油井生產過程中四個關鍵節點管理實踐

李　惠

中國石油大慶油田有限責任公司第五采油廠 （黑龍江 大慶 163513）

通過多年機采實踐，某廠逐步總結形成了油井井下作業“節點管理”模式，即將油井井下作業管理外延，在油井生產過程中設置正常井、異常井、待檢井、作業井四個關鍵管理節點（表1），并對每個節點實施全過程控制，從而延長油井的檢泵周期。

1　正常井強化預防，延長免檢周期

對于正常生產井的常規管理，各采油礦為了完成產量，油井采用大參數生產，致使大多數井在參數偏大區生產，桿疲勞和偏磨率增大，導致這部分井發生桿斷和偏磨的幾率高；個別井由于某些原因不能按照熱洗周期洗井或洗井效果差等問題，導致油井載荷增大，對于井內桿管使用壽命產生影響，而且容易蠟卡。這些問題需要應用動態管理進行有效預防，通過調整參數和合理優化洗井周期能夠延長免檢周期。在強化預防工作中應重點做好3方面工作。

表1　油井生產過程中四個關鍵節點及措施表

1.1　合理調整地面的抽汲參數

以動態合理區為依據，進行參數匹配，盡量采取大沖程、小沖次生產[1]，這樣可以減小抽油桿斷的幾率。根據開發區塊抽油機井泵況控制圖，制定調參條件為：①調大參井條件：泵效40%以上、流壓4.5 MPa（太北、高臺子4.0 MPa）以上的泵況正常井；②調小參井條件：泵效30%以下、沉沒度150 m（太北、高臺子100 m）以下的泵況正常井。

根據不同開發區塊的合理流壓與泵效之間的關系，確定了杏南、太北、高臺子三個區塊螺桿泵工作的合理沉沒度區間為 260～500 m、230～430 m、240～450 m。對于新下井螺桿泵連續監測液面變化，并采用逐級調參制度調整：①高于合理沉沒度上限井采取調大參數措施；②低于合理沉沒度下限井采取調小參數措施。

從2013年開始，逐漸加大參數調整力度。2013—2016年共優化3 859口，有429口進入合理區（表2）。

調參井數由2013年的906口增加至2016年的1 006口，合理區比例也隨之逐年上升。2016年抽油機井合理區比例達到80.45%，螺桿泵井合理區比例達到82.35%，免檢期得到延長。

表2　 2013—2016年合理調整地面的抽汲參數實施情況

1.2　強化熱洗管理，減輕結蠟對泵況的影響

加強熱洗工作，按熱洗周期洗井，可以有效的降低桿管偏磨的幾率，避免結蠟造成蠟卡井的發生。從管理上入手[2]，規范熱洗周期標準、加強熱洗周期調整和現場監督工作，取得了較好的效果。

1.2.1合理制定熱洗標準

針對影響熱洗質量的參數主要有熱洗時間、來水溫度、熱洗壓力和排量，制定了機采井熱洗標準。

1）計量間來水溫度要求。①摻水帶熱洗的提溫，計量間來水溫度在70℃以上；井口溫度65℃以上，計量間回油溫度要求60℃以上，穩定1 h以上。②高壓水泥車洗井溫度必須在70℃以上，洗井后回油溫度60℃以上。

2）熱洗排量及壓力。①計量間來水壓力受中轉站摻水泵限制，中轉站應分別配備額定排量相匹配的摻水泵，滿足不同泵徑油井熱洗的需要。要求合理控制計量間同時洗井數，防止系統壓力過低，要求計量間來水單井壓力不低于1.5 MPa。②高壓水泥車洗井要求控制小排量熱洗。在化蠟階段，當壓力起壓后，根據不同沉沒度，原則上壓力不超過4 MPa；在排蠟階段，當壓力略降后，應適當提高壓力，原則上壓力不超過6 MPa。高壓水泥車洗井排量要求不超過20 m3/h，洗井液用量不少于24 m3。

3）熱洗時間。①摻水熱洗對于液量為20 t/d以下的井，熱洗時間為6～7 h；液量為20～50 t/d的井，熱洗時間為4～5 h；液量為50～90 t/d之間的井，熱洗時間為3～4 h；位于上述液量區間且沉沒度低于150 m的油井，采用下限熱洗時間。②高壓水泥車洗井時間，采用適當檔位控制排量熱洗，要求水泥車連續熱洗，熱洗時間不少于60 min。

1.2.2做好熱洗周期調整工作

受雨季、單管流程、洗井設備、井場特殊環境等方面的影響，熱洗工作不到位。特別是在雨季低洼井和水泡子井無法正常洗井，油井結蠟嚴重造成泵漏失或卡泵。2011年檢泵井中由于結蠟影響的檢泵井多達74井次，約占總檢泵井次的9.26%。統計低洼井共有511口，數量較多。為保障正常生產，針對夏季6、7、8月份需要熱洗的油井，通過提前洗井進行周期平移，從而避開雨季影響[1-2]。通過熱洗周期合理調整，雨季平均減少熱洗979井次/年。

1.2.3加強熱洗現場管理工作

一是針對螺桿泵排量小、熱洗清蠟不徹底問題，加大了熱洗單流閥應用力度，提高了熱洗質量，方便了現場管理，從2012年開始，要求螺桿泵施工井全部應用熱洗單流閥；二是設立油井熱洗現場監督卡（寫實記錄卡和跟蹤記錄卡），采取定期檢查與隨機抽查相結合的方式，加大對現場熱洗質量監督、考核力度；三是加強熱洗資料管理，針對熱洗數據庫中存在的資料不全、不準以及字段缺失等問題，進行了補充和完善，進一步促進熱洗周期的合理制定。

從2012年開始加強了熱洗的監督和檢查工作，要求采油礦嚴格執行熱洗周期，并且對受雨季影響熱洗的511口低洼井和水泡子井及時調整了熱洗周期，避開了雨季熱洗的影響，蠟卡井由2011年的74井次降低到2016年的54井次（圖1）。

綜上所述，通過生產參數合理匹配以及提高熱洗質量工作，保證了生產井在健康的工況下運行。

2　異常井逐井核實，避免誤檢發生

2.1　加強資料和日常監管

1）規范低壓測試資料測試周期及上傳標準。嚴格要求低壓測試資料按標準及時測試和上傳，摸清機采井真實運行工況。發現測試資料造假、上傳不及時、漏傳或重復上傳的要給予責任人相應處罰。

2）加強單井泵況日常監管。動態管區每天要對所管單井進行低壓測試數據及生產數據進行匯總分析，發現數據異常井要求礦里進行復測，連續3次復測數據異常的井視為泵況異常，要求采油隊進行泵況核實。

圖1　蠟卡井逐年變化情況圖

2.2　加強現場泵況核實處理

對于抽油機井，通過采油隊測示功圖、液面及井口憋壓，準確判斷泵況異常原因；對于螺桿泵井，除了應用以上資料（除示功圖）判斷泵況外，另引用電參數法[3]對假液面井進行液面二次核實，進一步加強螺桿泵測試管理，重新規范螺桿泵液面測試流程。

以A井為例，該井轉速70 r/min，扭矩1 260 N·m，實測動液面為172 m，而應用電參方法推算該井動液面為880 m，與實測動液面數據相對比差別較大，需核實。核實時，對該井進行停機并向油套管環形空間灌水直至井口出現溢流，累計注入7.1 m3，根據經驗該井動液面應在800 m以下，對該井大排量洗井處理，啟抽待液面恢復正常后，實測動液面為863 m，與預測相符（表3）。

通過應用以上措施，僅2016年就有19口井通過核實處理恢復了正常生產，避免了誤檢泵的發生。

表3　 A井沖洗前后液面對比表

3　待檢井重視優化設計，消除潛在隱患

3.1　根據服役期更換老化桿管

結合現場經驗，對于Φ57 mm及以上的抽油泵、GLB 200以上的螺桿泵，桿管服役期滿10年的井在作業時要全部更換為新管桿；對于Φ38 mm～Φ44 mm的抽油泵及GLB 75～GLB 200的螺桿泵，桿管服役期滿15年的要全部更換為新管桿。

3.2　以“兩增兩降”為指導，優化桿、管、泵組合

“兩增兩降”即增加管桿強度、增加管桿柱穩定性、降低循環次數、降低懸點載荷[4]。

1）在治理管問題方面。①泵徑在Φ57 mm以上，懸點最大載荷大于60 kN的非定點測壓井，在作業時要加裝雙向油管錨；②定點測壓井在作業時要將上部1～10根油管更換為N80油管；③對于Φ70 mm抽油泵使用Φ62 mm油管、最大懸點載荷大于70 kN的井，要更換為Φ76 mm油管，取消脫接器。

2）在治理桿問題方面。①沉沒度低于100 m，且有泵掛加深余地的井，要進行泵掛加深；沒有泵掛加深余地的井，考慮地面參數優化的情況下換小一級泵徑，提高泵的沉沒度，減小液擊對抽油桿的損害；沉沒度大于400 m的井，作業時要根據單井實際情況上提泵掛，降低懸點載荷；②抽油桿服役期在10年以內，但連續發生兩次桿斷檢泵的井，全井要更換為新抽油桿；③單井日產液大于30 t的油井全井采用Φ25 mm抽油桿；20～30 t的井全部采用Φ25 mm和Φ22 mm三級桿組合；10～20 t的井采用Φ22 mm和Φ19 mm三級桿組合；日產液小于10 t的井，全井采用Φ19 mm桿；④螺桿泵井全井采用錐螺紋抽油桿，對300 mL/r以下泵采用Φ22 mm抽油桿，對300 mL/r及以上泵采用Φ25 mm抽油桿。針對有問題的摩擦焊桿，在桿斷作業時全井更換。

3）在治理偏磨方面。①未偏磨井和新井在泵上加裝350 m扭卡扶正器作為預防措施；②現場發現抽油桿接箍偏磨的井，在偏磨段上下各外擴100 m加裝扭卡扶正器；③桿體偏磨的井在換桿時更換為澆鑄式雙扶正抽油桿；④現場發現油套管結蠟嚴重的井要進行刮蠟施工，并且適當縮短熱洗周期；⑤螺桿泵井全井扶正，并優化扶正器結構，由澆鑄式改為自潤滑扶正器。

4）在抽油泵優選方面。①對于風險診斷有出砂歷史的井和補孔、壓裂井，優先選用長柱塞防砂泵；②對于水驅正常井，優先選用閉閥泵，預防活塞上凡爾罩斷；③聚驅井，優先選用低磨阻泵，降低下行阻力；④地面參數較大的油井，換大一級泵徑，降低地面沖次。

4　作業井強化過程監控，確保現場施工質量

作業監督雖然一直堅持“廠、礦、隊”三級監督體系，但由于監督人員少，缺少相互間的協調與配合，加之制度不完善，存在監督率低、效果差的問題。為了提高監督質量，2010年起重新梳理井下作業監督工作思路，以降油井“兩率”為目標，保證施工質量[4-5]。

1）堅持“廠、礦、隊”三級監督體系，明確各級監督的職能，在人員上保證到位，關鍵工序監督到位率100%。

油井現場監督人員只有47人，每年施工的油井總數約2 000口，相對施工井數來說，監督人數偏少，要保證監督率，必須統一協調、充分發揮團隊優勢。技術大隊現場監督人員分成六組，每人負責一個采油礦的油井監督協調工作，將整個施工過程劃分為不同的監督環節，由廠、礦、隊三級監督具體負責相應環節，要求各級監督分工不分家、相互間及時溝通、做好銜接，各級監督之間可以相互監督，避免漏崗發生。

2）每年舉辦兩期井下作業知識培訓，對作業施工隊的技術人員進行培訓，提高施工隊的技術管理水平和執行力。由于油井施工大部份由外部個體施工隊負責，各施工隊的技術人員和操作人員技術水平良莠不齊，造成了施工質量不高，檢泵周期不長的現狀。據統計2010年檢泵周期小于500 d的井中，75%是外部施工隊施工的。從2011年開始，每年進行兩次井下作業知識培訓，提高外部施工人員的技術水平，促進施工質量的提高，延長油井檢泵周期。

3）從2010年起應用聯網的返工井業務平臺，對于返工井要求監督人員24 h全過程監督，對返工井發現的問題拍照錄像，上傳到返工平臺，作為驗收依據。通過全過程監督返工井和返工平臺的建立，返工率由2009年的7.8%下降到4.5%。

4）對在用的井下工具建立使用臺帳，及時總結評價效果，為需訂購工具的選廠選型提供依據。通過現場監督，對于發現問題的井下工具進行登記，建立臺帳，批量工具發生問題的申報上級申請停用，避免造成大面積返工。

5　實施效果

通過實施油井生產過程中的四個關鍵節點管理，作業現場監督率由2010年的76.3%上升到2016年的100%，油井“兩率”持續下降，檢泵周期逐年延長（圖2、圖3），措施效果明顯。

6　結論

1）正常井強化預防，通過生產參數合理匹配以及提高熱洗質量工作，保證了生產井在健康的工況下運行，可以延長免檢期和減少蠟卡發生。

圖2　油井兩率逐年變化情況圖

圖3　油井檢泵周期逐年變化情況圖

2）異常井逐井核實，通過資料的處理及2次核實，能有效地避免誤檢井發生。

3）待檢井重視優化設計，通過實施增加管桿強度、管桿柱穩定性和降低循環次數、懸點載荷的“兩增兩降”措施，使油井調整有據可依，為進一步消除油井潛在隱患提供了簡便方式。

4）作業井強化過程監控，通過完善監督制度、加強培訓、應用返工平臺、建立臺賬等制度的實施，不但提高了現場監督率，施工質量也得到了顯著提升，使油井“兩率”持續降低。

5）通過油井生產過程中四個關鍵節點管理方法的實施，油井檢泵率和返工率分別降低了4.1%和3.3%，平均檢泵周期延長101 d，油井管理質量得到大幅度提升。

參考文獻：

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[5]李天聰.創新質量管理體系提升油井免修期[J].石油工業技術監督,2007,23(5)：55-56.