火驅管理風險分析與防控

摘 要：2016年11月25日，錦91塊火驅先導試驗井組進入現場點火，2017年8月3日，完成全部4個井組點火工作，2019年2月線性火驅5個井組的點火工作全部完成。本文通過火驅現場開發過程中的管理效果分析，研究總結出火驅管理在火驅開發中的作用，為今后火驅試驗擴大及同類油藏火驅試驗項目開展提供借鑒。

關鍵詞：錦91塊;采油管理;借鑒

1 火驅開發概況

1.1地質概況

錦91塊邊水（水淹）油藏火驅先導試驗區位于錦91塊中部構造高部位，被斷層F1、F7、F8和F5夾持，構造形態為單斜構造，地層傾角約8～13°。試驗目的層為于樓油層于I組，油藏埋深925.0～1050.0m，含油井段平均70.0m，油層厚度10～40m，平均32.3m，孔隙度32.8%，滲透率2000mD，50℃下脫氣原油粘度13955mPa？s，原油密度0.999g/cm3。先導試驗區含油面積0.2km2，石油地質儲量125.6×104t。

1.2開發歷程及現狀

錦91斷塊于1984年開始試采，至今已開發了33年，經歷了常規干抽和吞吐試采、大規模蒸汽吞吐開發、加密調整和綜合治理、產量遞減階段及轉換開發方式試驗五個開發階段。目前，在斷塊西部已轉蒸汽驅井組17個，取得較好效果，東部區域水侵較為嚴重，不適合轉蒸汽驅開發，2016年11月編制了《錦91塊邊水（水淹）油藏火驅先導試驗開發方案》，優選4個井組進行火驅先導試驗。

目前共有注氣井9口，開井9口，日注空氣13.8×104Nm3，平均注氣壓力5.38MPa，累注氣8377.52×104Nm3。一線生產井21口，開井15口，日產液425t，日產油25t，日產尾氣10.1×104Nm3，綜合含水94 %，火驅階段產油2.14×104t，階段產氣4356.46×104m3，瞬時空氣油比5520m3/t，瞬時排注比0.73，階段空氣油比3915m3/t，階段排注比0.52。

2 火驅管理風險分析

2.1注空氣間斷的風險

火驅過程中要保持燃燒前緣的穩定推進要求必須連續不間斷注空氣，火驅過程中，特別是點火初期，發生注氣間斷且間斷時間較長，則很可能造成燃燒帶熄滅。

2.2注空氣設備爆管風險

空氣壓縮機是火驅注入系統的關鍵設備，其額定注氣壓力10-15Mpa，排量10-20Nm3/h，屬高壓注氣設施。空壓機爆管事故在其他火驅區塊偶有發生，是火驅現場需重點防范的風險點源。

2.3生產井高產氣并含有毒成分風險

注空氣帶來的層內高溫燃燒導致生產井產氣量逐漸增高，氣體中含有硫化氫等有毒、有害氣體。另外由于氣竄和氧化不完全造成生產井中氧氣含量過高，與井下輕烴組分形成的混合性爆炸氣體在爆炸范圍內，如有足夠點火能量時將導致爆炸。給現場管理帶來很大風險。

2.4生產井套管氣中帶油，無法進集氣系統

試驗進程中，部分生產井出現尾氣帶油的現象，給尾氣回收與處理系統生產帶來很大困難。

2.5受氣影響生產井泵效降低

火驅受效后，生產井產氣量迅速增加，單井日產氣最高達1.5×104Nm3，生產井產氣量高，入泵氣體影響排液，造成泵效降低，嚴重時會發生“氣鎖”，導致油井無法正常生產。

2.6高溫、高氣，修井作業難度增加

在火驅試驗過程中，會經常面臨高溫、高壓、高含氣條件下的修井作業難題。

2.7現場管理經驗不足

火驅開發不同于蒸汽吞吐，也不同于蒸汽驅，現場管理經驗不足，人才匱乏。錯過開發過程中的試驗點和調控點會嚴重影響火驅試驗的開發效果。

3 火驅管理防控措施

3.1備用空氣壓縮機和注氣管線聯網

平穩連續注氣是確保開發效果的關鍵，為此在每個注氣平臺都安裝了備用空氣壓縮機，一旦發生故障停機，確保20分鐘內啟動備用壓縮機。另外9口注氣井實現了各單井注氣管線的聯網，在發生故障停機，啟動備用壓縮機過程中也可以保證低排量注氣。

3.2注空氣設備安全管理

通過詳細的風險原因分析，現場采取了有針對性的防控措施。除定期進行常規設備檢查，確保設備（壓力表、安全閥等）安全有效外，針對積碳、機油質量、注空氣溫度、靜電等風險點源，加強以下幾方面管理，確保設備安全。一是嚴把機油質量關，要求使用設備制造商指定的壓縮機專用機油，閃點大于230℃。二是嚴密監測各級出口溫度，將預警溫度值設定為160℃，發現溫度超高，及時倒機并更換磨損的閥座閥片。三是繼續改造設備接地，消除靜電火花影響。四是定期清理積碳。規定冷卻器每小時排氣1次，排出冷卻水和部分機油積碳。每季度清理一次壓縮機缸體積碳。每半年用蒸汽沖洗一次冷卻器，包括外部散熱片和循環管內壁，確保冷卻效果并減少積碳。

3.3火驅尾氣處理安全管理

針對火驅尾氣的風險，現場采取了如下防范措施。一是生產井井口采用耐高溫井口，并進行氣密封測試。二是尾氣集中輸送、統一處理，尾氣處理工藝采取全密閉方式，無中間放空點，規避了H2S等有害氣體泄露。單井尾氣計量后通過匯管進入脫硫點緩沖罐，經空冷器、分離器，進入脫硫裝置，尾氣經脫硫處理至H2S含量：≤10mg/m3由放空管排出，凝液經污油回收裝置進入單井集油管線。另外脫硫點內設置可燃氣體報警儀和硫化氫氣體報警儀，確保人員及設施安全。三是建立火驅尾氣取樣操作規程。在整個火驅尾氣處理流程中，尾氣取樣存在一定的尾氣泄露風險。針對這點建立了火驅尾氣取樣操作規程，規定了取樣全過程操作要點。四是建立H2S應急防護區域。把火驅試驗區整體化為應急防護區域，并部署防護要求。五是加強尾氣組分監測和措施調控。三天內所有火驅生產井產出氣組分監測一次，重點井加密監測。每周對轄區范圍內集中脫硫處理裝置匯管氣體組分監測一次，根據氣組分變化及其它生產數據采取既定措施確保生產和人身安全。

3.4研制配套工藝技術，緩解尾氣處理工藝壓力

針對尾氣帶油的油井，現場采取這部分井不進集氣系統，控制產氣量，并經238工藝氣液混合進站。弊端是無法計量單井產氣量，憋套壓造成套管氣CO2組分高，增加了井下油套管腐蝕幾率。下步擬采取通和阻的兩項措施加以整改。一是收氣工藝加裝油氣分離器。二是油套環空加裝阻氣封隔器，同時加工網式鋼圈安裝于套管閘門前端，起到通氣阻油的作用。

3.5開展舉升工藝配套技術研究

針對這部分油井，大方向進行層間、平面矛盾措施調整。單井采取如下措施：一是井下氣液分離。采用離心分離型氣錨。其具有固定螺旋葉片， 泵抽汲時氣液從錨筒下部吸入口進入錨筒， 并沿螺旋導流片上旋流動， 在離心力的作用下液體質點被甩向錨壁并沿錨壁向上流動， 液體通過分流器進入抽油泵， 氣體從排氣孔進入油套環空。二是加深泵掛，增加抽油泵排液能力。

3.6嚴格規范修井作業

搬上前準備工作：落實作業油井地下狀況和地面狀況，使用配套儀器設備檢測同井場油井氣體含量，檢查同井場所有井口及生產工藝的完善情況，存在安全隱患及時整改，并根據實際情況制定有針對性的井控安全應急預案。作業過程中：罐車全過程保施工，全過程監測油井氣體含量，嚴格控制起下管柱速度，保證井口液面穩定，同時加強入井流體管控，作業現場嚴禁鐵質大錘敲擊，以免產生火花引發可燃氣體爆炸。作業完井：必須嚴格檢查套管法蘭、大四通鋼圈槽、確保密封鋼圈清潔完好，作業交井必須保證井口及配件齊全完好、閘門開關靈活，井口法蘭及螺栓緊固無滲漏。

3.7強加人員培訓和制度管理

通過前期的調研并借鑒其他油田火驅資料，建立了適合火驅生產特點的管理系統，已編制、整理火驅多項操作規程和生產管理制度，有力地指導了生產。另外，開展了火驅技術專項培訓和安全演練，實現了項目安全平穩運行。

參考文獻：

[1]張霞林，關文龍，刁長軍，等.新疆油田紅淺1井區火驅開采效果評價﹝J﹞.新疆石油地質，2015，36（4）;465-469.

作者簡介：

張威（1976-），男，2015年中國石油大學（華東）畢業，工程師，長期從事稠油熱采開發工作.