火驅(qū)管理風(fēng)險(xiǎn)分析與防控

摘 要：2016年11月25日，錦91塊火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)井組進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)火，2017年8月3日，完成全部4個(gè)井組點(diǎn)火工作，2019年2月線性火驅(qū)5個(gè)井組的點(diǎn)火工作全部完成。本文通過(guò)火驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)過(guò)程中的管理效果分析，研究總結(jié)出火驅(qū)管理在火驅(qū)開發(fā)中的作用，為今后火驅(qū)試驗(yàn)擴(kuò)大及同類油藏火驅(qū)試驗(yàn)項(xiàng)目開展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：錦91塊;采油管理;借鑒

1 火驅(qū)開發(fā)概況

1.1地質(zhì)概況

錦91塊邊水（水淹）油藏火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)位于錦91塊中部構(gòu)造高部位，被斷層F1、F7、F8和F5夾持，構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造，地層傾角約8～13°。試驗(yàn)?zāi)康膶訛橛跇怯蛯佑贗組，油藏埋深925.0～1050.0m，含油井段平均70.0m，油層厚度10～40m，平均32.3m，孔隙度32.8%，滲透率2000mD，50℃下脫氣原油粘度13955mPa？s，原油密度0.999g/cm3。先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)含油面積0.2km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量125.6×104t。

1.2開發(fā)歷程及現(xiàn)狀

錦91斷塊于1984年開始試采，至今已開發(fā)了33年，經(jīng)歷了常規(guī)干抽和吞吐試采、大規(guī)模蒸汽吞吐開發(fā)、加密調(diào)整和綜合治理、產(chǎn)量遞減階段及轉(zhuǎn)換開發(fā)方式試驗(yàn)五個(gè)開發(fā)階段。目前，在斷塊西部已轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)井組17個(gè)，取得較好效果，東部區(qū)域水侵較為嚴(yán)重，不適合轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)開發(fā)，2016年11月編制了《錦91塊邊水（水淹）油藏火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)開發(fā)方案》，優(yōu)選4個(gè)井組進(jìn)行火驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)。

目前共有注氣井9口，開井9口，日注空氣13.8×104Nm3，平均注氣壓力5.38MPa，累注氣8377.52×104Nm3。一線生產(chǎn)井21口，開井15口，日產(chǎn)液425t，日產(chǎn)油25t，日產(chǎn)尾氣10.1×104Nm3，綜合含水94 %，火驅(qū)階段產(chǎn)油2.14×104t，階段產(chǎn)氣4356.46×104m3，瞬時(shí)空氣油比5520m3/t，瞬時(shí)排注比0.73，階段空氣油比3915m3/t，階段排注比0.52。

2 火驅(qū)管理風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1注空氣間斷的風(fēng)險(xiǎn)

火驅(qū)過(guò)程中要保持燃燒前緣的穩(wěn)定推進(jìn)要求必須連續(xù)不間斷注空氣，火驅(qū)過(guò)程中，特別是點(diǎn)火初期，發(fā)生注氣間斷且間斷時(shí)間較長(zhǎng)，則很可能造成燃燒帶熄滅。

2.2注空氣設(shè)備爆管風(fēng)險(xiǎn)

空氣壓縮機(jī)是火驅(qū)注入系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其額定注氣壓力10-15Mpa，排量10-20Nm3/h，屬高壓注氣設(shè)施。空壓機(jī)爆管事故在其他火驅(qū)區(qū)塊偶有發(fā)生，是火驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)需重點(diǎn)防范的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)源。

2.3生產(chǎn)井高產(chǎn)氣并含有毒成分風(fēng)險(xiǎn)

注空氣帶來(lái)的層內(nèi)高溫燃燒導(dǎo)致生產(chǎn)井產(chǎn)氣量逐漸增高，氣體中含有硫化氫等有毒、有害氣體。另外由于氣竄和氧化不完全造成生產(chǎn)井中氧氣含量過(guò)高，與井下輕烴組分形成的混合性爆炸氣體在爆炸范圍內(nèi)，如有足夠點(diǎn)火能量時(shí)將導(dǎo)致爆炸。給現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)。

2.4生產(chǎn)井套管氣中帶油，無(wú)法進(jìn)集氣系統(tǒng)

試驗(yàn)進(jìn)程中，部分生產(chǎn)井出現(xiàn)尾氣帶油的現(xiàn)象，給尾氣回收與處理系統(tǒng)生產(chǎn)帶來(lái)很大困難。

2.5受氣影響生產(chǎn)井泵效降低

火驅(qū)受效后，生產(chǎn)井產(chǎn)氣量迅速增加，單井日產(chǎn)氣最高達(dá)1.5×104Nm3，生產(chǎn)井產(chǎn)氣量高，入泵氣體影響排液，造成泵效降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“氣鎖”，導(dǎo)致油井無(wú)法正常生產(chǎn)。

2.6高溫、高氣，修井作業(yè)難度增加

在火驅(qū)試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常面臨高溫、高壓、高含氣條件下的修井作業(yè)難題。

2.7現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)不足

火驅(qū)開發(fā)不同于蒸汽吞吐，也不同于蒸汽驅(qū)，現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)不足，人才匱乏。錯(cuò)過(guò)開發(fā)過(guò)程中的試驗(yàn)點(diǎn)和調(diào)控點(diǎn)會(huì)嚴(yán)重影響火驅(qū)試驗(yàn)的開發(fā)效果。

3 火驅(qū)管理防控措施

3.1備用空氣壓縮機(jī)和注氣管線聯(lián)網(wǎng)

平穩(wěn)連續(xù)注氣是確保開發(fā)效果的關(guān)鍵，為此在每個(gè)注氣平臺(tái)都安裝了備用空氣壓縮機(jī)，一旦發(fā)生故障停機(jī)，確保20分鐘內(nèi)啟動(dòng)備用壓縮機(jī)。另外9口注氣井實(shí)現(xiàn)了各單井注氣管線的聯(lián)網(wǎng)，在發(fā)生故障停機(jī)，啟動(dòng)備用壓縮機(jī)過(guò)程中也可以保證低排量注氣。

3.2注空氣設(shè)備安全管理

通過(guò)詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)原因分析，現(xiàn)場(chǎng)采取了有針對(duì)性的防控措施。除定期進(jìn)行常規(guī)設(shè)備檢查，確保設(shè)備（壓力表、安全閥等）安全有效外，針對(duì)積碳、機(jī)油質(zhì)量、注空氣溫度、靜電等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)源，加強(qiáng)以下幾方面管理，確保設(shè)備安全。一是嚴(yán)把機(jī)油質(zhì)量關(guān)，要求使用設(shè)備制造商指定的壓縮機(jī)專用機(jī)油，閃點(diǎn)大于230℃。二是嚴(yán)密監(jiān)測(cè)各級(jí)出口溫度，將預(yù)警溫度值設(shè)定為160℃，發(fā)現(xiàn)溫度超高，及時(shí)倒機(jī)并更換磨損的閥座閥片。三是繼續(xù)改造設(shè)備接地，消除靜電火花影響。四是定期清理積碳。規(guī)定冷卻器每小時(shí)排氣1次，排出冷卻水和部分機(jī)油積碳。每季度清理一次壓縮機(jī)缸體積碳。每半年用蒸汽沖洗一次冷卻器，包括外部散熱片和循環(huán)管內(nèi)壁，確保冷卻效果并減少積碳。

3.3火驅(qū)尾氣處理安全管理

針對(duì)火驅(qū)尾氣的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)采取了如下防范措施。一是生產(chǎn)井井口采用耐高溫井口，并進(jìn)行氣密封測(cè)試。二是尾氣集中輸送、統(tǒng)一處理，尾氣處理工藝采取全密閉方式，無(wú)中間放空點(diǎn)，規(guī)避了H2S等有害氣體泄露。單井尾氣計(jì)量后通過(guò)匯管進(jìn)入脫硫點(diǎn)緩沖罐，經(jīng)空冷器、分離器，進(jìn)入脫硫裝置，尾氣經(jīng)脫硫處理至H2S含量：≤10mg/m3由放空管排出，凝液經(jīng)污油回收裝置進(jìn)入單井集油管線。另外脫硫點(diǎn)內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警儀和硫化氫氣體報(bào)警儀，確保人員及設(shè)施安全。三是建立火驅(qū)尾氣取樣操作規(guī)程。在整個(gè)火驅(qū)尾氣處理流程中，尾氣取樣存在一定的尾氣泄露風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這點(diǎn)建立了火驅(qū)尾氣取樣操作規(guī)程，規(guī)定了取樣全過(guò)程操作要點(diǎn)。四是建立H2S應(yīng)急防護(hù)區(qū)域。把火驅(qū)試驗(yàn)區(qū)整體化為應(yīng)急防護(hù)區(qū)域，并部署防護(hù)要求。五是加強(qiáng)尾氣組分監(jiān)測(cè)和措施調(diào)控。三天內(nèi)所有火驅(qū)生產(chǎn)井產(chǎn)出氣組分監(jiān)測(cè)一次，重點(diǎn)井加密監(jiān)測(cè)。每周對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)集中脫硫處理裝置匯管氣體組分監(jiān)測(cè)一次，根據(jù)氣組分變化及其它生產(chǎn)數(shù)據(jù)采取既定措施確保生產(chǎn)和人身安全。

3.4研制配套工藝技術(shù)，緩解尾氣處理工藝壓力

針對(duì)尾氣帶油的油井，現(xiàn)場(chǎng)采取這部分井不進(jìn)集氣系統(tǒng)，控制產(chǎn)氣量，并經(jīng)238工藝氣液混合進(jìn)站。弊端是無(wú)法計(jì)量單井產(chǎn)氣量，憋套壓造成套管氣CO2組分高，增加了井下油套管腐蝕幾率。下步擬采取通和阻的兩項(xiàng)措施加以整改。一是收氣工藝加裝油氣分離器。二是油套環(huán)空加裝阻氣封隔器，同時(shí)加工網(wǎng)式鋼圈安裝于套管閘門前端，起到通氣阻油的作用。

3.5開展舉升工藝配套技術(shù)研究

針對(duì)這部分油井，大方向進(jìn)行層間、平面矛盾措施調(diào)整。單井采取如下措施：一是井下氣液分離。采用離心分離型氣錨。其具有固定螺旋葉片， 泵抽汲時(shí)氣液從錨筒下部吸入口進(jìn)入錨筒， 并沿螺旋導(dǎo)流片上旋流動(dòng)， 在離心力的作用下液體質(zhì)點(diǎn)被甩向錨壁并沿錨壁向上流動(dòng)， 液體通過(guò)分流器進(jìn)入抽油泵， 氣體從排氣孔進(jìn)入油套環(huán)空。二是加深泵掛，增加抽油泵排液能力。

3.6嚴(yán)格規(guī)范修井作業(yè)

搬上前準(zhǔn)備工作：落實(shí)作業(yè)油井地下狀況和地面狀況，使用配套儀器設(shè)備檢測(cè)同井場(chǎng)油井氣體含量，檢查同井場(chǎng)所有井口及生產(chǎn)工藝的完善情況，存在安全隱患及時(shí)整改，并根據(jù)實(shí)際情況制定有針對(duì)性的井控安全應(yīng)急預(yù)案。作業(yè)過(guò)程中：罐車全過(guò)程保施工，全過(guò)程監(jiān)測(cè)油井氣體含量，嚴(yán)格控制起下管柱速度，保證井口液面穩(wěn)定，同時(shí)加強(qiáng)入井流體管控，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁鐵質(zhì)大錘敲擊，以免產(chǎn)生火花引發(fā)可燃?xì)怏w爆炸。作業(yè)完井：必須嚴(yán)格檢查套管法蘭、大四通鋼圈槽、確保密封鋼圈清潔完好，作業(yè)交井必須保證井口及配件齊全完好、閘門開關(guān)靈活，井口法蘭及螺栓緊固無(wú)滲漏。

3.7強(qiáng)加人員培訓(xùn)和制度管理

通過(guò)前期的調(diào)研并借鑒其他油田火驅(qū)資料，建立了適合火驅(qū)生產(chǎn)特點(diǎn)的管理系統(tǒng)，已編制、整理火驅(qū)多項(xiàng)操作規(guī)程和生產(chǎn)管理制度，有力地指導(dǎo)了生產(chǎn)。另外，開展了火驅(qū)技術(shù)專項(xiàng)培訓(xùn)和安全演練，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張霞林，關(guān)文龍，刁長(zhǎng)軍，等.新疆油田紅淺1井區(qū)火驅(qū)開采效果評(píng)價(jià)﹝J﹞.新疆石油地質(zhì)，2015，36（4）;465-469.

作者簡(jiǎn)介：

張威（1976-），男，2015年中國(guó)石油大學(xué)（華東）畢業(yè)，工程師，長(zhǎng)期從事稠油熱采開發(fā)工作.