稠油蒸汽吞吐開采過程中的風(fēng)險管控

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

稠油蒸汽吞吐開采過程中的風(fēng)險管控

陳峰博1. 趙鑫2. 劉春艷1. 毛衛(wèi)榮2. 王宏2.

1.承德石油高等專科學(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)險比如刺漏、汽竄、硫化氫中毒等。很多同行或者專家針對某項風(fēng)險作出相應(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多項主要風(fēng)險進行管控，從而減少熱采風(fēng)險，相應(yīng)提高熱采效益。

蒸汽吞吐 汽竄 風(fēng)險

一、蒸汽吞吐開采過程中風(fēng)險識別

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)井一段時間，待蒸汽的熱能向油層擴散后，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)險如下：

（一）注汽和收氣系統(tǒng)風(fēng)險

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，可能會出現(xiàn)高溫蒸汽刺漏風(fēng)險，對操作人員和環(huán)境造成傷害。

而在收氣操作時，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

井內(nèi)硫化氫的產(chǎn)生原因有二：一是儲層巖石礦物、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]。硫化氫氣體不但對井內(nèi)管柱產(chǎn)生傷害，也會對環(huán)境和人員產(chǎn)生傷害。

（三）汽竄風(fēng)險

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)致嚴重的安全環(huán)保事故；鄰井產(chǎn)水量將會出現(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，井間干擾嚴重，影響生產(chǎn)和井的壽命。

二、風(fēng)險管控

（一）注汽和收氣風(fēng)險管控

施工過程中一定嚴格按照施工方案設(shè)計，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)時嚴禁猛烈敲擊隔熱管柱；管線設(shè)立高溫、高壓警示標示，并遠離閥門及法蘭連接處。

（二）硫化氫中毒風(fēng)險管控

硫化氫化對金屬管柱產(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

可以加入有機胺類作為緩蝕劑，減緩硫化氫對金屬管柱的腐蝕。

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，針對硫化氫的風(fēng)險除了配套工藝和設(shè)備外，最重要的是對施工人員進行HSE相關(guān)培訓(xùn)，熟練掌握應(yīng)急措施，使硫化氫中毒風(fēng)險降到最低[2]。

（三）汽竄風(fēng)險管控

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[3]。

2.調(diào)剖堵水

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

3.注氮氣

邊水、底水侵入可能引發(fā)汽竄，因此可以實施注氮氣形成泡沫，利用氮氣泡沫封堵高滲透層，達到調(diào)剖堵水抑制邊底水水侵，降低汽竄風(fēng)險。

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。

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汽竄層位和非汽竄層位進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。

6.合理井網(wǎng)、井距

以孤島采油廠Ng6層系為例，其采用212X300米五點法井網(wǎng)為主，局部采用150X212米反九點。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。

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；

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

3.風(fēng)險存在于整個開發(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踐.油氣田地面工程,2014.07