陆上油田作业区二氧化碳采油工艺安全经验分享课件.ppt
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1、习惯性违章原因初探及对策研究习惯性违章原因初探及对策研究独山子石化公司原油处独山子石化公司原油处二零一零年三月二零一零年三月 陆上油田作业区陆上油田作业区二氧化碳采油工艺经验分享二氧化碳采油工艺经验分享工程技术科工程技术科 二一三年一月十日二一三年一月十日 汇报内容汇报内容一、二氧化碳采油过程中发生的三次事件一、二氧化碳采油过程中发生的三次事件二、二氧化碳采油工艺存在问题和风险二、二氧化碳采油工艺存在问题和风险三、二氧化碳采油工艺安全措施及下步打算三、二氧化碳采油工艺安全措施及下步打算一、二氧化碳采油过程中发生的三次事件一、二氧化碳采油过程中发生的三次事件 20122012年年1111月份以来
2、,陆上作业区先后出现了月份以来,陆上作业区先后出现了G104-G104-5P75P7套管闸门铜套断裂;套管闸门铜套断裂;LB2-21-3LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7LB2-7三口三口二氧化碳驱受二氧化碳驱受效井压力效井压力突增突增;N15-18N15-18井生产闸门冻裂险井生产闸门冻裂险情。由于应急抢险及时,险情均得到控制。情。由于应急抢险及时,险情均得到控制。现现将二氧化碳采油工艺三将二氧化碳采油工艺三次事件发生次事件发生经过、应经过、应急急情况、情况、问题分析进行总结、分享:问题分析进行总结、分享:(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二
3、氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件1、事件经过、事件经过 G104-5P7G104-5P7井为高浅北区井为高浅北区Ng6Ng6小层的一口油井。该井小层的一口油井。该井20122012年年9 9月月3030日进日进行二氧化碳吞吐施工,行二氧化碳吞吐施工,1010月月4 4日二氧化碳吞吐日二氧化碳吞吐305305方、挤水方、挤水4545方后,关井方后,关井闷井闷井3333天。天。1111月月7 7日上午巡井落实井口油压日上午巡井落实井口油压 0.8 0.8 MPaMPa,套压,套压 6 6 MPaMPa。20122012年年1111月月7 7日日11:00 11:00 时,采油三区接工
4、艺所注水室时,采油三区接工艺所注水室G104-5P7G104-5P7井放压通井放压通知后,安排知后,安排G17G17转中心站检查井口流程。上午转中心站检查井口流程。上午11:2011:20左右,左右,G17G17转中心站转中心站技术员张星到井口检查流程,发现流程油套连通阀门下法兰垫子处有冰,技术员张星到井口检查流程,发现流程油套连通阀门下法兰垫子处有冰,并有气体刺漏声音,怀疑套管阀门不严内漏,用手搭在套管闸门外流程并有气体刺漏声音,怀疑套管阀门不严内漏,用手搭在套管闸门外流程管线上,感觉有气体流动,于是管线上,感觉有气体流动,于是用管钳紧固套管阀门用管钳紧固套管阀门,刚一用力,铜套,刚一用力,
5、铜套连同丝杠、手轮一同弹出,井内高压气体从油套连通下端垫子处刺出。连同丝杠、手轮一同弹出,井内高压气体从油套连通下端垫子处刺出。1 1、事件经过、事件经过 张张星立即到站上汇报正在参加中心站班前讲话的副经理文斌,文斌立星立即到站上汇报正在参加中心站班前讲话的副经理文斌,文斌立即组织中心站员工吴津芳、王林、朱振阳用铁丝对阀门手轮与本体进行加即组织中心站员工吴津芳、王林、朱振阳用铁丝对阀门手轮与本体进行加固,防止弹出;并立即汇固,防止弹出;并立即汇报生产指挥中心、监督站,报生产指挥中心、监督站,并且启动采油三区应并且启动采油三区应急预案,组织下游人员撤离,关闭井站明火,封路,并组织员工穿戴正压急预
6、案,组织下游人员撤离,关闭井站明火,封路,并组织员工穿戴正压式呼吸器进入现场进行气体检测,未发现式呼吸器进入现场进行气体检测,未发现H H2 2S S、天然气。、天然气。1111点点3030分,当套分,当套压降至压降至4MPa4MPa时,刺漏处见水。时,刺漏处见水。监监督站接到通知后,立即组织应急队伍进行抢险。督站接到通知后,立即组织应急队伍进行抢险。12 12 点点 10 10 分,抢险队分,抢险队伍到达现场;伍到达现场;13 13 点点 2020分,从该井套管另一侧套压表阀门连接好地面管线,分,从该井套管另一侧套压表阀门连接好地面管线,进行放(压)喷进罐;进行放(压)喷进罐;1414点点
7、10 10 分,井口液量分,井口液量及压力降至及压力降至零,观察半小时零,观察半小时井口油套无异常,抢险队伍开始更换套管阀门;井口油套无异常,抢险队伍开始更换套管阀门;1515点点0505分,阀门更换完毕,分,阀门更换完毕,抢险抢险结束。结束。(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件2 2、事件事件原因分析原因分析(1 1)直接)直接原因原因 该该井闸门井闸门铜套有内伤铜套有内伤(见图(见图1 1),无法发现,紧闸),无法发现,紧闸门过程中,造成铜套断脱,门过程中,造成铜套断脱,闸门失控,是造成此次事件闸门失控,是造成
8、此次事件的主要原因的主要原因。图图1 1 断裂的闸门断裂的闸门铜套铜套(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件 经经过过调查、查阅资料分调查、查阅资料分析,析,此闸门铜套断裂处暗红色此闸门铜套断裂处暗红色位位与铸与铸件冷裂件冷裂裂纹极度吻合裂纹极度吻合(见图见图2 2注释),是由于铸件注释),是由于铸件表面缺失、表面缺失、尺寸与形状偏差尺寸与形状偏差以及温度等原因引起应力集以及温度等原因引起应力集中所致。中所致。【锻造工程锻造工程-铸件裂铸件裂纹形成的原因分析,文章编纹形成的原因分析,文章编号:号:1673-33201
9、673-3320(20102010)04-04-0012-040012-04)】图图2 2 铸件的铸件的冷裂裂纹冷裂裂纹(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件(2 2)间接)间接原因原因 采采油井区检查发现套管闸门外流程结冰现象,怀疑闸门内漏,在油井区检查发现套管闸门外流程结冰现象,怀疑闸门内漏,在未考虑井筒内压力、二氧化碳低温的影响,未进行分压、泄压的情况下未考虑井筒内压力、二氧化碳低温的影响,未进行分压、泄压的情况下采用管钳紧固套管阀门不符合采用管钳紧固套管阀门不符合闸门的检查与安装规范闸门的检查与安装规范SY/
10、T 4102-95SY/T 4102-95中中“4.1.6 4.1.6 闸门试验时,闸门试验时,应由一人正常的体力进行关闭应由一人正常的体力进行关闭”。属于操作。属于操作不当致使铜套断裂。不当致使铜套断裂。该该井二氧化碳吞吐施工时井口最低温度为井二氧化碳吞吐施工时井口最低温度为-18-18左右,注气完后又左右,注气完后又挤注活性水挤注活性水4545方,温度约为方,温度约为4040左右,即温差为左右,即温差为6060左右,急剧的温差左右,急剧的温差变化对变化对自身气密封性就差的铸件自身气密封性就差的铸件影响较大,可能造成密封部位被气体侵影响较大,可能造成密封部位被气体侵入后密封不严。入后密封不严
11、。(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件(3 3)管理)管理原因原因 该该井井250250采油树,是采油树,是20042004年投年投产时安装的采油树,当时存在多厂家产时安装的采油树,当时存在多厂家供货,均为低价中标进入冀东市场,供货,均为低价中标进入冀东市场,未有明确的采油树工程技术指标及未有明确的采油树工程技术指标及参数要求(耐温、耐腐蚀等)参数要求(耐温、耐腐蚀等)。由于由于冀东油田目前在用采油树比较杂乱,现在井下公司井控车间,冀东油田目前在用采油树比较杂乱,现在井下公司井控车间,查询不到生产厂家和任何发放使用
12、记录;且目前采油树没有报废使用年查询不到生产厂家和任何发放使用记录;且目前采油树没有报废使用年限,也没有对采油树的内损、腐蚀等相关的鉴定手段,造成采油树使用限,也没有对采油树的内损、腐蚀等相关的鉴定手段,造成采油树使用多年受地层出砂冲蚀、流体腐蚀等因素影响而多年受地层出砂冲蚀、流体腐蚀等因素影响而“带病带病”生生产产。采油树日常保养不到位,未有保养记录。采油树日常保养不到位,未有保养记录。(一)(一)G104-5P7G104-5P7井二氧化碳吞吐后套管闸井二氧化碳吞吐后套管闸门铜套门铜套断裂事件断裂事件(二)(二)二氧化碳驱二氧化碳驱受效油井压力突受效油井压力突增事增事件(件(LB2-21-3
13、LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7LB2-7)陆上油田作业区2011年底完成二氧化碳重力驱注入准备工作(11口受效油井均换成承压25Mpa耐二氧化碳低温、腐蚀防喷盒),两口注入井LB1-28、LB1-16分别于2011年11月22日,2012年1月8日开始注入液态二氧化碳,截至目前两口井已累计注入二氧化碳14740吨。二氧化碳注入后,LB2-9、LB2-7等井先后受效,监测出二氧化碳且浓度进一步升高时关井观察。1 1、事件经过、事件经过 20122012年年1111月月2727日上午日上午9 9:4545,陆上油田作业区采油二区巡井发现位于,陆上油田作业区采油二区巡井发现位于L
14、19-18L19-18平台的平台的LB2-21-3LB2-21-3井压力突增至井压力突增至22Mpa22Mpa,汇报工程技术科及主管领导后,工程技术科,汇报工程技术科及主管领导后,工程技术科组织队伍应急上罐准备组织队伍应急上罐准备放压放压(控压控压)。准备工作就绪后准备工作就绪后4mm4mm油嘴控制放压,出口为二油嘴控制放压,出口为二氧化碳,氧化碳,5 5分钟后停止出气,出口持续返液,压力下降缓慢。分钟后停止出气,出口持续返液,压力下降缓慢。LB2-21-3 LB2-21-3井放压准备期间,安排蚕三平台二氧化碳注井放压准备期间,安排蚕三平台二氧化碳注入井(入井(LB1-16LB1-16、LB1
15、-28LB1-28)停停注,现场落实压力注,现场落实压力LB1-16LB1-16关井压力为关井压力为12.5Mpa12.5Mpa,LB1-28LB1-28关井压力为关井压力为3Mpa3Mpa。同时检。同时检查同平台受效油井,查同平台受效油井,查两口井压力异常:查两口井压力异常:LB2-7LB2-7井油压井油压18.5Mpa18.5Mpa,套压,套压18.5Mpa18.5Mpa;LB2-5LB2-5井油压井油压10Mpa10Mpa,套压,套压14Mpa14Mpa,立即组织应急队伍,立即组织应急队伍对这两对这两口口井也开始放压。井也开始放压。(二)(二)二氧化碳驱二氧化碳驱受效油井压力突受效油井压
16、力突增事增事件(件(LB2-21-3LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7LB2-7)1 1、事件经过、事件经过 1111月月2929日日LB2-21-3LB2-21-3现场现场落实该井油压落实该井油压0.4Mpa0.4Mpa,套压,套压11Mpa11Mpa,液量,液量32.732.7吨,油吨,油0.10.1吨,吨,含水含水99.799.7;关井检查油嘴,;关井检查油嘴,发现油嘴及正对的丝堵被携砂发现油嘴及正对的丝堵被携砂液刺损,丝堵刺损孔眼最大内液刺损,丝堵刺损孔眼最大内径径36.8mm36.8mm,险些击穿;油嘴内,险些击穿;油嘴内径最大刺损至径最大刺损至12mm12mm,刺损
17、较为,刺损较为严重(见严重(见图图3 3),),检查坏损部检查坏损部位细砂清晰位细砂清晰可见。可见。(二)(二)二氧化碳驱二氧化碳驱受效油井压力突受效油井压力突增事增事件(件(LB2-21-3LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7LB2-7)图图3 LB2-21-33 LB2-21-3井丝堵、井丝堵、4mm4mm油嘴被刺油嘴被刺损图损图 2 2、此次事件经验教训、此次事件经验教训 根据根据上述情况,可以看出,二氧化上述情况,可以看出,二氧化碳驱碳驱带来的安全隐患等负面影响极大,带来的安全隐患等负面影响极大,管理及应急难度也极大管理及应急难度也极大,突出,突出表现出以下几点:表现出以
18、下几点:(1 1)应急反应)应急反应时间短。时间短。二二氧化碳受效油井基本上都是受效后压力突增,目前柳北二氧化碳受效油氧化碳受效油井基本上都是受效后压力突增,目前柳北二氧化碳受效油井基本上都是井基本上都是250250型铸件采油树,若井口自身再存在些许质量问题,可能造成应型铸件采油树,若井口自身再存在些许质量问题,可能造成应急队伍在未赶赴现场时就已失控。急队伍在未赶赴现场时就已失控。(2 2)应急)应急处理难度大。处理难度大。主主要因为二氧化碳受效后油井停井观察要因为二氧化碳受效后油井停井观察,油管,油管内的油受二氧化碳低温影响内的油受二氧化碳低温影响基本上都冷凝结蜡,压力异常后,无法进行洗压井
19、作业,有效控压办法只有装基本上都冷凝结蜡,压力异常后,无法进行洗压井作业,有效控压办法只有装油嘴放压控制。考虑安全,放压过程中需要频繁检查油嘴,对于受二氧化碳影油嘴放压控制。考虑安全,放压过程中需要频繁检查油嘴,对于受二氧化碳影响的高压油井,频繁操作井口极易出现响的高压油井,频繁操作井口极易出现G104-5P7G104-5P7井闸门坏损失控井闸门坏损失控险情。险情。(二)(二)二氧化碳驱二氧化碳驱受效油井压力突受效油井压力突增事增事件(件(LB2-21-3LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7LB2-7)2 2、此次事件经验教训、此次事件经验教训 (3 3)应急)应急管理及后期治理
20、工作量较大。管理及后期治理工作量较大。为为确保安全,对可能受效的油井及以后新增的确保安全,对可能受效的油井及以后新增的4 4口二氧化口二氧化碳驱注碳驱注入井可能影入井可能影响的油井响的油井,有必要将,有必要将原井原井250250型铸件采油树更换为气密性较好型铸件采油树更换为气密性较好350350型型DDDD级采级采油树,油树,并更换普通防喷盒(耐压并更换普通防喷盒(耐压15MPa15MPa)为耐二氧化碳低温、腐蚀防喷盒(耐压)为耐二氧化碳低温、腐蚀防喷盒(耐压25MPa25MPa););对于已受效或气窜的油井对于已受效或气窜的油井,需要择机上,需要择机上作业起出目前生产管柱,完井下入喇叭口作业
21、起出目前生产管柱,完井下入喇叭口改为压力监测井或自喷生改为压力监测井或自喷生产管柱。产管柱。对对于已受效、压力不高、液面已在于已受效、压力不高、液面已在井口而不开井口而不开井生产油井,为确保冬季安全井生产油井,为确保冬季安全,根据各井情况对根据各井情况对井口进行井口进行包裹防冻,如有必要安装电包裹防冻,如有必要安装电加热带保温防冻处理加热带保温防冻处理(由于(由于油管油管内液满,为防止井口冻内液满,为防止井口冻裂进裂进行防冻包裹处理)。行防冻包裹处理)。(二)(二)二氧化碳驱二氧化碳驱受效油井压力突受效油井压力突增事增事件(件(LB2-21-3LB2-21-3、LB2-5LB2-5、LB2-7
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