陳峰博1. 趙鑫2. 劉春艷1. 毛衛(wèi)榮2. 王宏2.

1.承德石油高等?？茖W(xué)校石油工程系； 2.中國石化勝利油田孤島采油廠

稠油蒸汽吞吐開采過程中的風(fēng)險(xiǎn)管控

陳峰博1. 趙鑫2. 劉春艷1. 毛衛(wèi)榮2. 王宏2.

1.承德石油高等?？茖W(xué)校石油工程系； 2.中國石化勝利油田孤島采油廠

蒸汽吞吐是勝利油田孤島采油廠常用的熱采方式，其投資少、工藝簡單、效果好；但是在開發(fā)中有很多風(fēng)險(xiǎn)比如刺漏、汽竄、硫化氫中毒等。很多同行或者專家針對(duì)某項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)作出相應(yīng)處理方案，效果很好。而本文則從開始注汽到后期調(diào)整的一系列過程中對(duì)多項(xiàng)主要風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控，從而減少熱采風(fēng)險(xiǎn)，相應(yīng)提高熱采效益。

蒸汽吞吐 汽竄 風(fēng)險(xiǎn)

一、蒸汽吞吐開采過程中風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激產(chǎn)等。所謂蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，關(guān)井一段時(shí)間，待蒸汽的熱能向油層擴(kuò)散后，再開井生產(chǎn)的一種開采重油的增產(chǎn)方法，其開采過程中風(fēng)險(xiǎn)如下：

（一）注汽和收氣系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)

再向井內(nèi)注入高溫高壓蒸汽中，由于閥門和法蘭連接處存在薄弱點(diǎn)，可能會(huì)出現(xiàn)高溫蒸汽刺漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)操作人員和環(huán)境造成傷害。

而在收氣操作時(shí)，受汽竄影響造成管內(nèi)壓力升高，同樣可能出現(xiàn)，高溫噴出液伴隨天然氣帶來重大安全隱患。

（二）硫化氫風(fēng)險(xiǎn)

井內(nèi)硫化氫的產(chǎn)生原因有二：一是儲(chǔ)層巖石礦物、地下水中硫酸鹽與石油發(fā)生還原反應(yīng)從而使井筒自帶硫化氫氣體；二是注入蒸汽的熱作用使石油中的含硫化合物發(fā)生水解反應(yīng)從而生產(chǎn)硫化氫氣體[1]。硫化氫氣體不但對(duì)井內(nèi)管柱產(chǎn)生傷害，也會(huì)對(duì)環(huán)境和人員產(chǎn)生傷害。

（三）汽竄風(fēng)險(xiǎn)

持續(xù)的高溫、高壓蒸汽注入，井口溫度、壓力升高，一旦發(fā)生汽竄將導(dǎo)致嚴(yán)重的安全環(huán)保事故；鄰井產(chǎn)水量將會(huì)出現(xiàn)劇烈增加，甚至含水量接近100%，重者井下工具刺壞以及井口工藝流程發(fā)生損壞，井間干擾嚴(yán)重，影響生產(chǎn)和井的壽命。

二、風(fēng)險(xiǎn)管控

（一）注汽和收氣風(fēng)險(xiǎn)管控

施工過程中一定嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計(jì)，下井管柱做好密封和隔熱措施，比如隔熱襯管、高溫密封圈等；做好試壓工作，用額定工作壓力的90%試壓，穩(wěn)壓5min不刺漏無異常為宜；作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁猛烈敲擊隔熱管柱；管線設(shè)立高溫、高壓警示標(biāo)示，并遠(yuǎn)離閥門及法蘭連接處。

（二）硫化氫中毒風(fēng)險(xiǎn)管控

硫化氫化對(duì)金屬管柱產(chǎn)生氫脆腐蝕生成硫化亞鐵，從而造成管材腐蝕而降低使用壽命；另外毒性大，因此消除硫化氫安全風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵。

1.硫化氫預(yù)警及應(yīng)急

做好預(yù)警工作，一旦出現(xiàn)硫化氫泄露，做到能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

做好應(yīng)急措施，硫化氫氣體泄漏后，按照應(yīng)急預(yù)案操作，盡可能減少有毒氣體對(duì)人員設(shè)備和井的傷害。

2.硫化氫消除劑

在注蒸汽中加入堿比如氫氧化鈉既可以消除硫化氫，同時(shí)又可以改變孔隙中原油的表面張力，提高采收率。

3.硫化氫緩蝕劑

可以加入有機(jī)胺類作為緩蝕劑，減緩硫化氫對(duì)金屬管柱的腐蝕。

4.洗井

通過洗井可以有效降低硫化氫的濃度，將其濃度降低到安全閥限制以下。

總言而之，針對(duì)硫化氫的風(fēng)險(xiǎn)除了配套工藝和設(shè)備外，最重要的是對(duì)施工人員進(jìn)行HSE相關(guān)培訓(xùn)，熟練掌握應(yīng)急措施，使硫化氫中毒風(fēng)險(xiǎn)降到最低[2]。

（三）汽竄風(fēng)險(xiǎn)管控

1.汽竄預(yù)警

一是建立油井汽竄檔案;二是以注汽井為中心,周圍開采的同層系鄰井按照井距大小確定防竄等級(jí)[3]。

2.調(diào)剖堵水

利用暫堵劑比如凝膠體系暫時(shí)封堵高滲透層，使熱蒸汽進(jìn)入中低滲透層，可降低汽竄風(fēng)險(xiǎn)，提高吞吐效率。

3.注氮?dú)?/p>

邊水、底水侵入可能引發(fā)汽竄，因此可以實(shí)施注氮?dú)庑纬膳菽?，利用氮?dú)馀菽舛赂邼B透層，達(dá)到調(diào)剖堵水抑制邊底水水侵，降低汽竄風(fēng)險(xiǎn)。

4.注二氧化碳

部分薄層井位，注入壓力較高可能引發(fā)汽竄，因此采用注CO2等降低注汽壓力措施，可以降低汽竄風(fēng)險(xiǎn)。

5.分層注蒸汽

可利用封隔器封堵汽竄層位，采用分層注汽的方法對(duì)汽竄層位和非汽竄層位進(jìn)行蒸汽吞吐或者選擇性注蒸汽，可以提高熱采效率降低汽竄風(fēng)險(xiǎn)。

6.合理井網(wǎng)、井距

以孤島采油廠Ng6層系為例，其采用212X300米五點(diǎn)法井網(wǎng)為主，局部采用150X212米反九點(diǎn)。疊合發(fā)育區(qū)部署直斜井吞吐開發(fā)，單層發(fā)育區(qū)部署水平井開發(fā)，為減少水侵，新鉆井距油水邊界200m以上，并且避開原注水井。合理的井網(wǎng)、井距可以有效降低井間干擾，從而減少汽竄風(fēng)險(xiǎn)。

三、結(jié)語

1.蒸汽吞吐是一種常見的熱采方式，效果很好，但是也有風(fēng)險(xiǎn)；

2.文中提高的刺漏、硫化氫以及汽竄等風(fēng)險(xiǎn)是蒸汽吞吐開采過程中的主要風(fēng)險(xiǎn)，但是只要措施得當(dāng)，這些風(fēng)險(xiǎn)都可以減少甚至杜絕發(fā)生；

3.風(fēng)險(xiǎn)存在于整個(gè)開發(fā)過程中，除了按照規(guī)章操作外，施工人員的HSE安全教育必不可少，防患于未然總好過亡羊補(bǔ)牢。

[1]周勇,李紅武,朱金平.關(guān)于油田井下作業(yè)過程中硫化氫防控措施的探討.中國化工貿(mào)易,2012-09-19.

[2]張金秋.油田酸化作業(yè)中硫化氫產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防措施探討.內(nèi)江科技,2015.04.25.

[3]岳玉全.蒸汽吞吐采油井控安全實(shí)踐.油氣田地面工程,2014.07