縮短套管除垢作業(yè)時間

大慶油田有限責任公司第四采油廠三元QC小組

（黑龍江大慶163511）

縮短套管除垢作業(yè)時間

大慶油田有限責任公司第四采油廠三元QC小組

（黑龍江大慶163511）

1 小組概況

三元QC小組從三元采出井套管除垢作業(yè)施工出發(fā)，圍繞套管除垢作業(yè)時間長的問題，開展PDCA活動，小組成員由三元動態(tài)技術人員、作業(yè)現場監(jiān)督人員及油田化學技術人員共10人組成（表1）。

表1 三元QC小組概況表

2 選擇課題

隨著三元復合驅強堿的持續(xù)注入，井下套管結垢日趨嚴重，導致兩個方面危害：一是套管內徑變小，最小直徑Φ74.9mm，常規(guī)井下工具（直徑Φ120mm）無法通過，環(huán)空測試、壓裂及補孔等井下增產措施也無法實施；二是套管射孔井段的炮眼和近井地帶出現堵塞，造成產量下降,因此必須進行套管除垢。

統(tǒng)計2013年套管除垢作業(yè)8口井，平均單井除垢作業(yè)時間384h，平均單井除垢作業(yè)費用17.95萬元，與2012年對比套管除垢作業(yè)時間增加了144h（表2），造成平均單井除垢作業(yè)費用增加6.72萬元。

根據2013年12月17日廠專業(yè)辦公會要求：“套管除垢作業(yè)時間控制在10天以內完成”。因此選擇課題是：縮短套管除垢作業(yè)時間。

3 設定目標

根據廠專業(yè)會議提出“套管除垢作業(yè)時間控制在10天以內完成”的要求，小組以一天24h計算，設定套管除垢作業(yè)時間縮短至240h為目標。

4 目標可行性分析

4.1 查找影響套管除垢作業(yè)時間的癥結問題

統(tǒng)計2013年8口井每個工序作業(yè)時間的平均值，與2012年平均值對比，根據結果編制了2013年頻數表（表3）。

由此得出磨銑垢質時間和起下管柱垢卡處理時間長，累計比例為78.47%，是癥結問題。

4.2 分析解決的可行性

4.2.1 套管結垢井對產量造成嚴重的影響

對2014年計劃套管除垢的13口井產量變化進行統(tǒng)計，平均單井日產液由36.5t下降到20.5t,平均單井日產油由2.2t下降到0.95t，嚴重影響三元采出井開發(fā)效果。

表2 2012年至2013年套管除垢井調查表

表3 2013年影響套管除垢作業(yè)時間頻數表

4.2.2 新技術為套管除垢提供技術保證

經過近2年的研究，大慶油田采油工程研究院最新研發(fā)的油井硅酸鹽除垢劑，試驗井作業(yè)施工264h，為套管除垢開辟了一種全新的思路，為套管除垢方法的改進提供技術支撐。

5 分析原因

針對“磨銑垢質時間和起下管柱垢卡處理時間長”的癥結問題，利用頭腦風暴法尋找原因，找出末端因素，繪制關聯圖（圖1）。

圖1 磨銑垢質時間和起下管柱垢卡處理時間長原因關聯圖

6 確定主要原因

小組成員以關聯圖為基礎，采取現場調查、統(tǒng)計分析等方法，對5條末端因素逐一進行確認。

6.1 硅垢含量高

采集2013年套管除垢作業(yè)的8口井垢樣，對垢質成分進行化驗分析。依據結果與套管除垢作業(yè)時間進行對比統(tǒng)計（表4），得出隨著結垢總量的增加，2013年12月開始應用《套管結垢預測模板》，可劃分臨界結垢區(qū)，提高了技術人員對套管除垢井的分析和判斷能力，編制除垢磨銑井《施工設計申請單》由原來的13h縮減至10min完成，沒有對磨銑垢質時間造成影響。硅酸鹽垢含量增多，垢質硬度增高，導致作業(yè)時磨銑垢質時間長。

結論：要因。

6.2 沒有預測套管結垢方法

三元復合驅數據管理平臺的基礎數據庫不是按采出井除垢條件劃分，缺少采出液離子化驗數據，信息共享程度低，沒有套管結垢評價方法，給分析垢質成分和判斷結垢時間帶來困難。調查時發(fā)現，在

表4 磨銑垢質時間與硅酸鹽總量的統(tǒng)計表

結論：非要因。

6.3 銑錐磨損沒有及時更換

查閱套管除垢作業(yè)施工總結和銑錐工具發(fā)放記錄，對2013年作業(yè)施工使用的8口井銑錐工具進行檢查，使用新銑錐工具達到87.5%，使用銑錐工具的合格率達到100%，沒有影響磨銑施工。

結論：非要因。

6.4 重量指示表異常

查閱2013年套管除垢井的《作業(yè)現場記錄本》，在磨銑垢質施工中，重量指示表沒有出現異常現象，詢問作業(yè)施工人員，一致反應重量指示表未發(fā)生故障，沒有延誤磨銑垢質施工時間。

結論：非要因。

6.5 工具結構不適應

現場使用套管除垢管柱磨銑工具有刮刀鉆頭和梨形磨鞋2種類型。調查發(fā)現：①刮刀鉆頭磨銑面是堅硬的刀頭，在磨銑過程中極易損傷套管；②梨形磨鞋由于磨銑面與套管結垢面接觸少，現場調查6口井，磨銑效率52%。磨銑工具存在著磨銑下來的垢屑無法沖洗，每次將磨銑管柱起出后，再下入一趟沖洗管柱，造成磨銑速度緩慢，影響磨銑垢質時間。

結論：要因。

最終確定硅垢含量高和工具結構不適應是主要原因。

7 制定對策

7.1 優(yōu)選除垢方案

油田使用的套管除垢方法有機械、化學及復合式除垢法。針對3種方法分別從安全性、適應性、操作性及經濟技術指標對比，優(yōu)選了機械和化學相結合的復合式除垢方法。

7.2 優(yōu)選除垢工具

對研制的磨銑工具從外部形狀、內部結構、連接方式、表面材料進行優(yōu)選，確定了套管除垢工具的最佳方案（圖2）。

7.3 制定對策

表5為制定的對策表。

8 對策實施

8.1 采用復合式除垢方法

8.1.1 確定除垢劑溶垢指標

確定反應溫度：稱取1g垢樣加入50mL濃度5%的硅酸鹽除垢劑進行溶垢實驗，設定除垢時間為16h，對不同的除垢溫度（30、35、40、45、50、60、70℃）進行實驗，稱重計算溶垢率（表6），當除垢溫度達到70℃時，溶垢率可達95.1%。確定將70℃以上熱水與除垢劑按一定比例混合后注入，保證井下除垢溫度達到45~50℃。

確定作用時間：在45℃恒溫中，將50mL濃度5%的硅酸鹽除垢劑加入1g垢樣進行溶垢實驗。浸泡72h，計算溶垢率（表7），確定注入除垢劑后關井72h，可以保證除垢效果。

圖2 套管除垢工具的最佳方案

表5 對策表

表6 溫度與溶垢率的統(tǒng)計表

表7 除垢劑對不同垢質的溶垢時間統(tǒng)計表

8.1.2 確定作業(yè)施工參數

對除垢劑用量和注入方式分別進行計算和實驗。確定除垢劑用量按照地層除垢半徑1m和套管結垢井段頂界（按照歷次施工的最淺下泵深度以上50m計算）至射孔井段以下15m油套環(huán)空段充滿來計算；確定注入方式從油套環(huán)空注入，用清水將除垢劑頂替到目的井段，然后利用清水替洗，廢液進罐車集中處理。

8.2 改進磨銑工具

8.2.1 繪制圖紙加工制作

小組成員繪制圖紙，完成除垢工具的機械加工。

8.2.2 現場試驗

在2014年6月27日采用復合式除垢法進行現場試驗，除垢前井徑測試曲線在1117.98m射孔井段處，最小直徑Ф85.7mm，經過228h除垢作業(yè)施工，井徑測試曲線套管內徑恢復到Ф122.3mm，截止2015年8月15日仍可正常進行環(huán)空測試，采出井抽油泵沒有發(fā)生垢卡，有效期達到412天，除垢效果明顯。

9 檢查效果

9.1 目標檢查

截止2014年12月31日套管除垢作業(yè)13口井，平均單井套管除垢作業(yè)時間由384h縮短到211h，實現了小組活動制定的目標。

9.2 直接經濟效益

套管除垢平均單井除垢劑用量1.4t，價格1.82萬元/t，垢質化驗檢測費用1.25萬元，工具研制費用1.116萬元。

除垢13口井投入費用：除垢劑費+化驗檢測費+工具研制費=1.4×1.82×13+1.25+1.116=35.49（萬元）。

每口井節(jié)約作業(yè)費用：2013年平均作業(yè)費/口-2014年平均作業(yè)費/口=17.950-8.322=9.628（萬元）。因此，小組活動期間創(chuàng)造經濟效益為：

經濟效益=每口井節(jié)約作業(yè)費用×施工井數-投入費用=9.628×13-35.49=89.674（萬元）

本次活動通過改進套管除垢方法，研制除垢工具，直接創(chuàng)造經濟效益89.674萬元。

9.3 社會效益

通過小組活動，提高了套管除垢作業(yè)施工效率，節(jié)約了套管除垢作業(yè)費用，降低了磨銑施工人員的勞動強度，減少了作業(yè)磨銑施工人員的工作量，節(jié)約了生產維護成本。

10 制定鞏固措施

為了進一步鞏固活動成果，制定以下鞏固措施。

10.1 完善管理制度

編制《第四采油廠三元復合驅采出井套管除垢及近井地帶解堵管理辦法》，通過第四采油廠生產管理部門的批準，開始執(zhí)行。

10.2 補充標準

為了在施工前掌握每口除垢井的垢質情況，有效地縮短套管除垢作業(yè)時間，對標準Q/SYDQ2013 -165《復合驅采出井檢泵作業(yè)施工規(guī)范》第2部分《資料錄取、填報和施工總結編寫》進行補充，增加了5.1.1條款“卡泵狀態(tài)和見垢情況，光桿所卡位置和井下管柱及工具是否見垢”；補充8.2.1.7條款“結垢位置、結垢部位及結垢程度的填寫”，為編制除垢井施工設計奠定基礎。

10.3 QC成果推廣

成果在杏北開發(fā)區(qū)三元復合驅采出井套管除垢作業(yè)進行推廣應用，統(tǒng)計2015年1月至8月套管除垢共11口井，平均單井套管除垢作業(yè)193h，獲得較好效果。

11 總結

本輪PDCA循環(huán)，小組成員運用QC方法，優(yōu)選了套管除垢工藝，對除垢工具進行了改進，有效地縮短套管除垢作業(yè)時間。活動中組員都能積極地獻計獻策，克服困難，加強了團隊凝聚力。通過與作業(yè)技術管理部門的緊密合作，增強了自身的協(xié)調溝通能力，強化了成員之間合作意識，團隊配合更加默契。尤其在實際工作中運用QC思考的方法，去發(fā)現問題和解決問題，質量意識得到明顯的提高，推進了小組質量管理的提升。

左學敏

2015-11-11