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靖边气田产水气井
IMC-80BH型缓蚀剂现场试验评价方案

采气工艺研究所
二〇一〇年四月

靖边气田产水气井
IMC-80BH型缓蚀剂现场试验评价方案

一、 试验背景
- 在靖边气田开展了60口井的不动管柱腐蚀检测, 结合近几年的腐蚀严重气井起管柱分析研究, 明确了:
1、 高产水、 高矿化度气井腐蚀相对严重, 而当前产水气井约占靖边气田生产井的13%, 高产水气井的部分井段发生严重的局部腐蚀, 出现油管穿孔和断脱, 局部腐蚀是影响此类井管柱使用寿命的主要因素,
2、 现有的油溶水分散型缓蚀剂和间歇加注方式不能适应高产水、 高矿化度气井的管柱防护要求。
结合 ~ 第一采气厂采气工艺研究所和油气工艺技术研究院在靖边气田开展的缓蚀剂室内和现场评价试验结果得出, IMC-80BH缓蚀剂对产水气井的平均缓蚀效率达到47.07-96.6%, 抑制局部腐蚀效果较好, 比较适用于靖边气田产水气井的管柱防护。因此 在靖边气田开展产水气井IMC-80BH型缓蚀剂推广应用及效果评价, 为靖边气田产水气井的正常生产提供较好的防护。
二、 试验目的和内容
1、 试验目的
( 1) 测试IMC-80BH型缓蚀剂在不同加注周期下对产水气井井筒的缓蚀效率。
( 2) 根据缓蚀效率及气井生产情况确定IMC-80BH型缓蚀剂加注制度。
2、 试验内容
( 1) 空白试验
利用失重法测试气井未加注IMC-80BH型缓蚀剂条件下的腐蚀速率;
( 2) 缓蚀试验
利用失重法测试不同加注制度下, IMC-80BH型缓蚀剂的缓蚀效率;
( 3) 测试空白试验及缓蚀试验阶段, 气井产出水中铁离子浓度;
三、 配合部门及相关职责
陕59井及乌26-5井缓蚀剂现场评价试验期间, 需要测试中心、 作业二区、 作业八区及环境监测站等单位进行配合。配合部门相关职责如下表所示。
表1 缓蚀剂评价试验配合部门相关职责

配合单位
相关职责
测试中心
负责现场试验挂片挂入前的通井作业、 挂片挂入及起出作业
作业二区
负责试验缓蚀剂的拉运与加注、 现场试验过程取水样、 送水样、 保障单井道路畅通及外协问题解决
作业八区
环境监测站
负责试验挂片的处理、 水样总铁含量的检测

四、 缓蚀剂现场加注试验方案
( 一) IMC-80BH型缓蚀剂性能
IMC-80型缓蚀剂基本性能如表2所示:

表2 IMC-80BH型缓蚀剂性能统计表
缓蚀剂
有效成分
类型
颜色
密度
( g/cm3)
闪点
( ℃)
凝固点
( ℃)
缓蚀率
( %)
pH值
(%1水溶液)
适用
范围
IMC-80BH
炔氧甲基季铵盐+咪唑啉衍生物+芳香胺衍生物
水溶性
深红
棕色
0.95-1.10
68
-20
≥80
10.28
含H2S、 CO2和高矿化度水体系

( 二) 试验井号确定
当前, 靖边气田共有产水气井89口。其中, 日产水＞2m3的产水气井41口。根据历年气井不压井井筒腐蚀检测结果, 结合气井实际生产情况、 单井道路情况选取生产情况较为稳定、 日产水量较大、 产出水矿化度较高、 单井道路畅通的陕59井及乌26-5井开产现场试验。该2口气井基本情况如表3所示。陕59井及乌26-5井井下管串基础数据见表4-表5, 井深结构见图1。
表3 试验气井基本情况
站名
井号
投产日期
油压
MPa
套压
MPa
日产气
104×m3/d
日产水
m3/d
H2S
mg/m3
CO2
%
氯离子
g/L
矿化度
g/L
南8站
陕59
1999-9-20
6.2
10.2
5.02
7.4
136.3
6.26
117.75
187.76
乌4站
乌26-5
-11-13
15
17.6
4.09
10.1
754.55
4.88
84.96
134.36

表4 陕59井井下管串基础数据
名称
型号

内径
外径
深度根数
封隔器
川774
50.00
148.00
3733.31
喇叭口

93.00

3752.35
水力锚
7"
60.00
146.00
3731.67
油管
N-80
62.00
73.00
3752.35
表5 乌26-5井井下管串基础数据
名称
型号
内径
外径
深度根数
封隔器
Y344-148
60.00
148.00
3300.34
节流器
滑套
60.00

3338.54
喇叭口

93.20

3338.67
水力锚
KDB-146×60
60.00
146.00
3298.95
油管
N-80S
62.00
73.02
3338.67

( 三) 挂片挂入方式及悬挂位置
1、 挂入方式
试验挂片现场投放主要采用钢丝进行悬挂。气井井下挂片装置从上至下连接顺序为: 绳帽—挂片杆—加重杆, 如图1所示。

图1 陕59井、 乌26-5井井深结构图

图2 气井缓蚀剂试验井下挂片装置示意图
2、 悬挂位置
历年来气井井筒腐蚀检测及起出油管腐蚀状况观测结果表明, 产水气井油管中下部( 1800-2700m) 腐蚀相对严重, 以此确定陕59井及乌26-5井井下挂片挂入位置分别为2700m和2500m。
( 四) 空白试验
陕59及乌26-5井空白试验周期均为30天, 空白挂片挂入及取出时间安排入表6所示。
表6 空白挂片试验计划安排表
井号
项目
时间安排
试验周期
备注
陕59井
挂片挂入
.04.29
30天
当前, 乌4站已完成检修作业, 正在进行1处压变考克更换动火火票审批工作;
挂片取出
.05.30
挂片送检
.05.31
乌26-5
挂片挂入
.05.06
挂片取出
.06.07
挂片送检
.06.08

相关要求: 1、 下空白挂片前, 测试中心必须进行通井作业, 确认试验气井井筒情况符合挂片下入作业条件后, 方可下入挂片; 2、 在到达井场后进行取挂片作业前, 采气工艺研究所防腐室相关人员必须准备好瓶子并将瓶内充满试验气井所产地层水, 待测试中心起出挂片后马上进行挂片拆卸工作, 并将卸掉的挂片放入提前准备好的瓶中, 封盖好瓶口, 在规定时间内将挂片送至检测单位进行腐蚀程度评定。
在空白试验期间, 作业二区及作业八区须定期取陕59井及乌26-5井水样并及时送交环境监测站化验室进行总铁含量分析。取水样周期及总铁含量分析样表如表7所示。
相关要求: 1、 请作业二区、 作业八区严格按照取样时间要求取水样并在2日内将所取水样送至环境监测站化验室; 2、 请环境监测站接到水样后及时组织开展总铁含量分析检测工作, 并将分析结果及时反馈给采气工艺研究所防腐室。

表7 取水样时间、 总铁含量分析样表
名称
取样周期
取样日期
送样单位
送样人
送样地点
化验日期
化验人
总铁含量( mg/L)
陕59井水样
次/3天
.05.01
作业二区

环境监测站 化验室

.05.04

.05.07

.05.10

.05.13

.05.16

.05.19

.05.22

.05.25

.05.28

.05.31

乌26-5井水样
次/3天
.05.08
作业八区

.05.11

.05.14

.05.17

.05.20

.05.23

.05.26

.05.29

.06.01

.06.04

.06.07

注: 作业区送样时携带, 填写后交与环境监测站化验室。
( 五) 缓蚀剂加注试验
1、 加注制度及试验周期
陕59井及乌26-5井缓蚀加注试验阶段, 缓蚀剂加注按15天加注一次和30天加注一次两种制度执行, 每种制度试验周期均为30天。
2、 加注方式
当前所采用的气井缓蚀剂加注方式主要有以下2种:
①利用加药车从井口进行套管加注缓蚀剂;
②利用集气站内注醇泵从注醇管线进行套管加注缓蚀剂。
缓蚀剂加注试验主要采用第一种方式进行, 如遇因道路问题而导致无法进行井口加注缓蚀剂作业时, 采取第二种缓蚀剂加注方式进行缓蚀剂加注作业。
3、 缓蚀剂加注量
1) 预膜量的确定
考虑缓蚀剂在井下的有效浓度、 确保缓蚀剂的缓蚀效果, 缓蚀剂加注试验阶段, 先进行首次大剂量预膜, 然后再按照加注制度加注缓蚀剂进行补膜。IMC-80BH型缓蚀剂的首次预膜量根据单井的管柱组合, 按照经验公式V=2.4×LD计算。
式中: V—缓蚀剂预膜量, L;
L—油、 套管长度, Km;
D—油、 套管内径, cm:
由于缓蚀剂从套管加注, 因此首次预膜量为:
V( L) =2.4×( L油D油+ L套D套)
陕59及乌26-5井预膜量见表8。
表8 试验气井缓蚀剂预膜量
井号
油管长度( m)
套管长度( m)
油管内径( mm)
套管内径( mm)
首次预膜量( L)
计算结果
调整结果
陕59井
3752
3868
62
159.42
204
210
乌26-5井
3451
3448
183
190
2) 补膜量的确定
补膜量按照以下3种方法的综合结果进行确定。
① 300ppm浓度法
长庆油田油气工艺技术研究院及采气一厂近年来所开展缓蚀剂评价试验结果表明, 当缓蚀剂浓度在300ppm时, 可达到较好的缓蚀效果。根据该方法, 对陕59井和乌26-5井每次缓蚀剂补加量进行计算, 计算结果如表9所示。
表9 按照300ppm浓度法所计算的缓蚀剂补加量
井号
日产水量
( m3)
月产水量
( m3)
达到300PPm所需最小缓蚀剂月补加量( L)
调整后
缓蚀剂月补加量
( L)
缓蚀剂试验制度下的缓蚀剂补加量
( L)
陕59井
7.4
210
63
70
15天加1次
35
30天加1次
70
乌26-5井
10.1
300
90
100
15天加1次
50
30天加1次
100
② 根据产能建设钻采工程方案要求确定
在 靖边气田产能建设钻采工程方案中所要求的产水气井缓蚀剂补加量( 表10) 基础上进行调整, 得出的缓蚀剂补加量如表11所示。
表10 靖边气田产能建设钻采方案中关于日产水>2m3产水气井缓蚀剂补加要求
气井分类
补加量( L)
加注周期
缓蚀剂类型
高产水气井
产水量
>10m3/d
40
3天加注
MY-80BH
5～10m3/d
20
2～5m3/d
10
注: 表中MY-80BH型缓蚀剂即IMC-80BH型缓蚀剂。
表11 陕59及乌26-5井缓蚀剂补加量
井号
日产水量
( m3)
加注制度
缓蚀剂试验制度下的缓蚀剂补加量( L)
陕59井
7.4
15天加1次
100
30天加1次
200
乌26-5井
10.1
15天加1次
200
30天加1次
400
③ 经验法
根据四川气田气井井筒防护经验, 缓蚀剂补膜量为预膜量的1/4～1/3。根据该方法进行补膜量的计算, 计算结果如表12所示。
表12 缓蚀剂补膜量
井号
日产水量( m3)
加注制度
首次预膜量( L)
试验制度下的缓蚀剂 补膜量( L)
备注
计算结果
调整结果
陕59井
7.4
15天加1次
210
53
60
中高产水井、 补膜量按预膜量的1/4计算
30天加1次
120
乌26-5井
10.1
15天加1次
190
63
70
高产水井, 补膜量按预膜量的1/3计算
30天加1次
140

从以上3种算法计算结果能够看出, 利用300ppm浓度法及经验法所计算的缓蚀剂补膜量较为接近, 根据钻采工程方案中的要求计算出的缓蚀剂补膜量较大。考虑兼顾加注成本及缓蚀效果等因素, 确定使用经验法计算出的补加量进行试验。
4、 缓蚀剂加注现场试验
缓蚀加注试验安排见表13。
表13 现场缓蚀试验计划安排表
井号
加注制度
项目
时间安排
试验周期
陕59井
15天加1次
挂片挂入
.06.01
45天
预膜
.06.02
补膜
.06.15
.06.30
挂片取出
.07.16
挂片送检
.07.17
30天加1次
挂片挂入
.07.16
30天
补膜
.07.17
挂片取出

.08.17
挂片送检
.08.18
乌26-5井
15天加1次
挂片挂入
.06.07
45天
预膜
.06.08
补膜
.06.21
.07.05
挂片取出
.07.20
挂片送检
.07.21
30天加1次
挂片挂入
.07.20
30天
补膜
.07.21
挂片取出
.08.21
挂片送检
.08.22

在缓蚀试验期间, 作业二区及作业八区须定期取陕59井及乌26-5井水样并及时送交环境监测站化验室进行总铁含量分析。取水样周期及总铁含量分析样表如表14-17所示。

表14 取水样时间、 总铁含量分析样表—( 陕59井15天加一次)
名称
试验加注周期
取样周期
取样日期
取、 送样单位
送样人
送样地点
化验日期
化验人
总铁含量( mg/L)
陕59井
水样
15天加1次
次/1天
.06.03
作业二区

环境监测站
化验室

.06.04

.06.05

.06.06

.06.07

.06.08

.06.09

次/2天
.06.10

.06.12

.06.14

次/1天
.06.16

.06.17

.06.18

.06.19

.06.20

.06.21

.06.22

次/2天
.06.23

.06.25

.06.27

.06.29

次/1天
.07.01

.07.02

.07.03

.07.04

.07.05

07.06

.07.07

次/3天
.07.08

.07.11

.07.14

注: 作业区送样时携带, 填写后交与环境监测站化验室。

表15 取水样时间、 总铁含量分析样表—( 陕59井30天加一次)
名称
试验加注周期
取样周期
取样日期
取、 送样单位
送样人
送样地点
化验日期
化验人
总铁含量( mg/L)
陕59井
水样
30天加1次
次/1天
.07.18
作业二区

环境监测站
化验室

.07.19

.07.20

.07.21

.07.22

.07.23

.07.24

次/3天
.07.25

.07.28

.07.31

.08.03

.08.06

.08.09

.08.12

.08.15

注: 作业区送样时携带, 填写后交与环境监测站化验室。

表16 取水样时间、 总铁含量分析样表—( 乌26-5井15天加一次)
名称
试验加注周期
取样周期
取样日期
取、 送样单位
送样人
送样地点
化验日期
化验人
总铁含量( mg/L)
乌26-5井
水样
15天加1次
次/1天
.06.09
作业八区

环境监测站
化验室

.06.10

.06.11

.06.12

.06.13

.06.14

.06.15

次/2天
.06.16

.06.18

.06.20

次/1天
.06.22

.06.23

.06.24

.06.25

.06.26

.06.27

.06.28

次/2天
.06.29

.06.31

.07.02

.07.04

次/1天
.07.06

.07.07

.07.08

.07.09

.07.10

.07.11

.07.12

次/3天
.07.13

.07.16

.07.19

注: 作业区送样时携带, 填写后交与环境监测站化验室。

表17 取水样时间、 总铁含量分析样表—( 乌26-5井30天加一次)
名称
试验加注周期
取样周期
取样日期
取、 送样单位
送样人
送样地点
化验日期
化验人
总铁含量( mg/L)
乌26-5井
水样
30天加1次
次/1天
.07.08
作业八区

环境监测站
化验室

.07.09

.07.10

.07.11

.07.12

.07.13

.07.14

次/3天
.07.15

.07.18

.07.21

.07.23

.07.26

.07.29

.08.01

.08.04

注: 作业区送样时携带, 填写后交与环境监测站化验室。

五、 HSE措施和要求
1、 进行气井挂片挂入前的通井作业及挂片下入和起出作业过程中, 要严格按照SY/T6610- 《含硫化氢油气井井下作业推荐作法》和SY/T6362-1998《石油天然气井下作业健康、 安全与环境管理体系指南》等规定执行, 并进行作业过程风险辨识, 风险因素辨识及控制( 或削减) 措施见表18。

表18 陕29井及乌26-5井缓蚀剂现场评价试验作业可能造成的后果及预防( 或削减) 措施
序号
类别
涉及风险项目
存在风险
可能造成的后果
风险发生可能性
预防( 或削减) 措施
1
上岗证件类
无证或持过期、 无效证件上岗
人身伤害、 工业事故
人员伤害及工业事故的发生
一般
1、 及时开展作业人员取证工作; 2、 及时检查作业人员持证及证件有效情况;
2
施工过程工具、 仪器、 防护及应急器材类
仪器工具、 准备及检查
机械伤害
人员受伤
低
1、 加强安全教育; 2、 劳保处于有效使用期内并穿戴齐全、 完整;
防护器材准备及检查
防护器材准备不齐全、 不到位
人员受伤
高
1、 及时配备防护材料; 2、 根据作业人员岗位分工情况准备防护器材并进行及时检查;
检测器材准备配备不到位、 标定不及时
检测、 防护不到位, 导致事故
轻微
及时进行检测仪器的检定及补充
劳动保护用品不完整、 不齐全、 过期
人员受伤
高
1、 及时更新、 配备劳动保护用品; 2、 及时检查, 确保在用劳动保护用品完整、 齐全且有效;
应急工具准备及检查
机械伤害
人员受伤
低
1、 加强安全教育; 2、 劳保处于有效使用期内并穿戴齐全、 完整;
应急物资准备不齐全、 不到位
人员受伤
低
1、 及时更新、 配备应急物资; 2、 及时检查, 确保在用应急物资完整、 齐全且有效;
3
人员管理类
业务能力方面
业务能力及熟练程度不足
人身伤害及工业事故发生
高
1、 及时加强专业技能知识的培养及培训; 2、 严禁无证人员上岗及实习人员单独顶岗;
安全意识方面
安全意识淡薄
人身伤害及工业事故发生
高
1、 及时加强施工前安全教育; 2、 落实出车前、 施工作业前安全讲话制度;
身体健康方面
身体健康状况不满足施工作业条件
人身伤害及工业事故发生
一般
1、 施工队队长及时掌握队员身体状况, 严禁身体健康状况不满足施工作业条件的人员上岗。2、 及时就诊。
4
车辆管理类
车况方面
车况较差
交通事故、 人身伤害
一般
出车前, 车辆必须检查《车辆检验合格证》且保证在有效期内;
安全附件及器材方面
配备不完整、 不到位、 标定不及时
人员伤害
一般
1、 出车前检查车辆配属的灭火器、 防滑链等安全附件, 确保安全附件完整、 有效; 2、 及时更新及配备安全附件;
安全行驶方面
驾驶员违章驾驶
交通事故、 人身伤害
较高
1、 加强出车前安全教育; 2、 严禁任何车辆超速、 超载; 3、 主要用于载人用途的车辆严禁携带易燃、 易爆、 有毒、 有害无物品及危险化学品;
5
环境类
自然环境
雨、 雪天气出车
交通事故、 人身伤害
较高
1、 避免雨、 雪天气出车; 2、 必须出车情况下, 出车前必须严格落实雨、 雪天气出车审批制度;
道路塌陷
交通事故、 人身伤害
一般
1、 道路塌陷路段缓慢行驶; 2、 选择其它正常道路行驶;
乱丢、 乱弃污染物、 废弃物
土壤污染
一般
对作业过程中的废弃件及产生的工业垃圾统一回收。
6
通井、 挂片下入及起出作业
作业前准备
车辆停放
野蛮停放
围墙、 周围树木损害
轻微
在施工队长统一指挥下, 缓慢平稳停放车辆
设置警示牌
机械伤害
人员伤害
低
平稳设置、 轻拿轻放
防护、 消防器材摆放
机械伤害
人员伤害
低
稳拿、 稳放, 整齐摆放
挂片挂入及起出作业
进入井房
有毒、 有害气体泄漏
中毒、 火灾
较高
1、 使用硫化氢气体检测仪检测井房内气体浓度; 2、 严禁烟火并保障手机处于关闭状态; 3、 若井口存在气体严重泄露情况, 放弃作业并及时通知相关部门进行整改。
仪器连接
机械伤害
人员伤害、 设备损坏
较低
连接过程必须平稳操作, 严禁只用蛮力
仪器落井
生产事故
低
使用合格的链条、 连接销及钢丝;
登高
人员滑到、 摔倒、 坠落
人员伤害
较高
1、 落实到达井场后测井前的安全讲话制度; 2、 佩戴安全带并采取高挂低用的措施进行登高作业; 3、 劳保穿戴完整、 齐全。
井口装置安装
有毒、 有害气体泄漏
中毒、 火灾
较高
1、 使用硫化氢气体检测仪检测井口采气树各阀门法兰处、 阀杆处及阀门周围硫化氢气体; 2、 确保井口采气树7#阀门处于关闭状态; 3、 严禁在作业井场内接打手机;
机械伤害
人员伤害、 设备损坏
一般
1、 禁止交叉作业; 2、 安装过程平稳操作;
井口装置安装不牢固、 密封性不好
人员伤害、 中毒、 设备损坏
一般
1、 安装完成后检查安装牢固程度并对安装后的封井器进行验漏; 2、 紧固安装及固定螺栓;
通井作业
遇卡、 遇阻、 井涌
通井规落井、 生产事故
较高
1、 选取适合进行待测气井油管规格通井作业的通井规; 2、 严格按照测井施工方案控制通井速度; 3、 密切注意通井深度、 张力的变化并根据实际情况及时调整绞车扭距; 4、 严格控制上提速度。
挂片下入及起出作业
遇卡、 遇阻、 井涌
挂片杆落井、 生产事故
较高
1、 根据通井情况选取腐蚀检测作业的仪器规格; 2、 严格按照测井方案控制仪器下井及上体过程速度; 3、 密切注意仪器深度、 张力的变化并根据实际情况及时调整绞车扭距; 4、 根据通井作业结果, 及时确定挂片下井深度, 避免仪器遇阻或遇卡事件发生; 5、 严格控制上提速度。
设备拆除
有毒、 有害气体泄漏
中毒、 火灾
较高
1、 使用硫化氢气体检测仪检测井口采气树各阀门法兰处、 阀杆处及阀门周围硫化氢气体; 2、 确保井口采气树7#阀门处于关闭状态; 3、 严禁在作业井场内开机接打电话;
防喷管泄压
人员伤害
一般
严格按照施工作业方案进行泄压操作
机械伤害
人员伤害、 设备损坏
一般
1、 禁止交叉作业; 2、 拆卸过程平稳操作;
7
作业完毕
收拾工具、 仪器
机械伤害
人员伤害
低
稳拿、 稳放