張學(xué)豐(中海石油(中國(guó))有限公司蓬勃作業(yè)公司, 天津 300457)

海上石油井口平臺(tái)油井出砂管理措施探究

張學(xué)豐(中海石油(中國(guó))有限公司蓬勃作業(yè)公司, 天津 300457)

本文分析了海上石油平臺(tái)開(kāi)采過(guò)程中油井出砂的危害，提出相應(yīng)的處理措施，以確保平臺(tái)安全平穩(wěn)運(yùn)行，旨在提供一定的參考和借鑒。

海上石油平臺(tái)；油井出砂；管理措施

渤海某油田經(jīng)歷了一期和二期開(kāi)發(fā)階段，針對(duì)疏松砂巖稠油油田的開(kāi)采，早期油井防砂處在探索階段，油井出砂嚴(yán)重，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)不利，據(jù)統(tǒng)計(jì)，某個(gè)時(shí)期，28井次的鉆修井作業(yè)中有24井次是由出砂引起的，高達(dá)85%。后來(lái)采用優(yōu)質(zhì)篩管壓裂填充完井方式，油井出砂情況得到根本性防治。但是由于完井質(zhì)量和井下設(shè)備老化等諸多因素的影響，油井出砂也偶有發(fā)生。出砂對(duì)采用電潛泵舉升的油井生產(chǎn)和集輸系統(tǒng)影響明顯。

1 油井出砂危害探析

油井出砂可能造成平臺(tái)設(shè)備的損壞，管理不善可能會(huì)造成安全事故。主要的危害包括。

(1)損壞井下電潛泵。由于電潛泵設(shè)計(jì)上允許體積含砂量小于0.05%，井液含砂會(huì)造成電潛泵機(jī)械部件的磨損；如果大量的砂子不能攜帶出油井，會(huì)在油管中形成砂橋，增加電潛泵的負(fù)荷，甚至于造成斷軸、馬達(dá)失效等故障。圖1是斷軸情況。

圖1

圖2

圖3 油管不同傾角的砂粒沉降原油流速圖

(2)沖蝕井口管線及其附件。流體攜帶砂粒到達(dá)井口管線后，由于流速和流向的改變，加速?zèng)_蝕使管線及其部件金屬損失，管壁減薄，甚至于造成管線穿孔，釀成事故。圖2是砂粒流經(jīng)錐形節(jié)流元件時(shí)形成的沖蝕。

(3)堵塞計(jì)量設(shè)備和儀表，使其精度下降。

(4)砂顆粒在海管中沉積造成海管通流面積減小，輸送能力下降，海管入口壓力升高。

(5)砂粒對(duì)終端設(shè)備性能有不利影響。

2 油井出砂管理措施

(1)油井監(jiān)測(cè)。操作員通過(guò)控制室操作界面，實(shí)時(shí)檢測(cè)電潛泵入口壓力，出口壓力，電機(jī)電壓、電流、溫度，振動(dòng)，井口壓力等，并通過(guò)查閱這些參數(shù)的趨勢(shì)，結(jié)合偏差報(bào)警，及時(shí)判別出油井出砂，采取相應(yīng)的措施。通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析可得知，油井出砂時(shí)的參數(shù)變化的特點(diǎn)：泵入口壓力迅速上升、電機(jī)溫度升高、電流升高、井口壓力下降、振動(dòng)增大。井口取樣化驗(yàn)顯示砂粒。多數(shù)情況下過(guò)載停泵。

(2)油井運(yùn)行管理。油井出砂后，如電潛泵未停泵，則攜砂生產(chǎn)，謹(jǐn)慎維持生產(chǎn)壓差，防止出沙量增大。鑒于油田現(xiàn)有開(kāi)采的情況來(lái)分析，直徑75微米以下的顆粒約占總量的80%，原油粘度平均20cp，油管(井斜小于60°)流速在0.8m/s以上，可有效將大部分砂粒帶出井筒。井液不足時(shí)環(huán)空補(bǔ)液。出砂停泵后，檢查電泵是否被損壞，綜合考慮終端承載能力，宜立即起泵。

(3)井口管線檢測(cè)。出砂后，立即對(duì)井口管線進(jìn)行壁厚檢測(cè)，防止管線穿孔事故，一旦管壁厚度減至最小允許值，應(yīng)立即關(guān)停出砂井。

(4)出砂后海管管理。發(fā)現(xiàn)出砂后，在對(duì)出砂單井取樣的同時(shí)，對(duì)海管入口也定期取樣化驗(yàn)砂含量，用來(lái)估算出砂期間進(jìn)入海管的總量。對(duì)沉淀在海管內(nèi)的砂粒應(yīng)采取沖洗和發(fā)球清管。首先要對(duì)海管沖洗，一般認(rèn)為海管流體速度不小于1.5m/ s，實(shí)際沖洗流速為4m/s。海管末端取樣化驗(yàn)砂體積含量不超過(guò)0.05%為宜。接下來(lái)需要試發(fā)一具中密度泡沫清管球來(lái)驗(yàn)證沖洗效果，如果中密度泡沫球取出后形狀基本完好，攜帶的固體顆粒物不多，可向海管投放雙碟片清管球，清除海管內(nèi)的砂粒。否則需要加大流速深度沖洗海管，以免在投放雙碟片清管球時(shí)因砂粒重量太大造成海管堵塞而中斷生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油井出砂無(wú)論是對(duì)井下機(jī)組還是對(duì)地面集輸系統(tǒng)設(shè)備危害很大，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和正確處置，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，重則釀成安全事故，但可控范圍內(nèi)的攜砂生產(chǎn)是可行的。本文介紹一些生產(chǎn)中油井出砂的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，以供參考。

[1]梁丹，曾祥林，房茂軍.適度出砂技術(shù)在海上稠油油田的應(yīng)用研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,6(3).

[2]張成江，吉小敏.一種經(jīng)濟(jì)有效的水平井沖砂工藝方法[j].油氣井測(cè)試,2010,4(2).