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試油作業

鎖定
試油作業,又稱油氣層測試或地層測試,是指對有油氣顯示的可能油層進行產油氣能力、流體性質和油層特徵的測定與試驗。試油是油氣勘探和油藏認識的關鍵環節。。是石油探井提交地質報告,取得重要數據的手段,為油氣評價的基本依據。測試油氣之前要對油井進行清水替漿洗井,誘導自噴,油氣流穩定後,記錄數據。
中文名
試油作業
外文名
oil testing
別    名
油氣層測試或地層測試
概    念
油氣進行測試的作業
作    用
提拉抽油泵進行測試
學    科
石油工程

試油作業簡介

在石油鑽探過程中,通過岩屑錄井、岩心錄井、鑽井液錄井、氣測錄井以及地球物理測井,可以發現油氣層,但這些油氣層是否具備產油氣能力?是否具備產出工業油氣的能力?必須經過試油來予以證實。未經試油證實的油氣層只能稱為具油氣顯不的可能油層。在石油鑽探工作中,經常會遇到一些在錄井及測井中具一定油氣顯不的層段,試油不出、出水或低產。也有一些層段在鑽井與測井過程中油氣顯不不明顯,但試油則為高產油氣層。因此,試油作業是石油勘探工作中必不可少的重要環節。
在油井完成之後,對油氣進行測試的作業。高壓油氣流,或產量大的油井,先放噴,然後在採油樹上改變不同直徑的噴嘴,在幾個較長的穩定期內,測試油氣流量和壓力變化的數據,可計算出最大產量及開採指數(即產能),關井可求得原始儲層壓力。取樣分析化驗,可取得油氣水的物理性質及化學成分。
低壓油層和產量小的油井,清水替泥漿之後,可採用氣舉法。就是用壓縮空氣的風管放在環空壓氣,在油管內上升帶出液體,降低井內液麪,使油氣流入井內,再從油管內流出,記錄流量和井內油液麪高度。還可以用提撈法試油,用提筒從井內提油,測試油液麪的高度,計算產量。或用鋼繩提拉抽子,抽汲誘噴。正式採油就是裝置抽油機,提拉抽油泵進行測試。 [1] 

試油作業重要意義

試油作業的重要性至少體現在以下三個方面。
(1)試油是發現或證實油氣藏存在與否的唯一手段
鑽井、測井可以發現具一定油氣顯不的潛在的油氣層,它是否能出油、是否具備工業產能,必須通過試油作業來證實,也只有經過試油證實,才能算作油氣層。這就是説,試油的重要性是不可代替的。
(2)取得油層和油藏基本的地質資料
試油證實地層出油以後,還可以而且必須錄取油層產能、壓力、油氣性質、儲層滲透性和油藏特徵方面的儘可能詳細準確的地質資料。這些資料是建立巖、電、物、油四性關係的基礎,是認識評價油氣藏和進行油氣藏開發設計的基本依據。
(3)分層試油可取得油井各單層的原始資料
分層試油的重要性還體現在,它所取得的試油資料是油藏原始條件下的資料,如原始地層壓力、井的初產和原始含水情況、油層原始的有效滲透率、油氣的早期性質。這些資料如果漏取或不合格,在油藏投入開發以後是無法彌補的。還有一點是,試油可以根據需要和隔層條件分小層或單層進行測試,可以取得寶貴的單層產能、壓力、地層滲透性資料,這對層間非均質性認識、組合開發層系、制定分注分採計劃和進行剩餘油研究都是極其寶貴的資料。在多油層油藏投入開發以後,一般都是多個油層進行合採,這就很難取得準確可靠的分層資料。
試油工作做得好,可以及時發現油氣田,實現找油找氣的基本目的;但若工作做得不好,就可能推遲發現油氣田甚至與它失之交臂。這樣的事例並非個別,例如,大慶油田的發現就有試油的功勞。大慶油田的發現井為松基3井,該井設計井深3200m,在白璽系青山口組中見油浸砂岩,劃眼時兩次見泥漿返出原油和氣泡,經石油部同意,提前於1461. 76m完鑽,下套管完井後進行試油。於1959年9月6口第一次射開青山口組1357.01~1382.44m段的三個薄油層,提撈中見油花,經20天認真細緻的提撈誘噴試油工作,於1959年9月26口噴出工業油流,從而發現了大慶這一世界級的特大型油氣田。 [1] 

試油作業目的和任務

從試油作業目的或所承擔的任務看,有二個基本的方面:證實可能油層的含油性、查明己知油層某些專門問題(如巖、電、物、油四性關係、剩餘油分佈等)。依據試油作業不同的目的和任務,可以將試油劃分為勘探試油與開發試油兩個大類。勘探試油的目的重在證實可能油層的含油氣性;而開發試油則是研究開發中油層諸如含油下限及動用情況等某些專門的開發問題。現就這方面的情況介紹如下。
1.勘探試油一證實可能油層的含油氣性
證實可能油層究竟能不能出油,這是勘探試油的基本目的。如果該可能油層能夠出油,則可進一步擴大勘探以控制一定的面積與儲量;如果該油氣層即使經過壓裂酸化等強烈的油層改造手段都不出油,則可為該套可能油層劃上一個否定的句號。
證實可能油層能夠出油以後,緊接着就應查明該油層的產油能力並取全取準各項資料,以便對該油層的油藏特徵做出評價。主要任務有:
①查明新區、新構造是否具有工業油氣;
②查明油田邊界及油水過渡帶分佈特徵和油氣藏產能、驅動類型、油層特徵;
③驗證測井解釋的可靠性;
④通過分層試油取得各分層的產能、壓力、流體性質資料,為儲量計算和開發設計提供依據。
2.開發試油一研究己知油層的特殊問題
研究己知油層的某些特殊問題,是開發試油及某些評價探井試油的又一重要任務。這方面主要有兩類問題。
(1)求取油層有效厚度下限
在油藏進行評價勘探與開發準備時,為進行探明儲量計算需要求取油層物性、電性、含油性下限,這時就要選擇一些錄井與測井顯不含油性較差的油層進行試油求產,以求得具工業產油能力的油層下限。這時的試油是對己知油層的測試,己不存在證實是否是油層的問題。
(2)研究油層動用狀況和剩餘油分佈
在油藏開發到一定時期,為了研究油藏的儲量動用情況和剩餘油分佈情況,需要鑽專門的檢查井或利用調整井的測井資料進行水淹層測井解釋,這些井除應進行目的層的大量取心外,還要進行細緻的分層試油以證實各目的層段在開發一定時期後的產量、含水情況,驗證檢查井岩心分析和水淹層測井解釋的結果是否與試油結果相符合。這時的試油是對己開發多年的油層的測試,也己不存在證實是否是工業油層的問題。 [1] 

試油作業類型

試油從作業環境或試油條件的角度劃分,可分為兩個大類:完井試油與中途測試。這兩種試油從作業工序到資料錄取及其可靠性都有根本的區別,應做深入研究。
所謂完井試油,就是在發現或鑽穿油氣層以後,先進行完井(下套管、固井),然後射開目的層,採用油管做油氣流出地面的通道,在套管井中或先期完成的裸眼井中進行的試油。
所謂中途測試,就是在鑽進中一經發現油氣顯不以後,立即停鑽並下入專門的測試儀器,採用鑽桿做油氣流出地面的通道,在鑽井中途的裸眼井(段)中進行的測試,因此也稱鑽柱測試。 [1] 

試油作業安全操作規程

1、搬家
1)修井機自重較大,宜中低速行駛。油門要穩,嚴禁油門忽大忽小,不允許一腳到底的轟油門方法。
2)通井機爬平拖時必須有專人面對司機指揮。
3)通井機滾筒負荷較重,必須用倒檔慢爬,嚴禁用正檔爬平拖。
2、立放井架
1)載車對井口,必須使千斤與支撐墊對準,全部集中載荷點要與承載地基對準。
2)起升和收放井架必須有一人專門指揮,起升和收放井架的速度應儘可能保持低速。
3)操作前對修井機進行全部檢查,檢查發動機和主油泵工作運轉是否正常,同時檢查井架上是否有遺留物和雜物,井架上的所有連接件是否可靠,所有繃繩和地錨是否有段絲等不正常現象。
4)井架基礎必須平整、結實、就低不就高。 5)立井架過程中,井架高度範圍內禁止閒人穿行。 6)5級以上大風嚴禁立放井架。 [2] 
3、起下管柱
1)認真檢查井架、天車、遊動滑車等部位,發現問題及時處理,並定期保養。 2)井架繃繩用5/8″鋼絲繩,上下各3個繩卡,每一扭矩斷絲超過5絲,必須更換,每口作業井必須掛6道繃繩(前2道,後4道),吃力要均勻,並使天車、遊動滑車與井口中心在一條直線上(前後偏差小於60mm,左右偏差小於20mm)。
3)花蘭螺絲要保養,保持衞生,有調節餘量。
4)繃繩開檔要合理。後一道繃繩開檔20-22m,距井口的距離為22-24m,繃繩前開檔18-20m,距井口的距離為18-20m。
5)地錨深度為1.8-2.0m,露出地面不高於0.15m,地錨銷螺絲齊全完好,雨季應培土,防止地錨坑進水。
6)大繩應使用22-25mm鋼絲繩,在滾筒上排列整齊,當遊動滑車放至井口時,滾筒餘繩不少於15圈,活繩頭用2個繩卡卡扁卡牢。
7)測力總成死繩頭各裝5個繩卡,卡扁卡牢,保險繩繩頭用4個繩卡卡扁卡牢,圈度大小適中,負荷顯示器應定期校驗、調整。
8)油管橋位置應選擇合理,搭放平整、穩固,油管橋不少於3道,每道橋至少用4個橋凳支撐,橋凳離地面高度不少於0.3m,油管擺放整齊10根一出頭,兩端懸空長度不超過0.5米。
9)提懸掛器時,應仔細觀察負荷顯示器、繃繩和地錨,用慢檔緩慢向上提升,確實無異常後,逐步加快提升速度,正常起下時,也應緩提輕放。
10)起下油管井口要裝封井器,鋼圈完好無損,螺絲上全上緊。 11)吊卡手柄或活門應鎖緊,吊卡銷子插牢,並系保險繩。
12)在拉送油管時,人應站在側面,並用管鉗咬住管柱向後拉,防止掛井口和井架。從橋上提放管柱時,應使吊卡開口朝上,並時刻仰視吊卡。
13)各崗位要集中精力,密切配合,平穩操作。井口操作工要同時將吊環掛入吊卡耳環內(或取出),司鑽應見手勢起鑽。
14)處理各類井下事故,禁止猛提猛拔、猛剎猛放。吊環要拴保險繩,有專人指揮。地錨、繃繩、井架基礎要有專人觀察,上提不能超過井架安全負荷。
15)使用的底鉗應無彎曲、裂縫等缺陷,尾繩用1/2″以上鋼絲繩;固定牢靠,接頭用2個繩卡卡牢,尾繩銷子應有止退銷。
16)井口不允許堆放雜物,保持井口通道暢通。 17)懸掛器上裝好閘門,準備好採油樹裝置及配件。 18)施工人員戴好安全帽,勞保齊全。
19)調試好天車防碰裝置,使之處於正常狀態。 20)嚴禁用人力倒扣、對扣。
4、操作液壓鉗上卸扣
1)用液壓鉗上卸扣時,用力應緩慢平穩,嚴禁用高速衝擊方式上扣。
2)液壓鉗只允許1人操作,操作者必須站在液壓鉗前面,不能站在尾繩兩側,不允許用手觸碰液壓鉗鉗牙及開口處。
3)更換鉗牙或檢查時,必須摘掉總離合器(或關閉液壓開關),否則嚴禁把
手放入鉗口。
4)操作時,操作者應將袖口、衣角繫緊。 [2] 
5、通井
1)施工時嚴格控制下鑽速度,遇阻加壓不得超過20-30KN。
2)起鑽過程中,懸掛器上裝好閘門,備好採油樹及配件,發生井噴預兆,及時搶座井口。
3)不允許用軟管線施工。
4)洗井設備應停在15米以外。
6、壓裂
1)井口螺絲上全上緊,井口試壓至額定工作壓力,不刺不漏為合格。
2)採油樹用鋼絲繩固定,鬆緊用花蘭螺絲調節。
3)走泵管線用硬管線,並用地錨固定。
4)壓裂過程中,施工人員必須撤離高壓管線區域,密切注視井口情況。
7、抽吸排液
1)檢查鋼絲繩有無段絲,抽子繩冒是否牢固。
2)抽吸時指定專人看管記號,嚴防抽子頂碰防噴盒造成抽子落井或頂碰天車。
3)每次抽子下入液麪深度:500m以內最多不超過300m;500~1000m最多不超過250m;1000~1500m最多不超過200m;1500~2000m最多不超過150m;2000m一下最多不超過100m。
4)抽吸鋼絲繩必須要有明顯的深度記號。
5)下放抽子不要太快,井口不要站人。
6)抽子遇卡或遇阻時不要猛提猛頓。
7)抽吸鋼絲繩必須要有明顯的深度記號,抽吸時指定專人看管記號,嚴防抽子頂碰防噴盒造成抽子落井。
8)在抽噴後,必須及時倒換井口閘門,進行放噴排液,以保證安全和減少污染。
8、刺洗油管
1)下井油管抽油杆擺放整齊,分別擺放在各自的橋凳上,入井油管抽油杆分
別用鍋爐車刺洗乾淨。
2)每根油管,抽油杆測量準確,入井工具附件必須測量準確,記錄其型號尺寸,仔細計算工程數據,並做好原始資料數據記錄,存檔入庫。
3)下泵完成後油管,泵試壓6Mpa,5min壓力下降小於0.5Mpa為合格。 4)油管,抽油杆下完後,上提適當防衝距,不碰,不掛為合格,在不碰泵的情況下防衝距越小越好。甩驢頭時上抽油機的人員必須戴安全帶,確保其安全。
5)完井開抽,憋壓3Mpa為合格,放井架,收拾井場,打掃井場衞生,合格後與採油隊負責人交井。
9、井場用電
1)井場照明,採用36V以下安全電壓,或用隔離電源裝置。
2)所有電線均用橡套軟電纜線,無老化、裸漏、裂口和接頭。
3)電源線要用電杆架空,高度不低於2米,電杆要絕緣。
4)照明總控制開關安裝在值班房內,有漏電保護裝置,閘刀、漏電保護器配件齊全,不允許用鐵絲、鋼絲、鋁絲等代替保險絲。
5)值班房必須安裝接地保護裝置。
6)電線穿過值班房和金屬配電櫃時應穿膠管保護。
7)電線不應掛在井架、繃繩及其他金屬構件上。
8)井噴或井口有溢流現象時,要先關閉電源,將燈具挪到安全區域。
9)接電由專業電工操作,操作時,電工勞保穿戴齊全,使用的工用具應符合安全要求。
10)不允許用潮濕的手開關電源。
11)嚴禁用一線一地照明,嚴禁用220V以上電壓取暖。 [2] 
10、防火管理規定
1)施工井場嚴禁明火。
2)施工井場20米內嚴禁擺設長時間點燃明火設備。特殊施工車輛應停在上風15米以外,必要時戴防火罩。
3)施工現場防火標誌要擺放在醒目位置。
4)井場內嚴禁吸煙、劃火柴和使用打火機。吸煙時必須到安全地帶,同時不允許將點的煙頭亂扔。
5)施工現場按規定配備一定數量的消防設備、器材,要專人管理,定期檢查,不準隨意挪用,井場保持完好狀態。
6)井場內進行焊接井口、連接流程和必須使用明火時,要按規定辦理動火手續,動火現場按動火措施要求配備和佈置消防設備和器材,現場監護人要嚴格檢查動火準備工作及安全技術措施的落實情況,經監督施工確保安全。
7)油氣井井口無法放空泄壓的動火,必須採取壓井措施同井場其他井不得進行清蠟、熱洗及其他特殊施工。
8)在高壓油氣井施工、觀察有井噴預兆時,應開走通井機或關閉發動機。
9)發生井噴失控事故,應立即熄滅井場附近的明火,切斷電源,停止井口用火,採取相應的控制措施。
10)當井場發生火災時,應首先關閉井口及各種天然氣閘門,切斷電源,並立即採取措施滅火。
11、環境保護管理
1)措施井(酸化、壓裂、射孔、轉註、衝砂、大修等)作業必須編寫無污染報告書。
2)油、水井現場作業必須履行環保交接手續,填寫環境保護交接書。 3)酸化施工必須設專人指揮,嚴格按照工序要求進行施工。施工過程實施無污染作業,做到酸化一條龍,實現人不見酸,酸不見人,密閉施工。
4)自井內返出的液體進罐回收處理。抽吸排液安裝防噴裝置,外排液體不落地。
5)射孔施工中,射孔防噴設備必須嚴格按照設計要求配置,作業機、井口防噴器、採油樹、閘門、四通要反覆檢查,做到安裝可靠,靈活好用。
6)射孔前做到“五不施工”: a)防噴設施不落實不施工。 b)設備有問題未經整改不施工。 c)防噴設施試壓不合格不施工。 d)發現井液外溢不施工。 e)無“三廢”設施不施工。
7)射孔過程中作業隊應設專人觀察井口,發現外溢有井噴預兆,立即採取措施,關閉防噴器。
8)射孔結束後,應迅速採取下部工作措施,防止施工過程發生井噴。
9)新井試油施工替出的泥漿應入罐車拉至泥漿站統一處理利用。
10)壓裂作業施工中,井口裝置在安裝前,必須整體試壓,井口裝置的壓力必須大於或等於施工設計的最高壓力,套管短節、法蘭、套管四通分段安裝,保證上扣質量,高低壓管線在正式施工前必須試壓;施工中需設專人指揮,做到平穩施工。
11)抽吸過程中防噴盒不能漏液,井內抽出的液體進灌回收。 [2] 
參考資料
  • 1.    伍友佳.石油礦場地質學:石油工業出版社,2004
  • 2.    崔遷主.油氣田開發地質:石油工業出版社,2007