稠油蒸汽吞吐开采过程中的风险管控

陈峰博1. 赵鑫2. 刘春艳1. 毛卫荣2. 王宏2.

1.承德石油高等专科学校石油工程系； 2.中国石化胜利油田孤岛采油厂

稠油蒸汽吞吐开采过程中的风险管控

陈峰博1. 赵鑫2. 刘春艳1. 毛卫荣2. 王宏2.

1.承德石油高等专科学校石油工程系； 2.中国石化胜利油田孤岛采油厂

蒸汽吞吐是胜利油田孤岛采油厂常用的热采方式，其投资少、工艺简单、效果好；但是在开发中有很多风险比如刺漏、汽窜、硫化氢中毒等。很多同行或者专家针对某项风险作出相应处理方案，效果很好。而本文则从开始注汽到后期调整的一系列过程中对多项主要风险进行管控，从而减少热采风险，相应提高热采效益。

蒸汽吞吐 汽窜 风险

一、蒸汽吞吐开采过程中风险识别

蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激产等。所谓蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法，其开采过程中风险如下：

（一）注汽和收气系统风险

再向井内注入高温高压蒸汽中，由于阀门和法兰连接处存在薄弱点，可能会出现高温蒸汽刺漏风险，对操作人员和环境造成伤害。

而在收气操作时，受汽窜影响造成管内压力升高，同样可能出现，高温喷出液伴随天然气带来重大安全隐患。

（二）硫化氢风险

井内硫化氢的产生原因有二：一是储层岩石矿物、地下水中硫酸盐与石油发生还原反应从而使井筒自带硫化氢气体；二是注入蒸汽的热作用使石油中的含硫化合物发生水解反应从而生产硫化氢气体[1]。硫化氢气体不但对井内管柱产生伤害，也会对环境和人员产生伤害。

（三）汽窜风险

持续的高温、高压蒸汽注入，井口温度、压力升高，一旦发生汽窜将导致严重的安全环保事故；邻井产水量将会出现剧烈增加，甚至含水量接近100%，重者井下工具刺坏以及井口工艺流程发生损坏，井间干扰严重，影响生产和井的寿命。

二、风险管控

（一）注汽和收气风险管控

施工过程中一定严格按照施工方案设计，下井管柱做好密封和隔热措施，比如隔热衬管、高温密封圈等；做好试压工作，用额定工作压力的90%试压，稳压5min不刺漏无异常为宜；作业时严禁猛烈敲击隔热管柱；管线设立高温、高压警示标示，并远离阀门及法兰连接处。

（二）硫化氢中毒风险管控

硫化氢化对金属管柱产生氢脆腐蚀生成硫化亚铁，从而造成管材腐蚀而降低使用寿命；另外毒性大，因此消除硫化氢安全风险关键。

1.硫化氢预警及应急

做好预警工作，一旦出现硫化氢泄露，做到能够及时发现；

做好应急措施，硫化氢气体泄漏后，按照应急预案操作，尽可能减少有毒气体对人员设备和井的伤害。

2.硫化氢消除剂

在注蒸汽中加入碱比如氢氧化钠既可以消除硫化氢，同时又可以改变孔隙中原油的表面张力，提高采收率。

3.硫化氢缓蚀剂

可以加入有机胺类作为缓蚀剂，减缓硫化氢对金属管柱的腐蚀。

4.洗井

通过洗井可以有效降低硫化氢的浓度，将其浓度降低到安全阀限制以下。

总言而之，针对硫化氢的风险除了配套工艺和设备外，最重要的是对施工人员进行HSE相关培训，熟练掌握应急措施，使硫化氢中毒风险降到最低[2]。

（三）汽窜风险管控

1.汽窜预警

一是建立油井汽窜档案;二是以注汽井为中心,周围开采的同层系邻井按照井距大小确定防窜等级[3]。

2.调剖堵水

利用暂堵剂比如凝胶体系暂时封堵高渗透层，使热蒸汽进入中低渗透层，可降低汽窜风险，提高吞吐效率。

3.注氮气

边水、底水侵入可能引发汽窜，因此可以实施注氮气形成泡沫，利用氮气泡沫封堵高渗透层，达到调剖堵水抑制边底水水侵，降低汽窜风险。

4.注二氧化碳

部分薄层井位，注入压力较高可能引发汽窜，因此采用注CO2等降低注汽压力措施，可以降低汽窜风险。

5.分层注蒸汽

可利用封隔器封堵汽窜层位，采用分层注汽的方法对汽窜层位和非汽窜层位进行蒸汽吞吐或者选择性注蒸汽，可以提高热采效率降低汽窜风险。

6.合理井网、井距

以孤岛采油厂Ng6层系为例，其采用212X300米五点法井网为主，局部采用150X212米反九点。叠合发育区部署直斜井吞吐开发，单层发育区部署水平井开发，为减少水侵，新钻井距油水边界200m以上，并且避开原注水井。合理的井网、井距可以有效降低井间干扰，从而减少汽窜风险。

三、结语

1.蒸汽吞吐是一种常见的热采方式，效果很好，但是也有风险；

2.文中提高的刺漏、硫化氢以及汽窜等风险是蒸汽吞吐开采过程中的主要风险，但是只要措施得当，这些风险都可以减少甚至杜绝发生；

3.风险存在于整个开发过程中，除了按照规章操作外，施工人员的HSE安全教育必不可少，防患于未然总好过亡羊补牢。

[1]周勇,李红武,朱金平.关于油田井下作业过程中硫化氢防控措施的探讨.中国化工贸易,2012-09-19.

[2]张金秋.油田酸化作业中硫化氢产生机理及预防措施探讨.内江科技,2015.04.25.

[3]岳玉全.蒸汽吞吐采油井控安全实践.油气田地面工程,2014.07