于海山
中國石油大慶油田有限責任公司第八采油廠 (黑龍江 大慶 163514)
中國石油大慶油田有限責任公司第八采油廠所轄油田均為“三低”油田,主要開發(fā)低豐度薄互葡萄花油層及特低滲透油層。油田生產(chǎn)具有油井深度大、產(chǎn)液量低,原油物性差、含蠟量高的特點。在原油舉升過程中,隨著溫度、壓力降低及氣體析出,油井結(jié)蠟現(xiàn)象嚴重。結(jié)蠟不僅會堵塞油層,降低油井產(chǎn)量,同時也會造成舉升能耗增加、工況變差甚至蠟卡、斷脫等問題,若不及時采取清防蠟措施,容易造成生產(chǎn)事故。
為有效降低結(jié)蠟對油田生產(chǎn)的影響,經(jīng)過20余年的探索應(yīng)用,形成了“加藥為主、超導(dǎo)熱洗為輔”的清防蠟方式。正常情況下,含水率>50%井月度加防蠟劑3次、含水率≤50%井月度加清蠟劑2次,結(jié)蠟嚴重井進行超導(dǎo)熱洗,保障了機采井平穩(wěn)生產(chǎn)。但是,2013年9月清蠟劑因安全問題停止使用,所有油井均使用防蠟劑,出現(xiàn)了月度加藥工作量大、降黏費用高,中低含水井加防蠟劑受效情況差等問題。原有清防蠟管理方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)場管理形勢的需要,不僅加藥制度無法順利執(zhí)行,清防蠟效果也無法保證,給油田生產(chǎn)帶來了隱患。因此,在保證降黏效果的同時降低加藥工作量,尋找科學(xué)、經(jīng)濟、有效的降黏方式十分必要。參考精益質(zhì)量管理模式,將精益質(zhì)量管理理念應(yīng)用到清防蠟管理中,形成了低滲透油田清防蠟精益質(zhì)量管理模式,取得了很好的實踐效果,保證了油田清防蠟質(zhì)量。
精益質(zhì)量管理理念由員工職業(yè)化、生產(chǎn)系統(tǒng)化、工序標準化、度量精細化、改進持續(xù)化5大子系統(tǒng)組成[1]。將精益質(zhì)量管理5個子系統(tǒng)與低滲透油田清防蠟工作緊密結(jié)合在一起,從人、設(shè)備、監(jiān)管、控制、改進等方面著手,建立低滲透油田清防蠟精益質(zhì)量管理模式,實現(xiàn)了清防蠟管理的PDCA循環(huán)。其基本內(nèi)容是:
1)以人員整合、專職培養(yǎng)為根本的員工職業(yè)化,清防蠟工作專職操作,保證操作人員素質(zhì)。
2)以系統(tǒng)優(yōu)化、專項運行為核心的生產(chǎn)系統(tǒng)化,優(yōu)化配置與施工參數(shù),保障生產(chǎn)系統(tǒng)運行。
3)以完善制度、監(jiān)管到位為保證的工序標準化,建立預(yù)警與考核機制,保證過程標準執(zhí)行。
4)以配比量化、功圖控制為關(guān)鍵的度量精細化,精細藥劑使用及控制,保障加藥措施效果。
5)以創(chuàng)新技術(shù)、推進管理為靈魂的改進持續(xù)化,創(chuàng)新清防蠟技術(shù)管理,保證管理與時俱進。
針對清防蠟工作中出現(xiàn)的問題,創(chuàng)新管理方法,最終形成低滲透油田清防蠟精益質(zhì)量管理模式,確定了以加藥(正常井加清蠟劑或防蠟劑)和超導(dǎo)熱洗(結(jié)蠟嚴重井超導(dǎo)熱洗)為主體,以水泥車、高溫熱洗(用于處理結(jié)蠟、桿卡問題井)、電磁防蠟、強磁工具、固體防蠟(用于延長邊遠、路況差井清防蠟周期)為輔助的清防蠟方式,清防蠟質(zhì)量得到保證。
1)加藥人員整合,成立加藥熱洗班組。以往的清防蠟工作以“采油隊”為單位,存在加藥工身兼多職、分工不明確;各小隊加藥工作量不均衡,完成工作量有易有難;加藥工單獨完成加藥工作,無現(xiàn)場監(jiān)管,無法保證加藥質(zhì)量;加藥設(shè)備損壞后,逐級申報維修,維修周期較長等問題。針對出現(xiàn)的問題,為加強清防蠟管理,以“分區(qū)管理、集中實施、以點控面”為原則,實施加藥班組整合。整合后,加藥工由原來的66人,減至60人,分為13個加藥班組,以采油礦為單位,統(tǒng)一進行加藥專業(yè)化管理。
2)加藥專職培養(yǎng),定期組織技術(shù)培訓(xùn)。由工程技術(shù)大隊負責組織加藥工技術(shù)培訓(xùn),每個季度1次,從結(jié)蠟原理、危害,化學(xué)清防蠟原理、標準,現(xiàn)場操作、安全、環(huán)保等方面拓寬加藥工的知識面,并增強加藥工的安全環(huán)保意識。對現(xiàn)場存在的問題進行現(xiàn)場討論,集思廣益,共同提升處理現(xiàn)場問題的能力。通過培訓(xùn),加藥工職業(yè)素質(zhì)得到增強的同時,加藥質(zhì)量也得到了保證。
1)優(yōu)化加藥設(shè)備,加藥班組專項使用。加藥設(shè)備由“大膠輪”向“水罐車”轉(zhuǎn)變,減少大膠輪45套,增加水罐車33臺,加藥井次由月度的4 823井次提升到7 250井次,工作效率提升50.3%(表1)。
2)實施區(qū)域加藥,合理匹配加藥班組。依據(jù)采油隊分布位置、井數(shù)及距離熱水站的遠近等情況,將原來的37個采油隊劃分為13個區(qū)域,按區(qū)域分配加藥班組,實施集中加藥,人員、設(shè)備得到優(yōu)化,工作量得到均衡,工作效率得到提高,實現(xiàn)了減員增效的目的。
3)開展試驗摸索,確定合理清蠟方式。為降低加藥工作量和勞動強度,對水泥車、高溫熱洗車、超導(dǎo)熱洗車3種洗井方式開展試驗。試驗得出各種洗井方式的合理參數(shù),考慮試驗摸索到的洗井周期與產(chǎn)量影響因素,利用超導(dǎo)車清蠟效果優(yōu)于水泥車和高溫車(表2)。因此,確定清防蠟工作主體為加藥和超導(dǎo)熱洗(結(jié)蠟嚴重井超導(dǎo)熱洗),輔助高溫熱洗(用于處理結(jié)蠟、桿卡問題井)的方式。
4)保障運行時率,設(shè)備統(tǒng)一維修保養(yǎng)。以采油礦為單位,負責清防蠟設(shè)備統(tǒng)一維修保養(yǎng),設(shè)備出現(xiàn)問題后及時報修,及時得到修理,提高了設(shè)備的運行時率,保證了加藥制度的執(zhí)行。
5)精細加藥周期,特殊區(qū)塊個性制度。負責各區(qū)域的班組按設(shè)備和井數(shù),合理制定清防蠟制度并報上級單位審查備案,嚴格按照清防蠟周期加藥、熱洗。常規(guī)井與特殊區(qū)塊井區(qū)分制定,保證加藥降黏的針對性措施。①常規(guī)井采取“四定”保證加藥周期措施合理,即“定周期、定藥量、定水量、定加密加藥”。經(jīng)過加藥摸索和現(xiàn)場驗證,防蠟劑有效期一般在10天左右,月度需加藥3次左右;藥量以產(chǎn)液量不同而不同,單次藥量=日產(chǎn)液×周期×(0.2~0.3)‰;水量以藥量為基準,藥液濃度控制在5‰~8‰之間;加密加藥以“載荷、電流”為基準,當載荷比變大、電流變化異常時,需月度對該井加密加藥一次。②特殊區(qū)塊即開發(fā)扶余油層區(qū)塊,因受井深、產(chǎn)量低影響,藥在未充分發(fā)揮作用前就被抽進泵筒內(nèi),加藥效果不明顯;同時因其含蠟高、載荷上升速度快,所需藥劑量明顯高于常規(guī)井。針對這一特點,利用功圖法摸索扶余油層加藥周期及藥量,得出加藥周期5天,單井單次加藥量在30~50kg。
6)建立預(yù)警機制,規(guī)范雨季制度運行。在雨雪天氣,針對因路況差導(dǎo)致進井難、連續(xù)降雨降雪導(dǎo)致不能加藥的實際情況,以“靈活化”為原則,打破常規(guī)按加藥周期進行加藥的方式,制定《雨雪天氣加藥臨時規(guī)定》,做到早部署、早計劃,降低雨雪天氣對抽油機井工況的影響。由采油礦調(diào)度室建立加藥預(yù)警機制,在大雨來臨之前,提前通知加藥班組進行加藥,防止了連續(xù)降雨天氣導(dǎo)致不能加藥情況的發(fā)生。在藥量和水配比方面,在雨雪天氣進井難的低洼地區(qū),藥量調(diào)整為平時的1.5~2倍;在周期和執(zhí)行方面,加藥要突出重點,在雨雪前對抽油機井載荷大、變化大、結(jié)蠟嚴重的井先加藥,保這部分井的加藥。對日常載荷變化較小,可適當延長其加藥周期為平時的1.5倍,但其井數(shù)不得超過采油礦應(yīng)加藥井數(shù)的1/3。同時,測試班組加密錄取資料,關(guān)注抽油機井載荷和電流變化情況,對載荷、電流變化大井,在降雨后3天內(nèi)及時采取加密加藥、超導(dǎo)熱洗等補救措施。
1)完善組織制度,規(guī)范流程有據(jù)可依。明確各部門責任,共同保證藥劑質(zhì)量和加藥效果,切實做好清防蠟工作(圖1)。由采油礦細化集中加藥管理流程,規(guī)范加藥管理工序(圖2)。修改《第八采油廠油井化學(xué)加藥降黏管理辦法》,規(guī)范加藥流程及操作,下發(fā)采油礦和各加藥班組,嚴格按標準執(zhí)行。設(shè)立《加藥記錄》,詳細記錄完成加藥時間、加藥量、加水量,未按周期完成加藥原因,加藥量不合理等情況,當日上報采油礦備案。
圖1 第八采油廠清防蠟責任分工圖
圖2 采油礦清防蠟管理流程圖
2)做好監(jiān)管措施,保證加藥標準執(zhí)行。完善《采油工程現(xiàn)場監(jiān)督技術(shù)手冊》,建立“廠、礦、隊”3級監(jiān)督,嚴格把關(guān)“加水量、加藥量、加藥時間”,對不加藥和不按周期加藥的加藥班組進行重考核[2-5]。隊監(jiān)督為監(jiān)督的“主體”,現(xiàn)場實施監(jiān)督,是否按照加藥制度執(zhí)行,加藥量和加水量是否合理等情況;廠、礦監(jiān)督為監(jiān)督的“輔體”,根據(jù)加藥周期到加藥現(xiàn)場實施抽查,月度抽查率在40%以上,保證了加藥實施過程中的加藥質(zhì)量。
1)精細藥劑配比,量化加藥質(zhì)量要求。防蠟劑需與水進行配比,藥液濃度控制在5‰~8‰之間,所以必須對不同產(chǎn)液量的井進行精細藥量配比。經(jīng)過試驗探索出“3低”油田化學(xué)清防蠟藥劑合理配比(表3),藥劑配比實現(xiàn)了單井個性化、量化。
表3 化學(xué)藥劑配比量化表
另外,針對不同含水情況,含水率<80%井月度加藥3次,含水率≥80%井視載荷、電流變化情況進行加藥,載荷比大于2.0、電流變化大的井按含水率<80%井加藥。
2)功圖控制措施,嚴格保證清蠟效果。加藥后,加藥工對油井電流進行測試,若電流無變化,加大藥劑量,使電流恢復(fù)正常值。加大藥量后,電流居高不下,及時上報技術(shù)隊對該井功圖進行測試,對比之前測試功圖數(shù)據(jù),若載荷沒有下降,技術(shù)隊進行超導(dǎo)熱洗或上報生產(chǎn)辦進行水泥車熱洗,保證油井不會出現(xiàn)結(jié)蠟導(dǎo)致的桿卡、斷脫現(xiàn)象。
1)加藥設(shè)備改進,實現(xiàn)中遠距離加藥。為克服特殊天氣、特殊路況井加藥難的問題,改進應(yīng)用了10套可裝卸加藥動力裝置,實現(xiàn)了距離井口100m處加藥。通過自吸泵泵送藥劑,解決了小井眼井、套堵井不吸藥問題。
2)研制新型藥劑,降低加藥工作強度。GJ1010型常規(guī)油基清蠟劑存在閃點低、揮發(fā)速率快、有害物質(zhì)含量高等問題,已經(jīng)取消。取消該清蠟劑后,加防蠟劑、熱洗工作量加大,并且防蠟劑清蠟效果不明顯,在低含水井中表現(xiàn)出的矛盾尤為突出。研制“高閃點清蠟劑”,不但可以解決低含水井受效差矛盾,而且因其加藥方便,大幅度減少了人力、物力投入。新型清蠟劑具有閃點高、揮發(fā)速率慢、有毒物質(zhì)含量低等特點。目前在采油四礦試驗15口井、加密錄取資料跟蹤5口井,閃點提高到了50℃以上,清蠟效果明顯。若推廣使用后,原含水率50%以下井月度加藥3次改為月度加藥2次,含水率≤50%井原工作量由3 595井次下降到2 396井次,下降1 199井次(表 4)。
3)拓寬清蠟方式,輔助應(yīng)用新型技術(shù)。開展物理降黏措施試驗,摸索其適應(yīng)性。試驗應(yīng)用電磁及強磁工具,避免人為因素、外部因素對清蠟降黏工作的影響,同時降低工人的勞動強度,節(jié)省燃料費、工人費,油井清防蠟周期也明顯延長。其中,井下電磁防蠟可延長50天,地面電磁防蠟與多功能油管防蠟基本持平,可延長20天。但是,電磁及強磁防蠟工具對高含水井的磁防蠟效果一般,需要與其它降黏工藝配合使用,才能達到預(yù)期的清防蠟效果。
4)改進固體防蠟,研制長效使用方法。應(yīng)用固體防蠟器可以加強井排路不完善井、低洼井、邊遠井、耕地中井的清防蠟管理,施工簡單,可避免人為因素、外部因素的影響。但是,目前在用固體防蠟器有效期短,更換時需作業(yè),增加了清防蠟成本。針對此種現(xiàn)象,正在組織研制長效固體防蠟器,研究主要從專用藥劑優(yōu)選、緩釋材料、多級工具加工等方面展開,目標使固體防蠟器有效期延長至2年,2年內(nèi)不采取其他降黏措施,徹底解決清防蠟問題。
5)推進管理進步,改進問題管理方法。工程技術(shù)大隊多次深入各采油小隊、加藥班組,征求現(xiàn)場管理人員、加藥工意見,結(jié)合油田管理部、質(zhì)量安全環(huán)保部、器材站等部門意見,對不合理的管理流程加以改進,對不合理的制度予以改善,使之更加完善、高效。針對特殊區(qū)塊、雨雪天氣加藥制度進行試驗摸索,并征求加藥工、采油隊、采油礦多方管理意見,使之更加科學(xué)、合理。
表4 新型藥劑優(yōu)化月工作量情況表
實施清防蠟精益質(zhì)量管理后,清防蠟管理得到全面提升,制度、標準清晰,考核、評比嚴格,清防蠟人員的質(zhì)量意識得到提高,專業(yè)技術(shù)更加純熟,在減少6人的情況下,工作效率提升了50.3%,管理更加系統(tǒng)、高效;清防蠟方式由傳統(tǒng)的“加藥為主,超導(dǎo)熱洗為輔”轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹铀幒统瑢?dǎo)熱洗為主,水泥車熱洗、高溫熱洗、電磁防蠟、強磁工具、固體防蠟為輔”,方式更加完善、合理;清防蠟技術(shù)由清蠟劑、防蠟劑、超導(dǎo)熱洗等3項發(fā)展為清蠟劑、防蠟劑、高溫高壓熱洗、超導(dǎo)熱洗、水泥車熱洗、電磁防蠟、強磁防蠟、固體防蠟等8項,技術(shù)更加科學(xué)、適用。
根據(jù)抽油機井桿斷(脫)分析圖對抽油機井加藥效果進行及時、系統(tǒng)的統(tǒng)計分析和研究論證,切實保證清防蠟效果。實施清防蠟精益質(zhì)量管理后,油井運行工況良好,桿斷脫分析圖中合理區(qū)比例由93.9%提高到95.6%,結(jié)蠟區(qū)比例由3.0%下降到2.4%,危險區(qū)內(nèi)井由0.2%下降到0(表5),清防蠟效果更加明顯、持續(xù)。
表5 桿斷脫分析圖各區(qū)比例變化情況
常規(guī)作業(yè)檢泵率從2001年開始下降,到2009年運行平穩(wěn),2013年檢泵率實現(xiàn)14.5%,為油田公司最低。實施清防蠟精益質(zhì)量管理后,油井運行工況得到保障,因結(jié)蠟造成的桿卡、斷脫井數(shù)減少。2014年檢泵率更是降至14.0%,檢泵周期延長到1 080天,同為歷史最好水平。與2013年相比,因結(jié)蠟問題少影響檢泵32口井,節(jié)省作業(yè)維護成本76.8萬元。
清防蠟精益質(zhì)量管理不僅提升了清防蠟管理水平,實現(xiàn)了減員增效,而且建立了清防蠟質(zhì)量控制體系。清防蠟精益質(zhì)量管理使清防蠟管理工作實現(xiàn)了良性的PDCA循環(huán),清防蠟管理更加系統(tǒng)、高效,清防蠟方式更加完善、合理,清防蠟技術(shù)更加科學(xué)、適用,清防蠟效果更加明顯、持續(xù)。
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