关于稠油井空心杆掺药成功率的探讨

摘要：辽河油田冷家主力油区为稠油区块，常规开采工艺开采困难，现在主要采用空心杆掺药技术和电缆加热两种方式。本文针对掺药井施工过程中影响掺药成功率因素进行现场调查分析，总结了影响掺药质量几个因素并制定了相应措施，为以后作业施工起到指导作用。

主题词：掺药；稠油；单流阀；空心杆

曙光工程技术处作业五大队主要负责冷家油田采油作业一、三区的修井作业服务工作。辽河油田是我国最大稠油开采基地，冷家油田又属于稠油区块，原油粘度通常在15000mp.s左右，属于超稠油区块，普通的开采工艺开采困难，因而采用向地层注入高温蒸汽后，采用空心杆掺药技术和电缆加热两种方法进行原油开采，其中又以空心杆掺药法为主。空心杆掺药采油技术就是向空心杆内注入经过加热的高温降粘液体，通过空心杆下部的单流阀和筛杆，进入到油管中，降低油管中的稠油粘度，通过抽油泵采出地面的工艺过程。

1.现状调查

通过对2007年1月至2008年6月在冷家油田作业三区的307口检泵井、255口注汽转抽井，共计562口（均为实施空心杆掺药工艺的井），其中有25口井掺药不合格造成重复施工，掺药成功率仅为93.8%，因此造成直接经济损失2.5万元，此外还耽误了4个标准检泵井次，造成间接经济损失7.6万元。通过对2007年全年和2008年上半年质量跟踪班报表和施工完井总结，并与冷家油田相关部门协作配合，共同研究讨论，找出影响稠油井掺药成功率的因素，通过整理总结得下表：

2.原因分析

利用头脑风暴法，对稠油井小修后掺药成功率影响因素进行分析总结，做出如下因果分析图，见图1：

从因果分析图中可以看出，对影响稠油井小修后掺药成功率的因素进行分析和总结，主要有以下几方面的原因：

2.1人员技术素质低，工作责任心不强

现在我们的作业队伍中，农民用工和初级工多达50 %以上，由于这些人从事修井作业时间短、技术素质较低，缺乏施工经验，必然导致在作业生产过程中时常发生操作失误或出现不按标准进行施工的现象，这种现状已严重制约作业生产和质量管理。同时，个别人还抱着“当一天和尚撞一天钟”的思想，缺乏团队精神，使工作士气上不来。

2.2设备老化，不能满足施工需要

曙光工程技术处全处只有一台锅炉车，自高升采油厂建厂时就开始使用，一直沿用至今，虽经过多次改进，但仍然达不到施工需要。锅炉车高压胶管密封性差，设备配件老化，性能达不到要求，导致循环出的蒸汽温度低，蒸汽量小，压力不够。对于掺药开采的采油井，对下入井内空心杆质量要求比较严格，抽油杆必须丝扣完好，无弯曲、变形、裂纹等缺陷，同时杆内必须清洁，保证掺药合格，这就需要用锅炉车刺杆。蒸汽温度低，蒸汽量小，压力低导致刺杆不净，必然影响掺药一次成功率。

2.3抽油杆杆堵严重，单流阀结构不合理以及掺药水含杂质

2.3.1新送空心抽油杆和井内空心抽油杆起出因风沙进入杆内，造成泥沙沉积在空心杆壁，锅炉车的压力低不足以把泥沙冲洗干净，下杆过程中泥沙沉积在单流阀内，影响了掺药质量；内部有稠油或污垢，锅炉车蒸汽压力低，空心杆内壁的脏物刺不干净，造成油杆下井掺药不通，堵塞单流阀；由于空心杆的长期使用，内壁形成水垢、水锈，无法清除，下井过程脱落堵塞单流阀。

2.3.2单流阀结构不合理。单流阀作用是防止在井内压力作用下稠油进入空心杆内，影响掺药质量。现在使用的单流阀外径50mm，内径35mm，凡尔球直径28mm，球座直径20mm，凡尔球与筒体直径7mm，经计算单流阀过流面积346.2mm2，空心杆过流面积490.6mm2，单流阀过流面积比空心杆过流面积小144.46mm2。因此，空心杆内脏物、污垢及稠油容易堵塞单流阀，造成掺药失败。

2.3.3药液影响掺药成功率。掺药设施调整不及时，药液温度低，达不到良好的降粘效果，影响掺药质量；掺药水长期使用，并与地层流体产生化学作用，使药液产生了沉淀物，容易堵塞单流阀；药液混有其它杂质也影响了掺药质量。

2.4基层队质量管理制度不完善

辽河油田各部门都已制定了完善的质量管理，主要有《质量管理手册》、《质量体系文件》、《企业标准》及其它质量管理制度。在基层队也制定了质量管理制度，但不够完善，没有深入落实。对于刺杆时间短、下杆不用标准井通径或通径等不按照操作规程操作监督管理、惩罚力度不够。

2.5夜间施工条件的影响

修井作业24小时施工，由于夜间光线暗，照明设施不齐全，不易操作和检查。经过调查，夜间施工各方面配合有一定难度，对掺药成功率影响步太大。

3.制定措施

3.1加强技术培训和职业道德教育，提升人员素质

坚持“以人为本”的管理思想,强化职业道德、质量意识、技术业务培训等，使职工从被动的、单纯的参与转化为主动的和积极的质量管理。通过对职工进行井下作业新技术、新工艺、操作规程的集中培训和职工自学相结合，提高职工技术水平和实际操作技能。为提高全员的质量管理意识，树立质量效益的经营思想，一方面通过加强各种标准、质量管理体系文件的宣传与培训工作，另一方面举办多种形式的质量活动，如围绕“质量在我心中”等主题开展演讲、知识竞赛、征文等活动，使大家真正树立了“少一起质量问题或质量事故就是最大的经济效益”的思想。

3.2改进设备，满足施工需要

通过对设备检查、维护保养和改进，改善锅炉车高压胶管密封性差，设备配件老化等方面缺陷，使循环出的蒸汽温度，蒸汽量和压力符合要求。

3.3解决杆堵和掺药水沉淀问题，改进单流阀结构

3.3.1抽油杆结垢严重

冷家油田属于稠油区块，常规开采的降粘方式为掺药生产，而掺药使用的水和降粘药剂中经常会含有或多或少的杂质，当这些杂质进入杆中并在杆内积聚时，导致杆内结垢，使抽油杆内有限的空间变的更小，从而导致掺药失败或掺药不正常。因此需要我们在下杆前仔细检查，认真刺杆，发现不合格杆及时甩出，确保下杆后掺药质量。

特殊的地质情况和生产方式，抽油杆在工作期间形成的结垢需要在管厂经过除垢处理，因此，管厂要严格把好煮洗杆质量关，洗净杆内结垢，保证杆内清洁，在杆的运送过程中要做好防护措施，避免泥沙进入杆内，影响掺药质量。

3.3.2杆内油多，掺药水中有沉淀物

稠油井的施工轮次比较频繁，不能保证每口井的抽油杆专用，在煮洗和停掺时，部分稠油进入抽油杆内并在杆内聚积，所以在刺杆过程中，一定要保证足够的蒸汽温度、压力、排量和刺杆时间，刺净杆内残留的稠油，保证抽油杆的畅通，确保掺药质量。

由于停掺后掺药管线中水不流动，形成絮状沉淀物，这些沉淀物若进入到抽油杆中，会逐渐堆积，造成杆堵。因此，需要在重新开始掺药前先放净管线中残余的沉淀物，以避免其进入杆中，保证掺药成功率。

3.3.3掺药不及时，刺杆时间不够，未通杆

由于井内油稠，当杆下入到液面深度后，井内稠油便会倒流进入杆中，造成抽油杆堵塞。所以在稠油井下杆时，当下至液面深度时应采取边下边掺的下杆措施，每下20-30根杆掺一次药，以确保杆内畅通，提高掺药一次成功率。

抽油杆闲置期间，残余原油在杆中变稠，并有灰土进入杆内，所以要保证足够的刺杆时间，以除去杆内的这些残余物，保证杆内壁清洁。

通杆是下杆前的最后一道工序，也是下杆过程中的关键工序。所以需要用22mm的标准通杆规逐根通杆，除去杆内壁剩余的残留物，通不过的及时甩出，保证下杆质量和掺药一次成功率。

3.3.4改进单流阀结构，增加过流面积和清除脏物性能

原有单流阀的球座孔眼比较小，增加药流进入油管的阻力，应该切实有效地加大单流阀的液体通道，减少阻力，这样会大大增加掺药成功率。表2是建议改进的单流阀。

从上表可以看出，过流面积增加439.5 mm2，间隙增大6mm，能够满足工艺要求。

3.4健全治理管理制度，加强质量管理力度

3.4.1完善质量管理体系，健全质量管理制度

对于井下作业系统而言，为建立完善的、操作性很强的质量管理运行体系，主抓“三化”管理，即“组织网络化”、“运行规范化”、“责任合同化”。

3.4.2狠抓现场管理，严把施工质量关

为了提高井下作业施工一次合格率，减少返工现象，狠抓现场管理。根据施工作业的要求，落实施工方案、掌握井下情况、设备运转情况、施工器材准备情况,道路运输情况等，以上情况不落实或未准备好均不开工。把好工序交接关，严格实行“专检、班检、互检”为主要程序的施工现场“三检”制。基层施工班组每道工序完后，跟班质量检验员要对其进行严格的检查验收，凡是不符合质量要求的项目要及时返工，直到达到技术标准的要求后方可进行下道工序的施工。当班班长对施工过程中的工序进行抽查检验，下一班对上一班的工序质量及各种数据资料进行全面检查和交接，有不符合项可拒绝接班。在具体的施工过程中，力求做到施工需要的油管、抽油杆不落地，下井工具不落地；油管、抽油杆不干净不下井，下井工具不合格不下井，下井工具无专检人员签字不下井，油管丝扣不涂密封脂不下井。

为了保证稠油井掺药成功率，制定稠油井掺药施工安全操作规程，要求每次施工都要严格按照规定进行操作，并根据实际情况设计相应的施工方案和应急措施，使施工得到充分的，有效的质量保证。

制定和完善的质量培训等管理制度纳入稠油井小修后掺药施工的质量体系文件中，进一步落实质量责任制度，认真执行，严格考核，奖惩分明。

参考文献

[1] 《井下技术技术数据手册》编写组.井下技术技术数据手册[M]北京：石油工业出版社，2000.

[2]中国石油天然气集团公司人事服务中心.井下作业工.北京:石油工业出版社.2004

[3]王亚金，魏秉奎.井下监督基础理论与实践.北京:石油工业出版社.2004

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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