海上石油井口平台油井出砂管理措施探究

张学丰(中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司, 天津 300457)

海上石油井口平台油井出砂管理措施探究

张学丰(中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司, 天津 300457)

本文分析了海上石油平台开采过程中油井出砂的危害，提出相应的处理措施，以确保平台安全平稳运行，旨在提供一定的参考和借鉴。

海上石油平台；油井出砂；管理措施

渤海某油田经历了一期和二期开发阶段，针对疏松砂岩稠油油田的开采，早期油井防砂处在探索阶段，油井出砂严重，对生产带来不利，据统计，某个时期，28井次的钻修井作业中有24井次是由出砂引起的，高达85%。后来采用优质筛管压裂填充完井方式，油井出砂情况得到根本性防治。但是由于完井质量和井下设备老化等诸多因素的影响，油井出砂也偶有发生。出砂对采用电潜泵举升的油井生产和集输系统影响明显。

1 油井出砂危害探析

油井出砂可能造成平台设备的损坏，管理不善可能会造成安全事故。主要的危害包括。

(1)损坏井下电潜泵。由于电潜泵设计上允许体积含砂量小于0.05%，井液含砂会造成电潜泵机械部件的磨损；如果大量的砂子不能携带出油井，会在油管中形成砂桥，增加电潜泵的负荷，甚至于造成断轴、马达失效等故障。图1是断轴情况。

图1

图2

图3 油管不同倾角的砂粒沉降原油流速图

(2)冲蚀井口管线及其附件。流体携带砂粒到达井口管线后，由于流速和流向的改变，加速冲蚀使管线及其部件金属损失，管壁减薄，甚至于造成管线穿孔，酿成事故。图2是砂粒流经锥形节流元件时形成的冲蚀。

(3)堵塞计量设备和仪表，使其精度下降。

(4)砂颗粒在海管中沉积造成海管通流面积减小，输送能力下降，海管入口压力升高。

(5)砂粒对终端设备性能有不利影响。

2 油井出砂管理措施

(1)油井监测。操作员通过控制室操作界面，实时检测电潜泵入口压力，出口压力，电机电压、电流、温度，振动，井口压力等，并通过查阅这些参数的趋势，结合偏差报警，及时判别出油井出砂，采取相应的措施。通过大量的数据分析可得知，油井出砂时的参数变化的特点：泵入口压力迅速上升、电机温度升高、电流升高、井口压力下降、振动增大。井口取样化验显示砂粒。多数情况下过载停泵。

(2)油井运行管理。油井出砂后，如电潜泵未停泵，则携砂生产，谨慎维持生产压差，防止出沙量增大。鉴于油田现有开采的情况来分析，直径75微米以下的颗粒约占总量的80%，原油粘度平均20cp，油管(井斜小于60°)流速在0.8m/s以上，可有效将大部分砂粒带出井筒。井液不足时环空补液。出砂停泵后，检查电泵是否被损坏，综合考虑终端承载能力，宜立即起泵。

(3)井口管线检测。出砂后，立即对井口管线进行壁厚检测，防止管线穿孔事故，一旦管壁厚度减至最小允许值，应立即关停出砂井。

(4)出砂后海管管理。发现出砂后，在对出砂单井取样的同时，对海管入口也定期取样化验砂含量，用来估算出砂期间进入海管的总量。对沉淀在海管内的砂粒应采取冲洗和发球清管。首先要对海管冲洗，一般认为海管流体速度不小于1.5m/ s，实际冲洗流速为4m/s。海管末端取样化验砂体积含量不超过0.05%为宜。接下来需要试发一具中密度泡沫清管球来验证冲洗效果，如果中密度泡沫球取出后形状基本完好，携带的固体颗粒物不多，可向海管投放双碟片清管球，清除海管内的砂粒。否则需要加大流速深度冲洗海管，以免在投放双碟片清管球时因砂粒重量太大造成海管堵塞而中断生产。

3 结语

综上所述，油井出砂无论是对井下机组还是对地面集输系统设备危害很大，如果不能及时发现和正确处置，轻则造成经济损失，重则酿成安全事故，但可控范围内的携砂生产是可行的。本文介绍一些生产中油井出砂的现场经验，以供参考。

[1]梁丹，曾祥林，房茂军.适度出砂技术在海上稠油油田的应用研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2009,6(3).

[2]张成江，吉小敏.一种经济有效的水平井冲砂工艺方法[j].油气井测试,2010,4(2).