油田注水生產安全技術措施
一、油田注水生產概述
(一)油田注水的意義和方式
1.油田注水的意義
油田投入開發后,如果沒有相應的驅油能量補充,油層壓力將隨著開發時間,逐漸下降,引起產量下降,使油田的最終采收率下降。通過油田注水,可以使油田能量得到補充,保持油層壓力,達到油田產油穩定,提高油田最終采收率的目的。
2.油田注水方式簡介
根據油田面積大小,油層連通情況,油層滲透性及原油粘度等情況,可選擇不同的注水方式。
(1)邊外注水
在含油層外緣以外打注水井,即在含水區注水。注水井的分布平行于含油層外緣,采油井在含油層內緣的內側,并平行于含油內緣。邊外注水對于面積不太大、油層連通情況好、油層滲透性好、原油粘度不大的油藏比較合適。
(2)邊內注水
鑒于邊外注水不適合大油田,提出邊內注水方式,即在含油范圍內,按一定方式布置注水井,進行油田開發。邊內注水又分以下形式:
①行列式內部切割注水:即用注水井排將油藏人為地分割成若干區,每個區是一個獨立的單元,在兩排注水井之間布置成排的油井。
②環狀注水或中央注水:注水井呈環狀布置在油藏的腰部,所以又稱腰部注水,適用于面積不太大,油藏外圍滲透性變差,不宜邊外注水的油藏。如邊外滲透性好,也可以同時配合以邊外注水。
③面積注水:注水井和生產井按一定幾何形狀均勻分布方法為面積注水。它是一種強化注水的方法。
按注水井與生產井的井數比例和相互配布位置的不同,可構成不同的注水系統,如三點法、四點法、五點法、九點法等等,這種方法注水可使一口生產井受多口注水井的影響,采油速度比較高。
(二)注水井布井方法及井身結構
1.注水井布井方法。根據油田開發方式及注水方式,選擇最合適的布井系統。
(1)網狀布井。網狀布井分為三角形井網和正方形井網兩種。兩種形式比較,在同樣面積上,用同樣大小的井距布井,三角形井網的井數比正方形井網多15.4%。
(2)排狀或環狀布井系統。這種布井系統適合用于水壓驅動方式的油藏,水、氣混合驅動方式的油藏,油層傾斜角陡的重力驅動方式的油藏以及采用排狀或環狀注水及頂部注氣的油藏。網狀和排狀布井系統有時也結合起來用。
2.注水井井身結構
注水井井身主要由導管、表層套管、技術套管、油層套管等組成。導管用來保護井口附近的地層,一般采用螺紋管,周圍用混凝土固定。表層套管用以封隔上部不穩定的松軟地層和水層。技術套管用以封隔難以控制的復雜地層,保證鉆井工作順利進行。油層套管的作用是保護井壁,造成油氣通路,隔絕油、氣、水層,下人深度視生產層層位和完井的方法來決定。一般采用4″~6″套管。
二、注水井生產安全技術
(一)注水井投注及安全技術
注水井從完鉆到正常注水,一般要經過以下幾個步驟。
1.排液:排液的目的是為了清除井地周圍和油層內的“贓物”;在井地附近造成適當低壓帶,另外靠彈性驅動可采用一定的油量。排液時應做到以下幾條:
(1)排液的程度以不破壞油層結構為原則,含砂量應控制在0.2%以內。
(2)排液前,必須測井壓及井溫以便為試注提供依據。
(3)油水邊界外的注水井排液時,要求定時取水樣和計算產水指數。
(4)應以排凈井底周圍的“污物”為目的,同時,還要確定注水的排液時間。
2.洗井:注水并排液結束后,在試注之前,應進行洗井。目的是為了把井底的腐蝕物、雜物等沖洗出來。避免油層被臟物堵塞,影響試注和注水效果。
2.注水井洗井
(1)注水井洗井:新注水井排液后,試注前要進行洗井。注水井注一段時間,也要進行洗井,通過洗井,使水井、油層內的腐蝕物、雜質等贓物被沖洗出來,帶出井外。避免油層被贓物堵塞,影響試注和注水效果。一般在以下幾種情況下,必須洗井:
①排液井轉入注水前(試注前);
②正常注水井、停注24h以上的;
③注入水質不合格時;
④正常注水井,注入量明顯下降時;
⑤動井下管注后。
洗井方法一般分正循環和反循環或稱正洗和反洗。即洗井水由油管進入,從套管返出地面為正洗,反之,為反洗。對于下封隔器的注水井只能反洗。
(2)洗井水對環境的影響:注水井洗井用水量一般需幾十立方米,洗井放出的污水,對沒有洗井水回收管線的油田,通常直接排放流人大地,或放進水池里,對環境影響很大,特別是人口密集區或農田,情況更為嚴重。近年來,油田洗井研究出專門用于注水井洗井處理裝置,由水處理車將洗井出口的污水直接處理,循環洗井,直到出口水水質合格為止,這樣避免了洗井水外排對環境的污染,并減少水資源的浪費。
3.注水井增注
在一個注水系統中,由于地質情況的差異,注水井洗水能力各不相同,注水壓力相差較大時,一般采用提高注水泵泵壓,調整注水井閥門,控制注水井的注水壓力和排量。當少數井需要高壓時,在滿足多數井的壓力需要情況下,對高壓注水井則采用單井或幾口井增壓方法解決,這樣可提高注水系統效率,減少能耗。
根據注水井壓力和排量,選擇合適的增壓泵,將注水站提供的已具有相當壓力的水,再次升壓,保證注水井的需要。
4.注水系統設備腐蝕和防腐
(1)注水井對設備的腐蝕:任何金屬設備都存在腐蝕問題,而在注水系統中,金屬設備直接同注入的水接觸,腐蝕尤為嚴重。注水系統的金屬設備腐蝕,主要形式為電化學腐蝕。電化學腐蝕有可分為全面腐蝕和局部腐蝕,不論那種腐蝕,都減弱了金屬的機械性能,都將給設備帶來危害。在注水系統中,水中溶解氧、二氧化碳、硫化氫、溶解鹽類等含量,直接影響金屬設備的腐蝕,還和水的溫度和流量有關。
(2)注水系統的防腐技術:解決注水系統腐蝕的主要技術有以下幾種。
①設備合理選材或進行特殊處理。例如,可以采用耐腐蝕的合金材料或非金屬材料,如不銹鋼,工程塑料和玻璃鋼等,代替一般的碳鋼。同時,對碳鋼材料采用防腐處理法,如水泥砂漿襯里,玻璃鋼襯里或其他防腐涂料等方法,都可以有效的緩解水對設備的腐蝕。
②改變介質狀態。可采用各種方法降低注入水中溶解氣體(如H2S、CO2,O2等)的含量,改變pH值,使其更接近中性,使注水水質達到規定的標準,同時,應盡可能降低水的溫度。
③陰極保護。應用電化學原理,使足夠量的電流通過浸于水中的金屬,以阻止設備的腐蝕。
④投化學藥劑。即在注入水中,投加緩蝕劑,以抑制腐蝕。
篇2:油田油氣集輸注水水處理消防專業用管壁厚選用規定
一、油田注水、水處理和消防專業
1、無縫鋼管壁厚選用
1.1?設計壓力為16.0MPa、20.0MPa,介質為清水、含油污水、聚合物目的液;設計壓力為25.0MPa、32.0MPa,介質為清水、含油污水的注水、注聚無縫鋼管壁厚選用見表1。
表1?20號無縫鋼管壁厚選用表
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
225
250
鋼管外徑
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
168
219
245
273
設計壓力
16.0MPa
選用值
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
7.0
9.0
11.0
13.0
16.0
18.0
20.0
20.0MPa
選用值
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
8.0
9.0
11.0
14.0
16.0
20.0
22.0
25.0
25.0MPa
選用值
3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
7.0
9.0
10.0
14.0
16.0
20.0
25.0
28.0
30.0
32.0MPa
選用值
4.0
4.5
5.5
7.0
7.0
9.0
11.0
12.0
16.0
19.0
25.0
30.0
34.0
38.0
1.2設計壓力為P≤1.6MPa,介質為消防冷卻水、泡沫混合液(防火堤內)的無縫鋼管壁厚選用見表2。
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
350
鋼管外徑
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
168
219
273
325
356
設計
壓力
1.6MPa
電焊連接、法蘭連接時采用
選用值1
3.0
3.0
3.0
3.5
3.5
4.0
4.0
4.0
4.0
4.5
5.0
7.0
7.0
8.0
9.0
螺紋連接、溝槽連接時采用
選用值2
3.5
4.0
4.5
4.0
5.0
5.0
5.0
5.0
6.0
6.0
表2?20號無縫鋼管壁厚選用表
2、焊接鋼管壁厚選用
2.1設計壓力為P≤1.0MPa,介質為清水、含油污水的焊接鋼管壁厚選用見表3。
表3?Q235B焊接鋼管壁厚選用表
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
鋼管外徑
21.3
26.9
33.7
42.4
48.3
60.3
76.1
88.9
114.3
139.7
168.3
設計壓力1.0MPa
選用值
2.8
2.8
3.2
3.5
3.5
3.8
4.0
4.0
4.0
4.0
4.5
公稱直徑/DN
200
250
300
350
400
450
500
600
700
800
鋼管外徑
219.1
273.1
323.9
355.6
406.4
457
508
610
711
813
設計壓力1.0MPa
選用值
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
8.0
8.0
8.0
2.2設計壓力為P≤1.6MPa,介質分別為清水、含油污水、泡沫混合液的焊接鋼管壁厚選用見表4。
表4??Q235B焊接鋼管壁厚選用表
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
鋼管外徑
21.3
26.9
33.7
42.4
48.3
60.3
76.1
88.9
114.3
139.7
168.3
設計
壓力1.6MPa
電焊連接、法蘭連接時采用
選用值1
2.8
2.8
3.2
3.5
3.5
3.8
4.0
4.0
4.0
4.0
4.5
螺紋連接、溝槽連接時采用
選用值2
3.6
3.6
4.0
4.0
4.5
4.5
4.5
5.0
5.0
5.6
6.3
公稱直徑/DN
200
250
300
350
400
450
500
600
700
800
鋼管外徑
219.1
273.1
323.9
355.6
406.4
457
508
610
711
813
設計
壓力1.6MPa
電焊連接、法蘭連接時采用
選用值
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
7.1
8.0
8.0
8.0
3、不銹鋼無縫鋼管壁厚選用(高壓)
設計壓力P≤16MPa,介質為聚合物母液和三元母液不銹鋼無縫鋼管壁厚選用見表5。
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
225
250
鋼管外徑
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
168
219
245
273
設計壓力
16MPa
選用值
3.0
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
7.0
9.0
11.0
12.0
16.0
18.0
20.0
表5?不銹鋼無縫鋼管壁厚選用表
4、不銹鋼無縫鋼管壁厚選用(低壓)
設計壓力P≤1.6MPa,介質為潤滑油、密封油等高潔凈介質,管道材質為奧式體不銹鋼0Cr18Ni9Ti;設計壓力P≤1.6MPa,介質為聚合物母液和三元母液管道材質為奧式體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的鋼管壁厚選用見表6。設計壓力P≥1.6MPa的不銹鋼管道通過計算確定。
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
鋼管外徑
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
設計壓力
1.6MPa
選用值
3.0
3.0
3.0
3.5
3.5
4
4
4
4
4
公稱直徑/DN
150
200
250
300
350
400
450
500
600
鋼管外徑
168
219
273
323
356
406
457
508
610
設計壓力
1.6MPa
選用值
4.5
7
7
7
7
7
7
8
8
表6?不銹鋼無縫鋼管壁厚選用表
二、油田油氣集輸專業
管徑不大于DN200時宜選用符合GB/T8163、GB5310規定的無縫鋼管,當管徑大于DN250時,宜選用符合GB/T9711.1規定的焊接鋼管。
原油、天然氣輸送用無縫鋼管尚應符合以下規定:
(1)油氣集輸站場內的油氣管道,當設計壓力P<4.0MPa時,無縫鋼管選用宜符合GB/T8163,設計壓力4.0MPa≤P<10.0MPa時,無縫鋼管選用應符合GB5310。
(2)油氣集輸系統站外管道,當設計壓力P<10.0MPa時,無縫鋼管選用應符合GB/T8163。
1、20(20g)無縫鋼管壁厚選用
公稱直徑DN15~DN200的選用無縫鋼管,設計壓力P≤6.3MPa的無縫鋼管壁厚選用宜按表7執行。
?表7?20(20g)無縫鋼管壁厚選用表?單位mm
公稱直徑/DN
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
鋼管外徑
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
168
219
設計
壓力
≤2.5MPa
選用值
3
3
3
3
3.5
3.5
4.5
4.5
4.5
5
5
6
4.0MPa
選用值
3
3
3
3
3.5
3.5
4.5
4.5
5
5
5
6
6.3MPa
選用值
3
3
3.5
3.5
3.5
4
4.5
4.5
5.5
6
7
8
2、焊接鋼管壁厚選用
公稱直徑DN250~DN900、設計壓力≤2.5MPa的管道宜選用L245螺旋縫雙面埋弧焊鋼管,其壁厚宜按表8選用。
?表8?L245焊接鋼管壁厚選用表?單位mm
公稱直徑/DN
250
300
350
400
450
500
600
700
800
900
鋼管外徑
273.1
323.9
355.6
406.4
457
508
610
711
813
914
選用壁厚
6.4
6.4
6.4
6.4
7.1
7.9
8.7
9.5
10.3
11.9
3、穿路套管壁厚選用
穿路套管材質選用Q235A,穿路管壁厚的選用宜按表9執行。
表9?穿路套管壁厚選用表??單位mm
公稱直徑/DN
250
300
400
500
700
800
1000
鋼管外徑
273
325
426
529
720
820
1020
選用壁厚
7
7
7
7
10
10
12
篇3:油田注水崗位風險評估注水井放溢流刺壞井口，造成污染事故
1.風險預想:注水井放溢流刺壞井口,造成污染事故
2.風險危害:
(1)損壞設備;
(2)破壞地層結構;
(3)環境污染。
3.原因分析:
(1)注水井壓力較高;
(2)放溢流超過規定流量;
(3)地層出砂;
(4)利用生產閘門控制溢流量。
4.預防措施:
(1)注水井放壓時要利用回水閘門控制放溢流,嚴禁利用生產閘門、套壓閘門和回壓閘門來控制放溢流;
(2)注水井放壓時要按規定控制溢流量;
(3)加強巡回檢查。
5.綜合評估:
(1)人員
(2)財產中
(3)環境中
(4)影響中
6.應急措施:
(1)發現井口刺壞,立即停止放壓;
(2)迅速遮擋,防止污染面積進一步擴大;
(3)及時匯報,更換井口,清理污油等。