縮短套管除垢作業(yè)時(shí)間

大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠三元QC小組

（黑龍江大慶163511）

縮短套管除垢作業(yè)時(shí)間

大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠三元QC小組

（黑龍江大慶163511）

1 小組概況

三元QC小組從三元采出井套管除垢作業(yè)施工出發(fā)，圍繞套管除垢作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，開(kāi)展PDCA活動(dòng)，小組成員由三元?jiǎng)討B(tài)技術(shù)人員、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員及油田化學(xué)技術(shù)人員共10人組成（表1）。

表1 三元QC小組概況表

2 選擇課題

隨著三元復(fù)合驅(qū)強(qiáng)堿的持續(xù)注入，井下套管結(jié)垢日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致兩個(gè)方面危害：一是套管內(nèi)徑變小，最小直徑Φ74.9mm，常規(guī)井下工具（直徑Φ120mm）無(wú)法通過(guò)，環(huán)空測(cè)試、壓裂及補(bǔ)孔等井下增產(chǎn)措施也無(wú)法實(shí)施；二是套管射孔井段的炮眼和近井地帶出現(xiàn)堵塞，造成產(chǎn)量下降,因此必須進(jìn)行套管除垢。

統(tǒng)計(jì)2013年套管除垢作業(yè)8口井，平均單井除垢作業(yè)時(shí)間384h，平均單井除垢作業(yè)費(fèi)用17.95萬(wàn)元，與2012年對(duì)比套管除垢作業(yè)時(shí)間增加了144h（表2），造成平均單井除垢作業(yè)費(fèi)用增加6.72萬(wàn)元。

根據(jù)2013年12月17日廠專業(yè)辦公會(huì)要求：“套管除垢作業(yè)時(shí)間控制在10天以內(nèi)完成”。因此選擇課題是：縮短套管除垢作業(yè)時(shí)間。

3 設(shè)定目標(biāo)

根據(jù)廠專業(yè)會(huì)議提出“套管除垢作業(yè)時(shí)間控制在10天以內(nèi)完成”的要求，小組以一天24h計(jì)算，設(shè)定套管除垢作業(yè)時(shí)間縮短至240h為目標(biāo)。

4 目標(biāo)可行性分析

4.1 查找影響套管除垢作業(yè)時(shí)間的癥結(jié)問(wèn)題

統(tǒng)計(jì)2013年8口井每個(gè)工序作業(yè)時(shí)間的平均值，與2012年平均值對(duì)比，根據(jù)結(jié)果編制了2013年頻數(shù)表（表3）。

由此得出磨銑垢質(zhì)時(shí)間和起下管柱垢卡處理時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)比例為78.47%，是癥結(jié)問(wèn)題。

4.2 分析解決的可行性

4.2.1 套管結(jié)垢井對(duì)產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響

對(duì)2014年計(jì)劃套管除垢的13口井產(chǎn)量變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均單井日產(chǎn)液由36.5t下降到20.5t,平均單井日產(chǎn)油由2.2t下降到0.95t，嚴(yán)重影響三元采出井開(kāi)發(fā)效果。

表2 2012年至2013年套管除垢井調(diào)查表

表3 2013年影響套管除垢作業(yè)時(shí)間頻數(shù)表

4.2.2 新技術(shù)為套管除垢提供技術(shù)保證

經(jīng)過(guò)近2年的研究，大慶油田采油工程研究院最新研發(fā)的油井硅酸鹽除垢劑，試驗(yàn)井作業(yè)施工264h，為套管除垢開(kāi)辟了一種全新的思路，為套管除垢方法的改進(jìn)提供技術(shù)支撐。

5 分析原因

針對(duì)“磨銑垢質(zhì)時(shí)間和起下管柱垢卡處理時(shí)間長(zhǎng)”的癥結(jié)問(wèn)題，利用頭腦風(fēng)暴法尋找原因，找出末端因素，繪制關(guān)聯(lián)圖（圖1）。

圖1 磨銑垢質(zhì)時(shí)間和起下管柱垢卡處理時(shí)間長(zhǎng)原因關(guān)聯(lián)圖

6 確定主要原因

小組成員以關(guān)聯(lián)圖為基礎(chǔ)，采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)分析等方法，對(duì)5條末端因素逐一進(jìn)行確認(rèn)。

6.1 硅垢含量高

采集2013年套管除垢作業(yè)的8口井垢樣，對(duì)垢質(zhì)成分進(jìn)行化驗(yàn)分析。依據(jù)結(jié)果與套管除垢作業(yè)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)（表4），得出隨著結(jié)垢總量的增加，2013年12月開(kāi)始應(yīng)用《套管結(jié)垢預(yù)測(cè)模板》，可劃分臨界結(jié)垢區(qū)，提高了技術(shù)人員對(duì)套管除垢井的分析和判斷能力，編制除垢磨銑井《施工設(shè)計(jì)申請(qǐng)單》由原來(lái)的13h縮減至10min完成，沒(méi)有對(duì)磨銑垢質(zhì)時(shí)間造成影響。硅酸鹽垢含量增多，垢質(zhì)硬度增高，導(dǎo)致作業(yè)時(shí)磨銑垢質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)。

結(jié)論：要因。

6.2 沒(méi)有預(yù)測(cè)套管結(jié)垢方法

三元復(fù)合驅(qū)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)不是按采出井除垢條件劃分，缺少采出液離子化驗(yàn)數(shù)據(jù)，信息共享程度低，沒(méi)有套管結(jié)垢評(píng)價(jià)方法，給分析垢質(zhì)成分和判斷結(jié)垢時(shí)間帶來(lái)困難。調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，在

表4 磨銑垢質(zhì)時(shí)間與硅酸鹽總量的統(tǒng)計(jì)表

結(jié)論：非要因。

6.3 銑錐磨損沒(méi)有及時(shí)更換

查閱套管除垢作業(yè)施工總結(jié)和銑錐工具發(fā)放記錄，對(duì)2013年作業(yè)施工使用的8口井銑錐工具進(jìn)行檢查，使用新銑錐工具達(dá)到87.5%，使用銑錐工具的合格率達(dá)到100%，沒(méi)有影響磨銑施工。

結(jié)論：非要因。

6.4 重量指示表異常

查閱2013年套管除垢井的《作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)記錄本》，在磨銑垢質(zhì)施工中，重量指示表沒(méi)有出現(xiàn)異常現(xiàn)象，詢問(wèn)作業(yè)施工人員，一致反應(yīng)重量指示表未發(fā)生故障，沒(méi)有延誤磨銑垢質(zhì)施工時(shí)間。

結(jié)論：非要因。

6.5 工具結(jié)構(gòu)不適應(yīng)

現(xiàn)場(chǎng)使用套管除垢管柱磨銑工具有刮刀鉆頭和梨形磨鞋2種類型。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：①刮刀鉆頭磨銑面是堅(jiān)硬的刀頭，在磨銑過(guò)程中極易損傷套管；②梨形磨鞋由于磨銑面與套管結(jié)垢面接觸少，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查6口井，磨銑效率52%。磨銑工具存在著磨銑下來(lái)的垢屑無(wú)法沖洗，每次將磨銑管柱起出后，再下入一趟沖洗管柱，造成磨銑速度緩慢，影響磨銑垢質(zhì)時(shí)間。

結(jié)論：要因。

最終確定硅垢含量高和工具結(jié)構(gòu)不適應(yīng)是主要原因。

7 制定對(duì)策

7.1 優(yōu)選除垢方案

油田使用的套管除垢方法有機(jī)械、化學(xué)及復(fù)合式除垢法。針對(duì)3種方法分別從安全性、適應(yīng)性、操作性及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比，優(yōu)選了機(jī)械和化學(xué)相結(jié)合的復(fù)合式除垢方法。

7.2 優(yōu)選除垢工具

對(duì)研制的磨銑工具從外部形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連接方式、表面材料進(jìn)行優(yōu)選，確定了套管除垢工具的最佳方案（圖2）。

7.3 制定對(duì)策

表5為制定的對(duì)策表。

8 對(duì)策實(shí)施

8.1 采用復(fù)合式除垢方法

8.1.1 確定除垢劑溶垢指標(biāo)

確定反應(yīng)溫度：稱取1g垢樣加入50mL濃度5%的硅酸鹽除垢劑進(jìn)行溶垢實(shí)驗(yàn)，設(shè)定除垢時(shí)間為16h，對(duì)不同的除垢溫度（30、35、40、45、50、60、70℃）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稱重計(jì)算溶垢率（表6），當(dāng)除垢溫度達(dá)到70℃時(shí)，溶垢率可達(dá)95.1%。確定將70℃以上熱水與除垢劑按一定比例混合后注入，保證井下除垢溫度達(dá)到45~50℃。

確定作用時(shí)間：在45℃恒溫中，將50mL濃度5%的硅酸鹽除垢劑加入1g垢樣進(jìn)行溶垢實(shí)驗(yàn)。浸泡72h，計(jì)算溶垢率（表7），確定注入除垢劑后關(guān)井72h，可以保證除垢效果。

圖2 套管除垢工具的最佳方案

表5 對(duì)策表

表6 溫度與溶垢率的統(tǒng)計(jì)表

表7 除垢劑對(duì)不同垢質(zhì)的溶垢時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

8.1.2 確定作業(yè)施工參數(shù)

對(duì)除垢劑用量和注入方式分別進(jìn)行計(jì)算和實(shí)驗(yàn)。確定除垢劑用量按照地層除垢半徑1m和套管結(jié)垢井段頂界（按照歷次施工的最淺下泵深度以上50m計(jì)算）至射孔井段以下15m油套環(huán)空段充滿來(lái)計(jì)算；確定注入方式從油套環(huán)空注入，用清水將除垢劑頂替到目的井段，然后利用清水替洗，廢液進(jìn)罐車集中處理。

8.2 改進(jìn)磨銑工具

8.2.1 繪制圖紙加工制作

小組成員繪制圖紙，完成除垢工具的機(jī)械加工。

8.2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

在2014年6月27日采用復(fù)合式除垢法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，除垢前井徑測(cè)試曲線在1117.98m射孔井段處，最小直徑Ф85.7mm，經(jīng)過(guò)228h除垢作業(yè)施工，井徑測(cè)試曲線套管內(nèi)徑恢復(fù)到Ф122.3mm，截止2015年8月15日仍可正常進(jìn)行環(huán)空測(cè)試，采出井抽油泵沒(méi)有發(fā)生垢卡，有效期達(dá)到412天，除垢效果明顯。

9 檢查效果

9.1 目標(biāo)檢查

截止2014年12月31日套管除垢作業(yè)13口井，平均單井套管除垢作業(yè)時(shí)間由384h縮短到211h，實(shí)現(xiàn)了小組活動(dòng)制定的目標(biāo)。

9.2 直接經(jīng)濟(jì)效益

套管除垢平均單井除垢劑用量1.4t，價(jià)格1.82萬(wàn)元/t，垢質(zhì)化驗(yàn)檢測(cè)費(fèi)用1.25萬(wàn)元，工具研制費(fèi)用1.116萬(wàn)元。

除垢13口井投入費(fèi)用：除垢劑費(fèi)+化驗(yàn)檢測(cè)費(fèi)+工具研制費(fèi)=1.4×1.82×13+1.25+1.116=35.49（萬(wàn)元）。

每口井節(jié)約作業(yè)費(fèi)用：2013年平均作業(yè)費(fèi)/口-2014年平均作業(yè)費(fèi)/口=17.950-8.322=9.628（萬(wàn)元）。因此，小組活動(dòng)期間創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為：

經(jīng)濟(jì)效益=每口井節(jié)約作業(yè)費(fèi)用×施工井?dāng)?shù)-投入費(fèi)用=9.628×13-35.49=89.674（萬(wàn)元）

本次活動(dòng)通過(guò)改進(jìn)套管除垢方法，研制除垢工具，直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益89.674萬(wàn)元。

9.3 社會(huì)效益

通過(guò)小組活動(dòng)，提高了套管除垢作業(yè)施工效率，節(jié)約了套管除垢作業(yè)費(fèi)用，降低了磨銑施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了作業(yè)磨銑施工人員的工作量，節(jié)約了生產(chǎn)維護(hù)成本。

10 制定鞏固措施

為了進(jìn)一步鞏固活動(dòng)成果，制定以下鞏固措施。

10.1 完善管理制度

編制《第四采油廠三元復(fù)合驅(qū)采出井套管除垢及近井地帶解堵管理辦法》，通過(guò)第四采油廠生產(chǎn)管理部門(mén)的批準(zhǔn)，開(kāi)始執(zhí)行。

10.2 補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)

為了在施工前掌握每口除垢井的垢質(zhì)情況，有效地縮短套管除垢作業(yè)時(shí)間，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Q/SYDQ2013 -165《復(fù)合驅(qū)采出井檢泵作業(yè)施工規(guī)范》第2部分《資料錄取、填報(bào)和施工總結(jié)編寫(xiě)》進(jìn)行補(bǔ)充，增加了5.1.1條款“卡泵狀態(tài)和見(jiàn)垢情況，光桿所卡位置和井下管柱及工具是否見(jiàn)垢”；補(bǔ)充8.2.1.7條款“結(jié)垢位置、結(jié)垢部位及結(jié)垢程度的填寫(xiě)”，為編制除垢井施工設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

10.3 QC成果推廣

成果在杏北開(kāi)發(fā)區(qū)三元復(fù)合驅(qū)采出井套管除垢作業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)2015年1月至8月套管除垢共11口井，平均單井套管除垢作業(yè)193h，獲得較好效果。

11 總結(jié)

本輪PDCA循環(huán)，小組成員運(yùn)用QC方法，優(yōu)選了套管除垢工藝，對(duì)除垢工具進(jìn)行了改進(jìn)，有效地縮短套管除垢作業(yè)時(shí)間?；顒?dòng)中組員都能積極地獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，克服困難，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)凝聚力。通過(guò)與作業(yè)技術(shù)管理部門(mén)的緊密合作，增強(qiáng)了自身的協(xié)調(diào)溝通能力，強(qiáng)化了成員之間合作意識(shí)，團(tuán)隊(duì)配合更加默契。尤其在實(shí)際工作中運(yùn)用QC思考的方法，去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，質(zhì)量意識(shí)得到明顯的提高，推進(jìn)了小組質(zhì)量管理的提升。

左學(xué)敏

2015-11-11