歡西油田井控配套技術研究與應用

孫明明

摘 要：歡西油田所轄油區屬疏松砂巖油藏，稠油與稀油并存，開發方式多樣化，給井下作業中的井控管理帶來諸多挑戰。通過研制一系列特殊的井控裝備、運移裝置、報警裝置等配套工藝技術，實現井下作業過程中井底壓力的控制和預警，進而保證施工井的安全可控。

關鍵詞：歡西油田；井控；工藝技術

1 概述

歡西油田所轄油區屬疏松砂巖油藏，稠油與稀油并存，開發方式多樣化，目前總井數3461口，開井數為1614口，日均生產原油2400余噸，年修井能力3300余井次。錦州油區油水井地面環境多處在濕地保護區、魚塘蝦池和海溝等敏感區域，給井下作業中的井控管理帶來諸多挑戰。

主要表現在以下方面：一是傳統的井控風險分級不具有動態性，不能保證油水井井控分級的時時準確。隨著油田開發的不斷深入，油水井井下狀況日益復雜，并且地面環境也在不斷發生變化，使得傳統井控風險分級不具有科學性。二是井筒中存在特殊管柱組合時，常規井控裝備無法滿足現場搶險要求。目前錦州采油廠螺桿泵生產井100余口，空心桿電加熱井22口，這部分施工井時受抽油桿扶正器的限制，在發生井口溢流時，迅速封閉井口難度大。三是高溫蒸汽或硫化氫含量超標的施工井，無專用配套的井控裝備。四是大修作業現場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警。

2 主要研究內容

2.1 研究思路

針對以上問題，項目的總體思路是：在保證所有井控基礎資料準確和現場地面環境描述精細的條件下，通過研制一系列特殊的井控裝備和井控配套工具等，進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 優化設計插接桿防噴器外殼結構。在研究現有雙閘板防噴器的基礎上完成了插接桿防噴器的外殼結構設計。插接桿防噴依靠手動驅動，使用時，對應的兩翼絲杠同時轉動，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移動達到關井的目的。

2.2.2 優化設計插接桿防噴器半封閘板。半封閘板用于封井時擠壓包裹抽油桿，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量。在綜合比對了多種材料、尺寸和厚度的情況下最終確定了現有方案。

2.2.3 優化設計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面設計防噴閘門進行泄壓，但是防噴閘門會增加防噴器高度，造成作業時井口過高，因此設計人員對防噴器的兩個法蘭面的厚度在確保強度情況下進行了削減，并對放噴閘門的厚度進行縮緊，在保障實用的情況下確保井口不至于過高。

2.3 免壓井井下防井噴管柱的研制

2.3.1 井下開關及捅桿結構。井下開關采用活門式重力加彈簧結構，注汽時通過捅桿打開活門，進行注汽；關閉時靠下部配重體的重力及彈力關閉。

2.3.2 井下座封及油、套密封結構。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計位置，丟在井中。注汽時，注汽管柱下連一捅桿，下放打開閥板。換管柱作業時，上提管柱，閥的關閉可靠重力作用及彈簧作用來實現。金屬密封器的研制要求密封時間長，且通徑較大。在300～350℃時可實現自動密封，在上提管柱時實現自動解封。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，金屬密封器在溫度的作用下，通過內部液體擴張的作用迫使外套擴張，將油套環形空間密封，上提即可實現解封。

2.4 大修泥漿池液面報警裝置的研制

2.4.1 浮力傳感器的研制。根據液位高低不同產生的浮力不同，通過液位的變化，可以實時采集循環泥漿罐的液位高，可通過通信接口將液位數據傳輸至智能分站的數據采集終端；同時液位在過高和過低時，接通觸點，聯通報警裝置。

2.4.2 無線通訊數據傳輸模塊。通過采用直序擴頻技術，對工業現場的各種電磁波的干擾實現了較強的抗干擾性，保證了液位數據傳輸的安全性及可靠性。無線傳輸距離為0～500m。該裝置自身設有獨立系統，無需外接電源，在施工現場方便可行。可顯示出泥漿罐的存儲量，也可為循環泥漿不正常液位波動提供報警。

3 現場應用情況

2012-2015年間，精細井控分級3461井次，建立了擁有17305張照片的動態井控分級數據庫，累計現場應用井控配套工藝技術完成各類油水井作業698余井次，未發生一起井噴事故。

4 經濟效益分析

現場應用689井次。

科技投入28萬元，其他投入508.5萬元。

總投入：536.5萬元。

創產值：2185萬元。

投入產出比=536.5：2185=1：4.07。

在新環境保護法實施的條件下，社會更加效益顯著。

5 結論

（1）現場試驗證明，通過一系列井控關鍵技術的研究與改進，有效提升了施工井作業搶險水平。

（2）所有研究成果全部用于施工現場，共形成三方面技術創新，現場應用698井次，創產值2185萬元。

（3）錦州油區井控配套技術研究與應用，進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

[1]孫德勝.油田井下作業清潔生產配套工藝[J].油氣田環境保護，2006，2：29-31.

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