檢井重視優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過實(shí)施增加管桿強(qiáng)度、管桿柱穩(wěn)定性和降低循環(huán)次數(shù)、懸點(diǎn)載荷的“兩增兩降”措施，使油井調(diào)整有據(jù)可依，為進(jìn)一步消除油井潛在隱患提供了簡便方式。

4）作業(yè)井強(qiáng)化過程監(jiān)控，通過完善監(jiān)督制度、加強(qiáng)培訓(xùn)、應(yīng)用返工平臺、建立臺賬等制度的實(shí)施，不但提高了現(xiàn)場監(jiān)督率，施工質(zhì)量也得到了顯著提升，使油井“兩率”持續(xù)降低。

5）通過油井生產(chǎn)過程中四個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)管理方法的實(shí)施，油井檢泵率和返工率分別降低了4.1%和3.3%，平均檢泵周期延長101 d，油井管理質(zhì)量得到大幅度提升。

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