欢西油田井控配套技术研究与应用

孙明明

摘 要：欢西油田所辖油区属疏松砂岩油藏，稠油与稀油并存，开发方式多样化，给井下作业中的井控管理带来诸多挑战。通过研制一系列特殊的井控装备、运移装置、报警装置等配套工艺技术，实现井下作业过程中井底压力的控制和预警，进而保证施工井的安全可控。

关键词：欢西油田；井控；工艺技术

1 概述

欢西油田所辖油区属疏松砂岩油藏，稠油与稀油并存，开发方式多样化，目前总井数3461口，开井数为1614口，日均生产原油2400余吨，年修井能力3300余井次。锦州油区油水井地面环境多处在湿地保护区、鱼塘虾池和海沟等敏感区域，给井下作业中的井控管理带来诸多挑战。

主要表现在以下方面：一是传统的井控风险分级不具有动态性，不能保证油水井井控分级的时时准确。随着油田开发的不断深入，油水井井下状况日益复杂，并且地面环境也在不断发生变化，使得传统井控风险分级不具有科学性。二是井筒中存在特殊管柱组合时，常规井控装备无法满足现场抢险要求。目前锦州采油厂螺杆泵生产井100余口，空心杆电加热井22口，这部分施工井时受抽油杆扶正器的限制，在发生井口溢流时，迅速封闭井口难度大。三是高温蒸汽或硫化氢含量超标的施工井，无专用配套的井控装备。四是大修作业现场井控器材安装和配备不完善，不能更好地满足大修井压力控制和预警。

2 主要研究内容

2.1 研究思路

针对以上问题，项目的总体思路是：在保证所有井控基础资料准确和现场地面环境描述精细的条件下，通过研制一系列特殊的井控装备和井控配套工具等，进而保证施工井的压力可控。

2.2 插接杆防喷器的研制

2.2.1 优化设计插接杆防喷器外壳结构。在研究现有双闸板防喷器的基础上完成了插接杆防喷器的外壳结构设计。插接杆防喷依靠手动驱动，使用时，对应的两翼丝杠同时转动，受力均匀，使胶芯包紧抽油杆于防喷器的中心部位。使左右两闸板总成分别向内移动达到关井的目的。

2.2.2 優化设计插接杆防喷器半封闸板。半封闸板用于封井时挤压包裹抽油杆，由于抽油杆外径比油管小，在相同尺寸下需要插接杆的半封闸板具有更好的弹性，而且在弹性更好的情况下也要具备足够的韧性及抗磨损储量。在综合比对了多种材料、尺寸和厚度的情况下最终确定了现有方案。

2.2.3 优化设计插接杆防喷器放喷闸门。插接杆防喷器与普通防喷器一样需要在侧面设计防喷闸门进行泄压，但是防喷闸门会增加防喷器高度，造成作业时井口过高，因此设计人员对防喷器的两个法兰面的厚度在确保强度情况下进行了削减，并对放喷闸门的厚度进行缩紧，在保障实用的情况下确保井口不至于过高。

2.3 免压井井下防井喷管柱的研制

2.3.1 井下开关及捅杆结构。井下开关采用活门式重力加弹簧结构，注汽时通过捅杆打开活门，进行注汽；关闭时靠下部配重体的重力及弹力关闭。

2.3.2 井下座封及油、套密封结构。高温丢手封隔器的工作方式为液压式座封、下专用工具解封，内通径大约为100mm，耐高温，耐上下压差大约为30MPa。高温井下防喷器主要由阀体、弹簧、密封筒、阀盖、配重接头组成。该装置在大孔道封隔器的下端连接，随着封隔器一起下到预计位置，丢在井中。注汽时，注汽管柱下连一捅杆，下放打开阀板。换管柱作业时，上提管柱，阀的关闭可靠重力作用及弹簧作用来实现。金属密封器的研制要求密封时间长，且通径较大。在300～350℃时可实现自动密封，在上提管柱时实现自动解封。该装置连在大通径丢手装置下端，随装置一起丢到井中。注汽时，金属密封器在温度的作用下，通过内部液体扩张的作用迫使外套扩张，将油套环形空间密封，上提即可实现解封。

2.4 大修泥浆池液面报警装置的研制

2.4.1 浮力传感器的研制。根据液位高低不同产生的浮力不同，通过液位的变化，可以实时采集循环泥浆罐的液位高，可通过通信接口将液位数据传输至智能分站的数据采集终端；同时液位在过高和过低时，接通触点，联通报警装置。

2.4.2 无线通讯数据传输模块。通过采用直序扩频技术，对工业现场的各种电磁波的干扰实现了较强的抗干扰性，保证了液位数据传输的安全性及可靠性。无线传输距离为0～500m。该装置自身设有独立系统，无需外接电源，在施工现场方便可行。可显示出泥浆罐的存储量，也可为循环泥浆不正常液位波动提供报警。

3 现场应用情况

2012-2015年间，精细井控分级3461井次，建立了拥有17305张照片的动态井控分级数据库，累计现场应用井控配套工艺技术完成各类油水井作业698余井次，未发生一起井喷事故。

4 经济效益分析

现场应用689井次。

科技投入28万元，其他投入508.5万元。

总投入：536.5万元。

创产值：2185万元。

投入产出比=536.5：2185=1：4.07。

在新环境保护法实施的条件下，社会更加效益显著。

5 结论

（1）现场试验证明，通过一系列井控关键技术的研究与改进，有效提升了施工井作业抢险水平。

（2）所有研究成果全部用于施工现场，共形成三方面技术创新，现场应用698井次，创产值2185万元。

（3）锦州油区井控配套技术研究与应用，进一步保证了施工井的安全可控，可为其他油田井控管理提供借鉴。

参考文献

[1]孙德胜.油田井下作业清洁生产配套工艺[J].油气田环境保护，2006，2：29-31.

[2]梁敬东.大庆外围油田井下作业环保技术[J].油气田地面工程，2008，27（8）：32-34.