海上石油井口平臺油井出砂管理措施探究

張學豐(中海石油(中國)有限公司蓬勃作業公司, 天津 300457)

海上石油井口平臺油井出砂管理措施探究

張學豐(中海石油(中國)有限公司蓬勃作業公司, 天津 300457)

本文分析了海上石油平臺開采過程中油井出砂的危害，提出相應的處理措施，以確保平臺安全平穩運行，旨在提供一定的參考和借鑒。

海上石油平臺；油井出砂；管理措施

渤海某油田經歷了一期和二期開發階段，針對疏松砂巖稠油油田的開采，早期油井防砂處在探索階段，油井出砂嚴重，對生產帶來不利，據統計，某個時期，28井次的鉆修井作業中有24井次是由出砂引起的，高達85%。后來采用優質篩管壓裂填充完井方式，油井出砂情況得到根本性防治。但是由于完井質量和井下設備老化等諸多因素的影響，油井出砂也偶有發生。出砂對采用電潛泵舉升的油井生產和集輸系統影響明顯。

1 油井出砂危害探析

油井出砂可能造成平臺設備的損壞，管理不善可能會造成安全事故。主要的危害包括。

(1)損壞井下電潛泵。由于電潛泵設計上允許體積含砂量小于0.05%，井液含砂會造成電潛泵機械部件的磨損；如果大量的砂子不能攜帶出油井，會在油管中形成砂橋，增加電潛泵的負荷，甚至于造成斷軸、馬達失效等故障。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。流體攜帶砂粒到達井口管線后，由于流速和流向的改變，加速沖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是砂粒流經錐形節流元件時形成的沖蝕。

(3)堵塞計量設備和儀表，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)砂粒對終端設備性能有不利影響。

2 油井出砂管理措施

(1)油井監測。操作員通過控制室操作界面，實時檢測電潛泵入口壓力，出口壓力，電機電壓、電流、溫度，振動，井口壓力等，并通過查閱這些參數的趨勢，結合偏差報警，及時判別出油井出砂，采取相應的措施。通過大量的數據分析可得知，油井出砂時的參數變化的特點：泵入口壓力迅速上升、電機溫度升高、電流升高、井口壓力下降、振動增大。井口取樣化驗顯示砂粒。多數情況下過載停泵。

(2)油井運行管理。油井出砂后，如電潛泵未停泵，則攜砂生產，謹慎維持生產壓差，防止出沙量增大。鑒于油田現有開采的情況來分析，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。井液不足時環空補液。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。出砂后，立即對井口管線進行壁厚檢測，防止管線穿孔事故，一旦管壁厚度減至最小允許值，應立即關停出砂井。

(4)出砂后海管管理。發現出砂后，在對出砂單井取樣的同時，對海管入口也定期取樣化驗砂含量，用來估算出砂期間進入海管的總量。對沉淀在海管內的砂粒應采取沖洗和發球清管。首先要對海管沖洗，一般認為海管流體速度不小于1.5m/ s，實際沖洗流速為4m/s。海管末端取樣化驗砂體積含量不超過0.05%為宜。接下來需要試發一具中密度泡沫清管球來驗證沖洗效果，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因砂粒重量太大造成海管堵塞而中斷生產。

3 結語

綜上所述，油井出砂無論是對井下機組還是對地面集輸系統設備危害很大，如果不能及時發現和正確處置，輕則造成經濟損失，重則釀成安全事故，但可控范圍內的攜砂生產是可行的。本文介紹一些生產中油井出砂的現場經驗，以供參考。

[1]梁丹，曾祥林，房茂軍.適度出砂技術在海上稠油油田的應用研究[J].西南石油大學學報(自然科學版),2009,6(3).

[2]張成江，吉小敏.一種經濟有效的水平井沖砂工藝方法[j].油氣井測試,2010,4(2).