油气井特殊作业安全技术

267/74第五章油气井专门作业安全技术5.1压裂酸化施工作业安全压裂酸化施工是多工种联合作业，其特点是动用机动设备多、马力大、压力高，施工人员多，时刻短。施工所用液体绝大部分是用各种化学药剂配制而成，对人体都有不同程度的毒性、刺激性或烧伤作用，还有些是易燃品。施工中任何一个环节发生问题，都有造成事故的可能。因此压裂酸化施工的安全工作只有从总体设计着眼，从基础工作做起，作为一项系统工程来认识、来治理，才能做好。一、施工设计的安全要求1、压裂施工井场布置原则对井场道路及电力线路的要求压裂酸化施工井场，要依照施工规模统一规划。施工车辆停放位置距井口要保持一定距离，最少不要小于10m。施工区内应填平夯实，保持一定坡度，不存积水，不窝车辆。规划时应考虑到在施工过程中拉运支撑剂(或拉运液体)的车辆能顺利出入。进出井场道路的转弯处，应依照施工车辆的转弯半径适当加宽路面，做到不打倒车，进出方便。所有施工车辆和液罐的摆放位置应远离已架高的各种电力线路，更不要摆在其线路下面。横穿道路的电线要在过车前检查，高度不够者应提早加高。2、液罐、施工车辆、放喷管线和排污池的规划布局为了施工安全，所有液罐、施工车辆应摆在井口的上风方向。与施工无直接关系的车辆(如交通车、餐车、抢救车等)应停放在井场以外的安全处。排污池应设在井口的下风方向20m以外。放喷管线用硬管线，并分段固定牢固，两固定点之间距离不能大于10m。出口端不能接90°弯头。(压裂施工井场布置示意见图5.1)。3．气井施工过程中对放喷流程的安装布局要求为了在压裂酸化前后对气井进行试气而在井场安装临时测气流程时，应结合施工进行统一布局。全部流程应避开车辆通过区和压裂设备摆放区。放喷管线和井口出气流程管线应分开，需进哪条管线应可随意用闸门操纵。天然气出口点火位置应处于距井口100m以外的下风方向。4、井口装置的安全要求1）井口装置的选择与试压井口装置应依照压裂酸化设计的最高施工压力来确定，也确实是讲所选井口装置的公称压力必须大于或等于施工没计的最高压力。井口装置在安装前必须整体试压，合格后才能上井。属油井的按水密封试压标准试压，属气井者按气密封试压标准试压。2）套管短节的检验与安装压裂井所用套管短节的材质与规范应与井内所连接套管相符，凡退火部分应切除不用，以保证套管短节的强度。所车新扣应光洁无毛刺，经试压合格(试压标准为原厂家试压压力值的80％)，在井口用手上紧，应余3～3.5扣(指8扣／英寸的套管)，余扣过多或过少都不图5.1压裂施工井场布置示意图合格，不能使用。上扣前涂丝扣油，用链钳上紧后应无余扣。套管短节如漏失，应卸掉更换，不要焊死，因为焊后焊缝两侧的管壁被退火，强度被降低。图5.1压裂施工井场布置示意图图5.2某压裂施工现场3）井口装置的安装图5.2某压裂施工现场套管短节、底法兰、套管四通应分段安装，以爱护套管丝扣和保证上扣质量。套管四通以上部分的安装可依照施工要求而定。井口装置的钢圈由低碳钢材料制成，较软，应防止碰坏。注意检查钢圈和钢圈槽，应无损伤、无锈蚀、无泥土，擦洗千净。上紧法兰盘螺栓时应对角上紧，将法兰紧平。安装完后用钢丝绳将井口装置四角平衡崩紧。5、油基压裂液施工的安全要求油基压裂液罐应摆放在距井口较远(最好50m以外)的地势低洼处。罐与混砂车应保持5m以上的距离，中间应设高度不低于0.5m的防护堤，将罐区与设备区隔开。最好用带有呼吸器的密封液罐。不要在高温天气(尤其是30℃进井场车辆排气管要装阻火器，防止火花排出。6、压裂酸化施工区内的安全要求现场应禁绝明火。施工一开始各岗位人员应严守岗位，注意力集中，高压区内人员全部撤离。非施工人员应远离靥工现场。大型施工应划出警戒区，派专人负责警戒。在警戒区内禁止闲人停留或穿越。7、确定施工压力时应注意的问题在有关的各种手册中所列出的套管L或油管)各项强度值，是指在单一应力作用下的最小破坏强度。但在井内的套管(或油管)在施工中是受多种应力综合作用的，因此其单项实际强度低于理论数值，这一点要特不注意。1）．施工最高压力的选定施工最高压力要小于套管最薄弱段的抗内压强度，建议操纵在80％以内。如满足不了施工要求，在工艺上应采取爱护套管措施，避开薄弱段，以防压破套管。列压裂管柱也是一样，不论哪个部位，只要强度不够，都应更换。2）套管平衡压力的确定对下封隔器的井，尤其是对下封隔器爱护套管的井，套管打平衡是专门重要的，可起到如下作用：①防止施工压力超过封隔器胶皮强度，将胶皮压爆。②在水力锚不起作用时，防止因封隔器上下移动而拉破胶皮、顶弯油管。③使套管受力相对趋于均衡，从而爱护了套管。在确定平衡压力时首先应考虑套管强度(如前所述)，另外也要防止套管平衡压力过大，将封隔器胶皮压回，失去封堵能力。一般可按下式考虑：Pl<P2一P3式中Pl——套管平衡压力；P2——施工压力；P3——封隔器正常工作压力。另外，在套管打平衡时，应装套管限压爱护器，防止压力突然上升，损坏套管。二、施工设备的安全保障1、高压管汇系统的定期监测治理高压管汇系统在压裂酸化中是直接承压、受腐蚀的部位，也是最容易出问题的部位，应当引起足够重视。在新投用前就应逐根逐件探伤、测壁厚，将测得结果作为基础资料存档。自投用之日起，应当每年定期探伤、测壁厚1次。如发觉异常应增加探伤、测壁厚次数。在探伤中如发觉有裂纹管件，该管件应立即报废。同期投用的成套管汇，如发觉其中20％以上管件有裂纹者，建议全套管汇报废。在测壁厚中，如发觉管件壁厚变薄，应按最薄处核算管汇抗内压强度。现场施工最高压力应低于核算后的管汇抗压强度。如满足不了现场施工要求，应换掉抗压强度不够的管件。抗内压计算公式为式中Pin——管子自内部压破管壁的最小压力，MPa；k——安全系数。安全系数值一般取k=2；n——壁厚系数，取n=0.875(考虑壁厚为125％的负公差)；——管子钢材的屈服强度(用最小值)，MPa；δ———管子壁厚，cm；D0——管子外径，cm。2、压裂泵液力端(泵头)的检查与监测合理使用，精心维护泵头，是延长泵头使用寿命、防止泵头突发事故的重要措施。每次施工完后应认真清洗泵头内腔，以防止酸、碱、盐的腐蚀造成应力集中点，使泵头过早损坏。装有缓冲器的泵头，应每月核对一次缓冲器压力，低于额定压力者应及时充气，如漏气要及时修理。缓冲器是防止高压系统产生水击的要紧手段，应当引起足够重视。另外在换凡尔时要认真观看泵头腔内有无裂纹，如发觉裂纹应立即更换新的泵头。有些泵头上装有放空闸门，在泵运转时或承压时不要打开此闸门放空，以防止发生事故。3、施工压力显示系统的校对与检查随着压裂酸化设备自动化程度的提高，显示施工压力的部位也在增多，如仪表车自动记录压力、数字显示压力、各压裂车泵压表指示压力等。如各部位压力显示不同，施工时就无所适从。因此整个压力显示系统应当每季度标定一次，与标准压力的误差应小于±2％。4、超压爱护装置的检查与部件更换安装超压爱护装置的目的要紧是为了防止泵压过高，超过承压系统的额定压力，引起机械和人身事故。因此不论原车组配备何种型式的超压爱护装置，都必须使用。而且要定期检查，使其性能可靠。5、紧急熄火装置的保养与检查安装紧急熄火装置的要紧目的是在专门情况下，采纳正常方法熄火停机无效时，用机械的方法将发动机进气管关死，强制发动机熄火。关闭进气管的动作是通过在进气管中装一可操纵的活门来实现的。这种装置要经常检查维修，电路部分要保持完好、正常；电磁阀要能正常动作；连杆机构要清理注油，防止锈死；操作手柄要能拉到规定位置。建议每半年试用一次，使之经常处于完好状态。这种装置是在紧急情况下使用的，非紧急情况不要使用。一旦使用紧急熄火装置将发动机熄火后，注意要将熄火活门恢复到原来位置，以便下次启动发动机。6、对酸化施工设备的配套要求酸化用的酸液属于强酸类型液体，稍有漏失就直接威胁人身安全、造成环境污染。因此总的要求应当是人不见酸、酸不见天、密闭施工。1）．现场酸化施工流程推举按下述要求配套：所用酸液在酸站配好，用酸罐车拉至井场，采纳如下流程注酸：酸罐车密闭供酸泵车酸罐车密闭供酸泵车酸化压裂泵车进入井内施工前高低压管汇用无酸液体试压。注酸完后用无酸液体清洗高低压管汇，此清洗液应作为替置液注入井内。7、其它安全配套要求在压裂(酸化)地面管汇中，对应的每台泵车，混砂车、酸泵车的每条进出口管线都应配有单向阀，以备施工中发生问题时便于处理。8、施工时消防设备的配备①常规施工按正常规定配备消防设施，并保证性能可靠。②大型施工、高产油气井和在施工中认为应重点防护的井，除常规消防设施外，应加配消防车，至少2台在现场值班。三、施工过程的安全操作鉴于压裂酸化作业的专门性，施工时必须有专人统一指挥。为了便于理解和叙述方便，按现场施工操作顺序分述如下。1、施工前施工车组不带压试运转的方法及要求施工流程连接好后，首先要进行不带压试运转(即走泵)。其目的是检查高低压管汇是否畅通，仪表是否工作。同时将流程内的空气用液体全部替出，以免空气与天然气接触而引起爆炸，或因泵内有气体阻碍泵的正常工作。其方法是将泵注液体通过井口装置的总闸上部生产四通(或三通)进入放喷管线放空。走泵时刻的长短以仪表显示正常、各压裂泵的空气排完、上水正常为限。2、管汇试压为防止在施工过程中管汇漏失，致使施工中断，甚至造成不良后果，高低压管汇在正式施工前都应试压。配备有试压泵的车组，应当用试压泵试压。没有配备试压泵的车组，用压裂泵试压时，必须由操作熟练的人员操作。将带泵的发动机油门降到最低位置，挂l挡，单泵试压。在泵压未达到所规定压力前提早摘挡，靠惯性最后达到所试压力。不论何种情况，试压时操作人员都要注意力集中，所有人员全部撤离高压区。低压管汇所试压力应不低于1MPa，高压管汇所试压力应高于所施工井的最高施工压力。3、循环洗井和试挤的安全技术要求此处所讲的循环洗井，目的不是清理井筒，其目的要紧是从安全动身，检查井内管柱是否畅通。核对井筒是否已充满液体。因此开始洗井应慢速注入，以返出正常为限。对井内下有封隔器不能洗井的井，应通过试挤查清井下情况。特不是酸化施工井，在洗井后进行注酸之前必须试挤。观看井口是否漏失，地层是否汲取，算出吸水指数后才能向井内注酸。不论上述哪种不正常情况存在，假如注酸过早，都会导致施工失败，使已泵注的酸液无法回收，最后流到地面，造成污染，威胁人身安全。4、平稳施工的安全技术要求平稳施工的核心确实是要求排量稳、压力稳，压裂泵车工作时不晃动(不走空泵)且工作平稳。为此，首先供液压力要平稳，加支撑剂速度要平稳，这是确保安全施工的关键。在实际操作中，开泵时应先开一台，待运转正常排量稳定、压力稳定在同意值以内后，才能开启第二台泵。再加泵也是如此。加挡也是一样，应由低到高、逐步加挡。使压力和排量缓慢平稳上升，一次达到设计值。做到加泵加挡一次成功。尽量幸免加上去又减下来，使压力和排量忽高忽低，大起大落。在压力和排量调整平稳，各泵工作正常后，重要的是防止走空泵(泵不上水)。因为在高压条件下，严峻的走空泵可能拉断井口、折断高压管汇、打坏压裂泵，造成重大事故。因此现在要紧密注意压力和排量是否稳定，同时供液泵车(混砂车或供酸泵、车)要保持足够和稳定的供液压力，以防止压裂泵走空。一但发觉压裂泵车晃动严峻(即走空泵)，要立即采取措施，若措施无效，应立即停泵。如有半数以上走空泵者，应停止施工，查出缘故进行处理后才能接着施工。5、带酸施工的安全注意事项酸液和酸液的各种添加剂，大多数都具有不同程度的毒性，与皮肤接触会发生烧伤。酸液与硫化物的积垢作用能够产生有毒气体硫化氢。因此在对含硫的油气水井进行酸化作业时，施工人员应戴防毒面具。砷化物有毒，不易分解，而且与铝或镁接触会产生三氢化砷有毒气体，故应幸免用砷化物作酸液添加剂。施工时应作到：①严格按照工序进行工作，即走泵一试压一循环洗井一试挤一求吸水指数一挤(替)酸。②井内返出液体应放入坑内。③被酸液污染的衣服应洗净再穿。④施工人员应穿戴劳动爱护用品，劳动爱护用品如何配备应依照各油田的特点而定。6、人身安全的急救措施含酸液体和其它对皮肤有烧伤作用或有毒性液体接触到人身时的处理措施：①首先用淡水冲洗，必要时加肥皂清洗，尽快洗去有害物质，以缩短对人身的损害时刻，减轻损害程度。②发觉有烧伤时，用含量0.85～0.9％的盐水(重量比)浸泡或滴到伤面处。用以止痛和防止组织液析出，幸免脱皮。但要注意盐水浓度要掌握准确，过高或过低都不能达到理想效果。③经上述处理后，视轻重程度确定是否送医院治疗。四、施工过程中复杂情况的安全处理1、高低压管汇或井口漏失的处理在施工中管汇刺漏，属总管汇者，应停泵放压后处理，属单泵管线应停单泵。不要在停单泵时换单泵管线，因为在高压区工作是危险的。更不要在管汇承高压的情况下砸紧由壬，这种徒劳的作法太危险。假如是混砂车(或酸泵车)排出管线刺漏，可关闭两端闸门，动用备用管线；吸入管线刺漏可抢换管线，但要动作迅速。有酸者要注意防护，所换管线注意排出空气后才能使用。井口装置刺漏应停泵放压后处理。2、压不开地层的处理在开始施工时，如一开泵泵压就直线上升，要立即停泵，检查闸门是否倒错。如确认闸门没问题，井筒和井下管柱差不多上畅通的，泵压达到同意值后，地层仍不汲取液体者，应停止施工。待查清井下缘故采取具体措施后再进行施工。如泵压达到同意值后，地层汲取量太小，达不到设计要求者，不要用提高泵压的方法提高排量，如此作是不安全的。正确的方法是在工艺措施上找出路。3、施工过程中泵压升高的处理方法压裂(酸化)施工是一项短时紧张的工作，对指挥员尤其是如此。施工时要紧密注意泵压、排量、砂比的显示值，这3项数值是相互阻碍、可相互调整的。施工中正常的压力缓慢上升不一定差不多上坏事。那个地点要讨论的是在排量和砂比都保持稳定时，泵压突然上升或上升太决。现在如处理稍慢就有可能发生事故。具体如何处理要紧靠指挥员的经验，一般采取如下处理方法：①准确掌握支撑剂到达地层的时刻，紧密注意压力变化。支撑剂进入地层后如泵压专门快上升，应酌情停止加支撑剂，打替置液，观看情况，再确定能否接着加支撑剂。②如泵压突然升高，接近最高同意压力，要立即停泵，放喷，反循环洗井，将井内未进地层的支撑剂洗出，防止沉在井内。③在正常施工中，特不是在压力接近最高同意压力的情况下，泵压突然降低之后又升高，应停泵．反循环洗井，注意验证井下管柱或套管是否断、脱、压破或发生其它情况。4、井口放喷的安全技术要求井口放喷是在压裂施工中，由于各种缘故，已无法接着施工的情况下进行的。一般来讲这时井口压力较高，因此只有操纵压力放喷才能保证地面和井下的安全。泵排测试射孔酸化泵排测试射孔酸化油管定位短节水力泵滑套出口托砂皮碗球座内置式压力计托筒封隔器筛管油管点火头射孔枪释放装置图5.3酸化四联作管柱结构图如条件许可，应采取循环洗井放喷的方法，尽快将井筒洗通，将砂冲出，防止砂卡压裂管柱。5、防止砂卡压裂管柱的措施由于各油田的情况不同，防止砂卡的措施也各有不同，但如下几点要认真作好。①顶替液量要合适，尽量减少井内沉砂，以杜绝砂卡的可能。②循环洗井要完全(特不是在施工中砂堵的井，能洗井者一定要尽快洗井，防止沉砂)，要求洗井液量达到井筒容积后，返出液体不含砂(洗井合格)。③对可能可能砂卡的井，要立即起油管。④起油管时如发觉遇卡，不要硬拔，应立即加深油管，再上提下放活动解卡。在下压裂管柱时，要求油管和油管挂之间必须加短节联接，以防止遇卡时提不起来，又放不下去的现象发生。五、多联作井下作业中的安全问题在井下作业中，常规作业时各工序相对较独立；换管柱频繁，不能连续完成射孔、测试、泵排、措施等工作，容易造成地层第二次污染；周期长、成本高，安全风险大。近年来，逐步进展了称为多联作工艺的作业工艺，即一趟管柱能够完成常规的多项作业工作。比如将试油、射孔作业联作，能够提高资料品质，缩短作业周期，降低作业成本，减少污染。如图5.3为泵排、射孔、酸化、测试的酸化四联作管柱结构，采纳复杂的作业工艺，一趟管柱就能够完成四项作业内容。这种多联工艺，关于提高低孔低渗储层的产能、降低成本和费用，效果特不明显。但由于工艺复杂，专业作业人员多，动用的设备多，作业时刻相对单项作业要长，各作业工艺之间存在相互阻碍紧密，出现异常情况时，处理复杂，因此，其安全问题是需要研究的新课题。

5.2注蒸汽热力采油安全技术我国有着丰富的稠油资源，50年代就在新疆克拉玛依油区发觉了浅层稠油，据不完全统计，到90年代在我国12个盆地中已发觉70多个稠油油田，探明和操纵储量约16亿吨，分布在辽河、新疆、胜利和河南等油区。稠油开采困难，克拉玛依于60～70年代就进行了蒸汽驱和火烧油层的小井组试验，80年代以来稠油的热力开采逐步走向工业化，1997年稠油热采产量稳定在1100×104t。通过几十年的科技攻关和实践，引进先进技术、设备和自力更生相结合，已形成与国内稠油油藏的特点配套的热采工艺技术。一、热力采油的特点图5.4热力采油(火烧)原理图热力采油确实是将热量有打算地注入到油层，或在油层内产生热量，从井里采出原油。它适应于用常规采油方法不能正常开采的稠油油田的开采。要紧包括火烧、注蒸汽、注热水和注热气等4种方法。在我国目前较普遍采纳的方法是注蒸汽热力采油。所有热力采油工艺方法差不多上向油层内注人热量以降低原油粘度，减小油藏内流淌阻力，达到增加原油产量、提高采收率的目的。图5.4热力采油(火烧)原理图将蒸汽有打算地注入到油层，从井里采出原油确实是注蒸汽热力采油。它包括蒸汽吞吐和蒸汽驱2种工艺。稠油蒸汽吞吐开采蒸汽吞吐开采又称周期性注蒸汽或循环注蒸汽方法。其工艺要紧包括在同一口井注蒸汽、关井浸泡(焖井)及开井生产三个时期。即首先依照油层状况向井注入一定量的高温、高压水蒸汽，然后关井停注(焖井)几天，使注入油层中的蒸汽与油层热交换，加热油层，加热带向外扩大，而后开井放喷或抽汲生产。注入水蒸汽的量以及焖井时刻要依照井深、油层性质、原油粘度、井筒热损失等条件设计。蒸汽驱工艺即在一个区块（层位）中，布置一些井注蒸汽，另外布置一些井抽汲生产。热力采油的要紧特点：①设备密集、技术复杂。热力采油中使用的要紧设备是直流式蒸汽发生器(锅炉)，它是集多种设备于一身连续工作的综合性没备。由于热力采油应用了多学科理论和技术，因此要求热采治理人员和工人在使用操作和维护治理上应具备采油、热工、机械等专业的知识和相应的技术水平及治理经验。油层

隔热管

封隔器油层

隔热管

封隔器

整筒泵

补偿器

油层

隔热管

抽油杆

图5.5蒸汽吞吐热力采油的管柱结构示例③集水、电、气(油)、火于一室、操作要求严格。国内外所制造和使用的蒸汽发生器均采纳具备独立工作、单一供水、电、气(油)、集中安装、统一操作的系统没备，对设备在启动、运行、停炉中的操作和监测有严格的要求。④配套技术要求复杂。热力采油的核心设备尽管是蒸汽发生器，但其配套技术是热力采油中不可缺少的重要组成部分，诸如注汽管网、高温蒸汽的输送分配技术、热采井口、井筒隔热、固井技术、井下工具、钻井技术、采油技术、计量、集输等，在设计、选材和工艺技术上要求高而且复杂。这是热力采油较常规采油的又一不同点。二、热力采油的安全技术教育热力采油是在高温高压环境中采纳先进的热采设备和技术从地下采出原油。热采过程中，职工们不仅要掌握高温高压下热采安全知识，而更要掌握操作热采设备，工艺的安全技术，以防止因操作技术不佳造成事故，给国家财产和职工生命带来重大损失。因此，加强对热采职工的安全技术教育尤为重要。1、热力采油安全技术教育内容热力采油安全技术教育包括一般安全技术教育和专业安全技术教育。一般安全技术教育是为了使热采工人熟悉热力采油最差不多的安全技术知识，以便在热力采油过程中达到安全生产的目的。要紧教育内容有：①热力采油中要紧没备蒸汽发生器(热采锅炉)的构造、原理、性能和正常操作技术；②热力采油生产过程中配套设备的安全使用常识：③热力采油防火、防爆、防烫伤的知识；④防火防爆设备的使用方法；⑤个人防火防爆防烫伤劳动防护用品、用具的使用、保管方法；⑧发生火灾、爆炸、井喷后抢险中的防护知识。专业安全技术教育是依照热力采油生产特点和需要而进行的专门的、深入的安全技术教育。要紧教育内容有：①热力采油要紧设备蒸汽发生器(热采锅炉)安全技术参数；②热采锅炉自动爱护系统安全技术知识；③热采锅炉水质处理系统的技术要求；④热采锅炉搬运、安装、调试的安全技术要求；⑤热采锅炉的安全操作要求；⑥热力采油生产过程中工艺安全技术要求；⑦热力采油井下怍业中的安全操作规程；⑧热力采油过程中防止井喷的安全措施和井喷后安全处理知识；⑨热采过程中其他事故安全预防和安全处理知识；⑩热力采油安全规章制度；⑾热力采油过程中重要生产部位和各危险点源检查及防范知识。2、教育方式①对新工人要严格进行“三级”教育，教育合格后方可上岗；图5.6直流式蒸汽锅炉②对专业特种作业人员进行专门培训、考核、发证。培训可采纳脱产培训和现场实地培训方式进行。图5.6直流式蒸汽锅炉三、热采锅炉及其他设备材料的安全技术措施1、热采锅炉的安全措施1）、热采锅炉安全技术参数和相应的爱护措施①热采锅炉出口压力一般为17.2MPa（额定压力21MPa）。为保证热采锅炉不发生超压事故，锅炉设计中采取了3项爱护措施：•在锅炉出口设置超压报警开关。当锅炉出口压力达到17.5MPa时，压力开关动作，使锅炉自动停炉报警，这是首要的超压爱护措施。超压报警开关要求每季度校验1次，确保其动作准确、灵活。•在锅炉出口装有2个蒸汽安全阀，其动作压力整定值一个为17.8MPa，另一个整定值为18.3MPa，其作用是在压力开关失灵时，锅炉超压开启泄压，幸免事故。•在柱塞泵出口安装一个整定值为19.6MPa安全阀，其作用是爱护柱塞泵及锅炉幸免超压发生事故。②锅炉的最高工作温度为353℃，（额定温度=320℃），这是17.2MPa压力下蒸汽的饱和温度。锅炉设计中采取的爱护措施是设有蒸汽温度高于③蒸汽干度设计值为<80％，（额定值=70%），这是由于水质条件限制的。因水处理过程中只除硬而没有除盐，必须保留20％的水分把可溶性盐类带出锅炉，防止结垢。在带有微机操纵的热采锅炉上设有蒸气干度高于90％时报警爱护装置，当干度超过此值时自动停炉。一般注汽锅炉依靠人工化验分析干度来监督。④燃烧方式——气、油两用。为保证锅炉安全燃烧，设有下列安全爱护措施：•燃料压力低自动停炉报警。天然气压力整定值为70kPa，燃油压力整定值为600kP。•燃油温度低于70℃•雾化压力低于200kPa自动停炉报警；•熄火自动停炉报警；•鼓风压力低于15kPa自动停炉报警。2）．热采锅炉搬运与安装的安全要求热采锅炉属于超高、超宽、超长设备，搬运过程中必须捆绑牢靠，悬挂明显的超高、超宽、超长标志信号，运行时必须必须有专人负责清除行车障碍，时速不得超过45km／h。热采锅炉安装要求①撬座式热采锅炉的安装要严格按照制造厂家提出的安装要求施工，基础稳固，水平；②拖车式热采锅炉在安装过程中要求场地平坦，地面夯实。前后支承基础牢稳，调整水平使拖车轮胎不得受力，手刹车必须剁死；③水、电、气的安装要符合要求，交叉处要有足够的安全距离，要便于操作人职员作；④平台、梯子安装必须符合安全技术要求，排污系统要最大限度地减少对环境的污染；⑤设备必须有良好的接地。3）．热采锅炉水质处理系统的技术要求热采锅炉对水质处理系统有较高的技术要求，水质指标不合格，会对锅炉和管道系统有不良阻碍，也会对地层（油层）造成污染。其水质指标应满足有关的技术要求。4）热采锅炉自动爱护系统安全技术要求热采锅炉自动爱护系统包括电气和运行状态监控两部分，用于满足系统运行要求、爱护设备安全。近年进展和变化较多，应针对具体的系统，作好工作，保证操纵系统能可靠运行。为了保证安全爱护系统的灵敏可靠，每个季度应该认真全面检查1次自动爱护系统各整定值的准确性，并做好记录。5）．热采锅炉的安全操作要求热采锅炉属于高温高压锅炉，其安全操作规程必须符合国家强制标准。其运行和操作必须符合遵守安全操作规程。安全部门必须定期进行监察，其监察执行《压力容器安全技术监察规程》。6）．注汽质量监测和资料录用过程中的安全注意要点①注汽质量监测的中心要点是如何提高注入的单位热量在油层中的波及体积，这需要合理调整蒸汽干度、流量、压力参数以取得最佳注入效益。②录用锅炉运行参数的作用是综合监测锅炉运转是否正常，因此，录用的资料必须准确，假如发觉测量仪表不准。应立即检查校验，不同意盲目运行。③要精心保存好新锅炉调试时的运行记录，它是以后锅炉运行状态的标准，应经常把现在的运行参数与原始记录进行对比，从中看出锅炉的变化及是否需检修。④操作人员对记录的运行参数应及时分析，发觉异常要及时报告。⑤每天的锅炉运行报表必须有专人审查，发觉问题及时处理，幸免事故发生。2、其他设备材料的安全保障1）地面注汽管线的安全技术要求①地面注汽管线分固定管线与活动管线2种，设计工作压力17MPa，工作温度350℃②无缝钢管选材要符合标准，焊缝要100％探伤。管线施工完要进行28MPa水压试验，稳压5min以上不渗不漏，方可投入使用。③对地面注汽管线每使用1年要进行测厚1次，地面截止阀要定期检查保养。④管线连接每隔50m要加1个热补偿器，过路处固定管线要有龙门架，活动管线要加爱护，幸免车压。⑤管线穿过低凹处或水塘，必须架空，严禁管线浸没在水中。⑥注汽前先对管线扫线预热，并检查是否有堵塞及渗漏，以及固定管线的支架处有无移动，活动管线连接处有无松动。以杜绝隐患。⑦注汽停炉后，要关掉送进汽及井口阀门，打开放空阀门，放掉管线内的余压和水，拆除活动注汽管线。冬季要防止冻坏管线。2）．热采井口装置安全技术要求注汽井口设备包括阀门，四通，法兰，短节等。它们的压力要求同地面注汽管线。四、热采过程中的安全技术要求1、注汽工艺安全技术要求1）热采井对钻井工程质量的安全技术要求稠油区钻热采井的工程质量必须符合热力采油工艺的安全技术要求。①应采纳7”以上油层套管完井。因为稠油开采井一般工2艺复杂，只有大井眼、井斜小、狗腿②要爱护油层。要求钻井钻到油层顶部时，调整钻井液，用优质低密度钻井液钻开油层，减少对油层的污染和损害。③固井质量合格，耐高温水泥，必须返到地面。假如钻井质量不合格，注蒸汽采油时，就容易发生汽窜，阻碍分层工艺的进行。严峻的会导致水泥环碎裂，甚至套管损坏。④套管的材质要能耐高温，一般要求用抗蠕变性强的N80钢级的套管。注汽井要提拉预应力完井。⑤下套管时，丝扣要上紧。以幸免注汽时发生汽窜事故，导致套管变形和损坏。⑥对出砂的油层，要采取防砂措施。⑦不同意采纳复合套管完井，以免造成热采工具无法通过。⑧完井时装井口，必须上紧丝扣，以免发生井口套管头漏，给采油和作业带来许多困难。2）地面注汽管道工艺的安全技术要求(1)安全设计要求①管道材质要按全国压力容器标准化技术委员会编制的《钢制石油化工容器设计规定》，选用注汽管道材质按YB529—70或YB800—70标准选用20号优质碳素钢。②注蒸汽地面管道，由设计院按《火力发电厂汽水管道压力计算技术规定》设计。其公称压力定为2l.0MPa，温度定为420℃③为确保工作参数下的管道强度，在设计中对管道管件、阀门等都必须选用专门材料和配件。焊接选用氪弧焊打底焊接工艺，焊口探伤照像合格，经试压合格后，才能交付使用。④管道安装，必须要有安全距离。为防止管道在使用中发生爆破事故，危害人和建筑物，管道与建筑物之间要保持一定安全距离。管道走向要考虑交通和其它生产设施的安全，该数据由设计院结合现场实际情况选定。但每40～60m，必须增加一张力弯，管线本身拐弯时，可适当考虑。(2)安全使用要求管道施工验收合格后，交付采油厂使用，采油厂应建立管道档案，对运行时刻、运行状况、维修情况、检测结果以及事故等做详细纪录。运行中，使用单位按锅炉出口压力等级操作，注汽时应以小排量(额定排量的30％)低压力(额定压力的30～一40％)预热管道30min，再进行管道整体试压，压力操纵在160～170MPa，稳定l0min，无渗漏，合格之后，按注汽方案要求，为注汽井供汽。冬季停炉时，应将管道中的积水排出、防止冻裂管道。注汽管道上严禁人行走与坐立。严禁车辆辗压管线，或停留在管线旁，以防止管线意外爆破事故发生，造成人身伤亡和设备的损伤。(3)注汽管道的定期安全检测与注汽过程中的安全监察①注汽管道必须进行定期检测，其检测内容包括管道的壁厚、焊口、保温层、支架、支墩、闸阀等项。检测时刻1年进行1次。经检测认定不合格部分，应进行局部或全部整改，以至更换。②在注汽过程中，注汽单位要进行安全监测。要监测蒸汽沿管道的压力降\温度降、热流量和热损失的大小。此外还要定期巡线检查，发觉有刺漏或事故隐患时，要立即停炉放空进行整改或更换，确保安全生产。例如1988年7月，辽河油田锦45块7号炉注汽时，在巡线中发觉注汽活动地面管线有一处刺漏，将卡箍的一条螺栓几乎刺断。由于及时发觉处理，幸免了一次飞管线事故的发生。4）．注汽前对热采工艺流程的安全检查①检查注汽井口与四通大法兰联结的螺栓是否齐全，螺栓丝扣是否上满上紧。②检查注汽井口各部位螺栓和部件是否齐全，丝扣是否上紧，有无渗漏处，各个阀门开关是否灵活好用，发觉问题，要立即整改或更换。③检查地面管线特不是活动管线部分，走向是否合理。④管线通过道路部分护管是否符合安全要求。⑤检查是否有高压危险的安全警示牌标志。⑤检查所有的卡箍螺栓是否上齐上紧，检查裸露卡箍头是否都有保温层。上述检查都合格后，进行管线扫线和16MPa水压试验。试压合格，管线不渗不漏方可正式注汽。5）停注后的安全要求①当油井注汽达到设计注汽量停炉后，要立即关闭井口的总阀门和生产阀门。在冬季应将总阀门以上的蒸汽冷凝水放掉，以防冻坏井口装置。②停注后要检查地面放空管线是否畅通，处于冬季生产的油田，要特不注意冬季放空管线防冻问题，要求冬季停注后地面管线要放水扫线，防止冻管线。同时要求放空管线要直，不能有大的弯曲。否则在放喷时，由于弯曲处的反作用力，容易造成管线飞起伤人。6）注氮气隔热井安全技术要求①注氮气隔热井，必须保证管柱和井口装置严密不漏。套管和套管头严密不漏。套管阀门开关灵活，严密不漏。否则注进套管中的氮气将会漏掉，就达不到隔热的目的。②从套管阀门一侧接出一根预备注氮气的油管，要求此侧地势要平，氮气车要能靠近井口，能进能出。③注氮气时操作要平稳，注氮气的压力不超过热采井口的工作压力，以免发生意外事故。2、注汽井井下作业中的安全操作注汽井在井下作业中的安全问题，与前述章节大体相同，但在施工中进行压井作业时，需特不注意以下几点：①压井作业的原则是在安全作业条件下，爱护油层不受损害。②压井液密度的选择，应以本次作业前所测得静压值为基准，附加值一般不超过10%。③压井液所需密度在1.0g／cm3以下时，使用热水压井，或者半压井。压井液密度在1.0～1.18g／cm3之间，使用无固相压井液或低损害压井液。压井液密度超过1.18g／cm3需使用泥浆时，必须经厂总工程师、总地质师批准，方可使用。④压井时作好出口计量。发觉井漏时，应停止压井，重新采取措施，保证不污染油层。⑤压井前，采油树螺栓必须全部上紧。压井进口管线试压15MPa，出口管线要固定牢固。⑥压井过程中，严禁在高压管线附近站人，以保证安全。五、热采过程中复杂情况的安全处理1、防止井喷与井喷安全处理在蒸汽吞吐下封隔器的井，油井停喷后起封隔器时，尤如一个大活塞，液量大量排出，液面下降使地层液体(高温油气和蒸汽)流向井筒，在井口无操尽情况下大量涌出地面容易发生井喷。能够采取下述安全措施来防止施工作业中的井喷发生：①油井停喷后，注汽完直接转抽要用优质压井液循环压井；②起下管柱连续作业时，要作好一切防喷预备；③施工作业中，要认真观看井内液面，发觉井内液面降低时要随时灌压井液，使液面保持在井口，一旦溢流加大，要及时抢装井口；④若与该井相邻的井正在注汽，作业过程中视情况可随时停注汽。在注汽过程中，由于蒸汽吞吐井伸缩距不够，顶开井口会发生井喷，另外，与注汽井连通的井（一口井注汽，蒸汽从另一口井喷出，称为汽窜），特不是那些由于未充分认识油层关系，以为没有连通而实际与该井连通的井，假如预防井喷的措施预备不够，也容易发生井喷。对此，能够采取以下安全措施：①对下封隔器隔热的井，伸缩距要留有充分的余地，因为没有伸缩距，或伸缩距不够，容易将井口法兰顶开，造成无操纵井喷，甚至引起火灾；②井口阀门在注汽前要进行检查，看是否灵活好用，如不行用应立即换掉。以便在注汽管线发生断裂时，关闭阀门，操纵井内高温高压蒸汽喷出，幸免发生井喷；③为防止井喷，要保证下井工具特不是伸缩管的质量、井口阀门的质量及其安装质量。④对注汽井相邻的井，尤其是同一层系的油井，要注意观看。若发觉井口温度、井口油套压和油井产液量都上升，就要及时采取措施，防止井喷。由于一般的抽油井井口防喷盒盘根是低压低温的，假如发生汽窜，容易造成抽油油井发生无操纵井喷。因此一旦发觉汽窜，应采取下述紧急处置措施：•注汽井立即停止注汽，并要操纵放喷；•发生井喷的井抽油机要立即停抽，切断电源；•套管操纵放压；•要通过套管用适当密度的压井液压井；•要及时抢装井口和操纵设备；•要立即报警，并调集消防队伍到现场值班；•无操纵井喷容易引起油井出砂，要采取措施防止砂子与金属物如井架、游动滑车、吊环等互相碰撞、产生火花，引起火灾。2、防止漏失及其安全处理注汽过程中固定管线、活动管线、注汽管柱、热采井口和套管都可能因腐蚀、冲刷（蚀）、材质缺陷、施工缺陷、外力冲击等缘故而产生刺漏，甚至爆裂而出现严峻漏失。出现险情后，首先要停注卸压，然后依具体情况处理，切忌带压处理。如发觉供水、供气管线漏失，要关闭供水、供气阀门，进行管线放空，正常停炉，然后处理漏失点。假如需要动电气焊，则要按规章办票。天然气管线在焊接前要进行惰气吹扫，经测定天然气含量合格后，方可在安全范围内动火。3、注汽过程中地面和井下注汽管线、热采井口(阀门)、封隔器堵卡的安全处理造成注汽过程中地面和井下注汽管线、热采井口(阀门)、封隔器堵卡的缘故可能有注汽管线冻结、封隔器堵卡和热采井口(阀门)卡死等三方面的缘故。假如是注汽管线冻结的缘故，一般需要停炉（或低压）分段熔化解冻。阀门卡死则需要停注、待温度下降后更换阀门，作业前要做好一切防喷预备。封隔器堵卡需要停注、待温度下降后，修井处理。4、热采锅炉水、气、电供给突然停止的安全处理①锅炉给水突然停止，锅炉自动报警停炉，启动鼓风机降低炉膛温度，降至正常温度，停止鼓风。②锅炉用天然气突然停止或低于正常运行的天然气压力，锅炉自动报警停炉，启动供水泵，用冷水冷却炉管及炉膛温度降至正常温度，停止供水。③锅炉设备用电突然停止，锅炉供水、鼓风等都停止，这时应手动关闭供气阀门，缓慢打开排放阀，操纵锅炉压力在7MPa左右，让其自然降温。5、注汽井口和注汽管线防火、防爆、防烫伤的安全措施注汽井的防火要求与一般油田工程相同。锅炉存在高温高压，要注意按照强制标准采取防爆措施。因为注汽温度一般高达250度，需要采取防烫伤的安全措施，如下：①凡注汽管线高温散热的地点，必须采取严格的保温措施；②在热注井口装卸压力表、未放空整改注汽管线、开关井口阀等操作时要戴耐高温手套；③试井工在热注井测试时必须穿戴耐高温的工鞋、工衣、手套及防护眼镜；④热注井用防喷管及其配件必须耐高温高压，操作时应认真负责，保证丝扣严密不漏；⑤操作人员放空管线时要慢开阀门，防高温温蒸汽伤人；⑥锅炉紧急放空管线应垂直地面3m左右，避开高压电线，活动管线接箍不应在高压电线下面，以免漏汽引起断电停产。

5.3气举采油安全技术当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，油井就停止自喷。为了使油井接着出油，能够人为地把气体(天然气、CO2、N2)压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油。海上采油，探井，斜井，含砂，气较多和含有腐蚀性成分因而不宜采纳有杆泵采油方式的油井，都可采纳气举采油。气举采油的优点是井口、井下设备较简单，治理调节较方便。缺点是地面设备系统复杂，投资大，而且气体能量的利用率较低。气举采油与深井泵、水力泵和电潜泵采油是目前世界上常用的机械采油方法。气举采油有其独特的工艺要求和安全要求，应从设计、作业和治理等环节，建立一整套行之有效的安全治理措施和制度，确保气举采油全过程的安全生产。一、气举采油工艺1、气举采油的不同形式气举采油按进气的连续性可分为连续气举和间歇气举2种气举方式；按进气的通路分为环形空间进气(正举)和中心管进气(反举)。连续气举是将高压气体连续地注入井内，使其和地层流入井底的流体一同连续从井口喷出的气举方式。它适用于采油指数高和因井深造成井底压力较高的井。间歇气举是将高压气间歇地注入井中，将地层流入井底的流体周期性地举升到地面的气举方式。间歇气举既可用于低产井，也可用于采油指数高、井底压力低，或者采油指数与井底压力都低的井。中心管进气时，被举升的液体在环形空间的流速较低，其中的砂易沉淀、蜡易积聚，故常用环形空间进气的举升方式。气举采油的井下管柱按下入井中的管子数可分为单管气举和多管气举。图5.7单管气举井下管柱示意图图5.7单管气举井下管柱示意图简单而又常用的单管气举管柱有开式、半闭式和闭式三种，见图5.7。开式管柱：管柱不带封隔器者称为开式管柱，只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井。采纳这种管柱时，每次开井时都需要排出套管中聚拢的液体并重新稳定，下部阀会由于液体浸蚀而发生损坏，操纵不当会使套管内的高压气大量通过管鞋进入油管引起油井间歇喷油。（见.7a）。半闭式管柱：带有封隔器的管柱称为半闭式管柱，它既可用于连续气举，也可用于间歇气举。这种管柱尽管克服了开式管柱的某些缺点，但关于间歇气举仍不能防止大量注入气进入油管后，通过油管对地层的作用。（见.7b）。闭式管柱：是在半闭式管柱的油管底部加单流阀，以防止注气压力通过油管作用在油层上。闭式管柱只适用于间歇气举。（见.7c）。此外，还有一些专门的气举装置，如用于间歇气举的各种箱式(腔式)及柱塞气举装置等。图5.8气举过程示意图2、气举采油的工艺过程图5.8气举过程示意图现以油套管环形空间进气的单管气举讲明气举采油时的工作情况。油井停产时，油套管内、外的液面处于同一位置，如图5.8a所示。当开动气体压缩机向油套管环形空间注入压缩气体后，环形空间的液面被向下挤压，如不考虑液体会被挤入地层，那么，环形空间的液体就会进入油管，油管内的液面上升，在此过程中，压缩机的出口压力不断升高。当环形空间的液面下降到管鞋时，如图5.8b所示，压缩气体进入油管，使油管内液体混气，油管内的液面不断升高，直至喷出地面，如图5.8C所示。气举采油系统由气源与气体压缩系统、喷嘴（气嘴）与气举管柱、井口装置、气液分离系统、气体回收与净化系统等部分所组成。二、气举采油工程设计的安全要求气举采油的工程设计应从整个气举系统动身，既要符合工艺技术要求；又要确保人身和设备的安全。1、高压气源油田一般采纳增压气举采油，举升介质(工艺气)使用天然气，不能采纳空气。通过压缩机多级压缩将低压天然气变为高压天然气作为举升动力。由于天然气是易燃易爆气体，以及压缩机（组)自身的结构和设计要求，安全问题就显得十分重要。在气举采油工程设计中，必须注意以下安全要求。1）．天然气气质为了防止压缩机和管线的腐蚀和堵塞，并能保持设备使用效率和延长使用寿命，注入气的气质必须符合以下要求：①组分要符合干气标准，即在0.101MPa和20℃时的lm3天然气中，C5以上的烃液含量低于13.5cm3②硫和水蒸气的含量均要符合商品天然气的标准，即在1.10lMPa和20℃的lm3③假如原动机为天然气发动机，则要保证燃料气中甲烷的含量和气体的热值，并有一个合理的空燃比。2）．压缩机(组)压缩机是一种将机械能转变为流体介质的压力能的机器，是增压气举的心脏。其种类专门多，但在增压气举中一般多选用往复式天然气压缩机。为了保证机组和整个系统的安全运行，在设计中必须满足以下要求：①进气压力和排气压力均要易于调节，并保证机组在额定功率下正常运行。进入机组的低压气和经机组压缩输出的高压气，既能以单机供气又能并联供气，以便于计量、操作、维修和治理，同时也有助于操纵压力波动，保证安全生产。②排气量不应低于实际用气量的1.1～1.2倍，并能在要求的范围内自动调节。当超压或超流量而需外排时，外排气要能自动返流进入低压供气管线中。③各级缸的进、排气温度不能超过其额定值。④润滑油量和牌号要与压缩机(组)的要求一致，要有润滑油量显示和调节装置。⑤每级缸前分离器内的液位要能自控或手控。⑥压缩机不能超振。⑦整个机组要有自动补偿和报警系统。3）．发动机①发动机的功率必须与压缩机匹配，并依转速与功率之间的关系，找出安全满负荷时的最佳工作转速。②各缸温度及缸间温差不能超过设计值。③发动机不能超振。④工作不正常时，要能自动停机和报警。4）．高压容器①要依照工艺要求选择工作压力等级，并装安全阀。②要有油和污水排放系统，分离器要能自动排液，并有液位显示和超液位报警装置。5）．地面流程①整个系统的运行工况要能自动联锁操纵和报警。②天然气增压系统必须是一个全密闭系统。既要严防空气进入天然气供气管线中，又要严防管线中的天然气外漏。③油气分离器要适应气举井采油时气油比较大和回压较高的特点，使油、气有效分离。④油、气计量系统要准确。⑤压气站、配气站和计量仪表问要保持空气流通，并安装可燃性气体检测报警装置；高压注气分配阀组不得漏气；安全阀要灵敏可靠。⑥对气举管线要防腐和保温，易冻部位要有加热措施。⑦要有吹扫、清洗和解堵管线的措施。⑧要有防火、防爆、防毒、报警和紧急放空等设施。2、井口与管柱气举井的井口装置和井下管柱结构必须与气举方式和油井井下状况相适应。1）．井口装置(1)气嘴安装于气举井口的注气管线上，用于操纵单井注气量。要合理选择气嘴孔径，并要有防冻解堵措施，如加热或加化学剂等。(2)时刻操纵器一般装在间歇气举井的注气管线上，要适应气举井野外环境的要求，并能依照设计的注气时刻和注气周期进行调节。(3)压力操纵器当井口注气压力波动较大时，应在气嘴或时刻操纵器前串连一个压力操纵器，以保证气举井有一个相对稳定的注气压力，有助于经济生产和安全生产。(4)生产油嘴为了减少压力损失而提高气举效率，气举井一般不装生产油嘴。但考虑国内油田一般不是单井直接进集油站的流程，而是经计量站计量后再集输进站。因此，当气举井压力波动较大时，为了确保计量站的安全，也可在连续气举井井口装一个油嘴。所选油嘴尺寸的大小，一般应能使气举井正常生产时的油压稍大于回压。(5)单流阀关于间歇气举井和问歇出油的连续气举井，一般要在井口装一个单流阀，以防油井在不出油期间发生倒流现象。(6)压力记录仪安装在井口记录气举井的油压和注气压力，有助于推断气举阀和油井工况，并进行动态分析和排除故障。2）．井下管柱(1)气举管柱的选择单层气举采油时，一般有开式管柱、半闭式管柱和闭式管柱3种。在设计时应依照气举方式和油井状况，选择合理的管柱类型和结构，确保工作可靠，达到经济生产和安全生产的目的。(2)对油、套管的要求气举井的油管和套管必须不渗不漏、不变形和不损坏。油、套管的尺寸和组合，以及注入气和产出液的通道，均应符合气举井的设计产量和注气量的要求。另外，要在油管底部安装一个投捞式十字架，以防油井落物落人井底；当需测试出油剖面时，可用投捞工具串将该十字架捞出，测后再投入。(3)顶阀和底阀的安全分布方法①排液时为了便于顶阀打开而使排液接着加深，一般采纳如下公式确定顶阀深：式中L1——顶阀(第一级阀)深，m；Pwh——井口油压，MPa,Pko——井口启动注入压力，MPa；Gs——压井液(静液)压力梯度，MPa／m；②为了保证单点注气，防止阀间干扰和提高气举效率，底阀与其相邻的上一级阀的最小间距，不能小于下式的计算值：(DBV)min=ΔP/Gs式中(DBV)——底部气举阀与其相邻的上一级气举阀的最小间距，m；△P—一上一级气举阀的注气压差，即阀的打开压力与流压之差，MPa；Gs——压井液(静液)压力梯度，MPa／m；3）．井口操纵装置与气举阀为了做到安全生产，井口操纵注气量装置必须与井下气举阀的类型配合使用。一般情况下，井口安装气嘴时，关于连续气举井可选用平衡气举阀或非平衡气举阀；关于问歇气举井可选用非平衡气举阀或导向气举阀。井口安装操纵器时，一般用于间歇气举井，这时井下可选用平衡气举阀、非平衡气举阀或导向气举阀。3、气举井1）气举方式和采油区的选择为了经济生产和安全生产，要正确选择气举方式和合理选择气举采油区。(1)气举方式的选择单井设计时要对油井产能进行预测，并结合井深和井况选择合理的气举方式。在生产过程中还要定期进行动态分析并及时转换气举方式。(2)气举采油区的选择、选择气举采油区时，要遵循以下原则：①注采系统比较完善；②油井有一定的生产能力；③按注水井组、层系或区块划分开采单元，以免加剧地下流体的渗流矛盾或损害油层；④气举井相对集中，便于安全治理。2）注气压力要选择一个合理的井口注气压力。因为过低时达不到所要求的举升深度，油井潜力不能充分发挥；过高时又不安全，生产成本高，有时还会阻碍地层液体流人井内。因此．选择井口注气压力时应遵循以下原则：①尽量减少气举阀的级数，使管柱既简单又可靠；②保证进气点(注气点)位于油层顶部附近；③进气点处的注气压力，大于流压一个适当值。3）注气温度井口注气温度不宜低于地表恒温层的温度。因较低时油井结蜡严峻，不利于生产；较高时则会阻碍注气管线的使用寿命。4）．注气量设计时应优选一个最佳注气量(气液比)，因当注气量偏低或过高时均达不到所戛求的生产压差。尤其当注气量过高时，既容易损坏气举阀，又白费了高压气和阻碍油井产量。5）．井口油压要在产出液能从井口流向计量站的前提下，尽量降低井口油压。因较高时既不安全，又阻碍气举效率。6）井底流压连续气举井的井底流压是一个相对稳定值。间歇气举井在每个周期内的井底流压则是一个变化值，为做到安全生产和经济生产，应优选一个平均井底流压值。7）生产压差设计时要依照油层特性、套管现状和油田开发指标等，选择一个合理的生产压差值。8）进气点进气点(注气点)要选在油层顶部附近。因过浅时生产压差较小，不能充分发挥油层潜力。超过油层时也可不能增加产量，注气量过大时还会发生压力梯度逆转，达不到经济生产和安全生产的目的。三、气举井井下作业中的安全要求气举井井下作业质量直接阻碍着气举井能否安全正常生产，因此应严把作业质量关。在气举井井下作业过程中，除应遵循一般油井井下作业的安全规定外，还要注意下列安全事项。1、起下气举管柱起下管柱作业时，必须有施工设计书和履行交接井制度，并注意：1）起管柱时，要认真检查各级气举阀，观看有无损伤或堵塞，尤其对不正常井更要注意；起出的气举阀要送回室内检验和维修，并作好记录，妥善保存，以备再用。2）下管柱时，假如已压井，管柱下井后应首先采纳清水洗井，以免油层污染和气举阀堵塞；若为投捞式气举阀，下井前要在室内投入工作筒内经密封性试验合格；用油管规通油管，变形或弯曲油管不要下井，油管本体和丝扣要洁净；丈量准确油管长度，配好管柱，下入时要注意阀的下入方向、级数和深度，方向不要颠倒，级数不能弄错，阀深误差不得大于±10m。3）．其他安全注意事项起下管柱前要关闭注气闸门，切断高压气源；起下管柱时，要平稳操作，中速起下，不要过快过猛，以防撞坏气举阀。做好施工记录。井场严禁烟火。2、气举投捞作业气举投捞作业是一种比较先进的作业工艺，目前已在国内外广泛应用。作业时要有施工设计书，并首先弄清油井工况、气举管柱结构和要作业的气举阙深。在作业过程中则要注意以下安全要求：1）做好预备工作，认真检查投捞车和工具串，确保投捞设备齐全完好、工具配套、连接可靠、灵活好用且有应急措施。2）投捞车要正确摆放，投捞车要放在距井口20～30m处，要方便操作，容易观看，车尾后门要对准井口并顺风向。3）．严格通井，关于结蜡、结盐严峻的井，或含砂量较高以及稠油井，投捞作业前要先通井．以确保投捞工具串顺利起下。4）下入油管卡定器若为开式管柱．投捞作业前要在要作业的气举阀深以下约50m处，投入一个油管卡定器，以防作业过程中工具落入井底，作业后再将卡定器捞出。5）操纵工具串的起下速度和下井深度投捞工具串要缓慢通过井口和工作筒，以防拉断钢丝绳和发生工具串上顶、遇卡或造斜。当井内压力较高时，为防上顶可适当给工具串加重。投捞作业时，工具串要下至作业阀所在工作筒的深度以下5～10m处，但决不能超过下一级工作筒深。6）依照指重表正确推断在作业过程中，要依照井口指重表的指示值正确推断作业是否正常。当指示值不正常时应分析缘故，正确推断，并采取相应的处理措施；切勿硬拉，以防拉断钢丝绳和工具串掉人井内。四、气举阀的安全组装和调试气举阀调试的准确与否，直接阻碍着气举采油的成败。假如不按照正确的方法组装和拆卸，就会损坏气举阀或发生人身损害事故。因此，组装和调试气举阀时，必须注意按照技术要求和操作规程进行。五、气举采油系统生产中的安全治理1、投产前的安全预备工作1）．制定安全规章制度投产前要制定气举采油系统的安全规章制度，其中包括岗位责任制度、安全治理制度和操作规程，并对岗位操作人员和生产治理人员进行系统培训和考核。2）．编制投产方案投产方案要紧包括投产组织，分工责任；投产顺序和步骤；事故处理预案和安全措施等；并报请上级主管部门批准。3）．试运压缩机和吹扫管线启动压缩机前，要按照设计要求，对压缩机和气举井、站，以及安全防护系统等，进行一次全面的安全检查，并对重点部位进行详细检查；试运压缩机，先空转再逐次加载至其额定值，并做好试运记录；分不对高、低压管线进行强度和密封性试验，合格后吹扫洁净，并用天然气置换。置换结束，要在管线末端取气样分析，含氧量要达到要求。4）．压缩天然气循环升温投产前供气管线及其周围的土壤均是凉的，压缩天然气输送到气举井口时温降较大，尤其冬季更甚。当注气温度较低时易于生成水合物，还可能降低井内温度，导致油井结蜡。因此投产前应首先利用压缩天然气对供气管线循环升温，直至井口注气温度不低于设计值并在管线周围形成稳定的温度场时，方可开始往井内注气。2、气举井、站的安全治理为了确保安全生产，在生产过程中应注意下列事项：1）．气举井①启动时严格操纵注气压力的上升速度，以防刺坏井下气举阀，尤其是顶部气举阀。合理选择气嘴和生产油嘴，以便当排液结束后使气举井在最佳的工作制度下正常生产。②测试井下压力和温度时，要在油井稳定生产24h以后进行。当油井产量高或气量大时，为防上顶应尽量选用小直径的压力计或温度计；或给压力计和温度计适当加重；或先缓慢下入井底，再自下而上测试。在测试过程中不要关井，并同时记录产液量和注气量等数据，以便对气举井进行正确分析。③开井时要平稳操作，缓慢打开出油闸门，以防油压急剧上升或气量过大而蹩坏管线或分离器。井口回压要操纵在合理的范围以内，不要超过分离器的工作压力以免发生事故。开启井、站流程闸门时要先低压后高压，首先保证低压系统畅通。关闭闸门时则要首先切断高压气源。不管在井口或计量站，均要用角阀或气嘴而不要用闸阀操纵和调节注气量。④一口气举井可分为注气、集油和井下3个部分。当生产不正常时，不要轻易作业，应对上述3个部分逐一分析和推断，往往问题可从地面情况反映出来。除非不得已才动管柱。关于注气系统，应检查气嘴是否堵塞，井口注气压力和注气量是否符合设计值，以及井口仪表是否不准或损坏等。关于集油系统，检查井口是否节流，生产管线是否蜡堵，以及分离压力是否过高等。关于井下系统，推断或检查油管是否漏失，气举阀是否关闭不严或不能打开等。当气举井生产不正常时，应正确分析，及时处理，以免发生生产事故和人身事故。⑤关于正常生产的气举井，不要随便调整工作制度，要加强治理，录全录准各项资料，以便于动态分析和故障分析。关于间歇气举井，要适当延长量油测气的时刻，以获得比较准确的平均产量和平均注气量(气液比)值。2）地面流程对供气管线、高压容器和安全装置等，要按照有关规定定期进行安全检查；对压缩机(组)、供气管线、高压容器和阀门等检修时，必须首先卸压，不同意带压作业；当井、站发生故障时，要先切断高压气源和打开紧急放空阀，然后按照规定正确处理。3、压缩机(组)的安全治理1）安全操作技术应严格按照安全操作规程，认真做好启动前的检查、启动预备、启动和加载操作；机组运行中，必须定期巡检，并加强日常维护；正常、异常停机操作按操作规程操作。2）．安全治理要求①进气压力，缸问温差，以及油位等不要偏离没计范围。②排气系统和燃料气系统不能有漏失。③按照机组运行要求，定期填写综合报表，发觉异常时及时上报并处理。④定期对压缩机的要紧工作部件，如气缸、气阀、曲轴、活塞和活塞杆等，以及机组的自动操纵和报警装置进行检测和维修。要明确规定小修、中修和大修的时刻间隔和要求，要有质量标准和专用工具。假如是大修，则要对整机进行完全检查，更换已损零部件后要重新调整配合间隙及气缸余隙，以确保压缩机(组)按照设计要求安全运行。3）取气样分析和测排气温度(1)取气样分析为了保证天然气气质符合压缩机对压缩介质的组分要求并有一个合理的空燃比，要定期对压缩机站内的工艺气取样分析，及时了解气体的组分变化并采取相应的措施。取气样的合理位置，应选在压缩机的人口或人口附近。(2)测排气温度利用测出口的排气温度，能够推断压缩机的运转情况。若温度异常，往往讲明气缸润滑不良、压力负荷过大或气阀损坏等。若进气部位温度过高，则可能是因为进气阀损坏而使缸内气体倒流，造成循环升温，破坏正常运行。

5.4采油生产安全技术一、采油生产简介1、采油生产的特点采油生产大部分在野外分散作业，从井口到计量站、联合站，各个环节都有机地联合在一起。整个生产过程具有机械化、密闭化和连续化的特点，生产的介质为易燃易爆的石油和天然气，对人与人、人与机之间的协调都有较高的要求，这些工作的完成都需要有严格的规章制度，严密的劳动组织和正确的生产指挥系统，以及需要每个岗位工人的熟练操作，否则生产的安全就无法保证。2、产物性质采油生产的要紧产物是原油、天然气。这些物质具有易燃、易爆、易挥发和易于聚拢静电等特点。挥发的油气与空气混合达到一定的比例，遇明火就会发生爆炸或燃烧，造成专门大的破坏。油气还有一定的毒性，假如大量排泄或泄露，将会造成人、畜中毒和环境污染。3、采油生产工艺图5.9大庆采油一厂局部采油生产的工艺是多种多样的，而且有些生产工艺带有不同程度的危险性。例如：抽油机井生产易造成机械损害；修井作业中操纵不当易发生井喷等，如不严格治理，认真操作，发生事故的可能性专门大。采油生产过程中使用的机械、设备、车辆及原材料数量大、品种多，也给安全治理带来一定的困难。图5.9大庆采油一厂局部4、采油生产的要求在采油生产的全过程中，首先要针对原油和天然气易燃易爆的特点采取相应的安全措施；针对其他方面的特点，也应采取有效的安全措施。在采油生产活动中开展的“六防”确实是有效的事故预防措施(“六防”即防火、防爆、防触电、防中毒、防冻、防机械损害)。二、新井交接及采油生产预备关于新钻的生产井和调整井，在进行替喷和诱导油流后，采油单位要及时放喷或装机上抽生产，在油、水井投产前应做好新井交接、资料归挡、油、水井投产预备等各项工作。1、新井交接及投产要求钻井、完井单位(乙方)向采油单位(甲方)交接的要紧内容和注意事项：1）．资料交接交清交全各项资料，包括完井数据、射孔数据、地层分层数据表、测井解释成果图、封固质量检查图、标准电测图、地层压力资料、诱喷资料数据等。(1)射孔资料应交清：射孔日期和射孔方式、枪型、射孔层位、射孔孔数及孔密、示发射弹数、泥浆压井时刻、替清水量及过油管射孔井的泥浆替出情况(替入水量、替泥浆油管下人深度、停止替泥浆时出口水质)。(2)诱喷资料包括：诱喷日期、套管和油管喷出物情况、油压、套压、喷出油量、含水情况、诱喷时刻等。(3)气举资料包括：气举日期、压风机气举压力、气举时刻、气举时喷出物、气举出油量及出油情况、油压、套压等。(4)地层压力资料：新区、新开发层系油井投产前选30％的井等距离抽样测原始地层压力。2）．钻井、完井过程中存在的要紧问题要做详细讲明，并提供书面材料。3）．套管外冒油、气、水，采油树设备不齐全，闸门及连接部件渗漏，套管四通(或三通)标高不符合要求，采油树安装方向及垂直度达不到要求标准，须有乙方整改后再交接。4）．经交接甲、乙双方同意，在交接书上签字方可生效。油井投产前，井场工艺流程、设备及油、水井至计量站间、中转站管线流程交接内容：(1)施工前和竣工后施工单位须向采油单位提供设计图纸和竣工图。(2)施工过程中采油单位要有专人参加，经常了解施工质量，配合施工。(3)采油单位参加施工工程的检查验收工作，按照设计图纸、技术标准，对隐蔽工程、管线防腐、保温、管线下沟、管线严密性检查、强度试压、复土等都要按工序进行检查，上道工序不合格，立即整改，否则不得进行下道工序。(4)以计量站为中心的油、水井系统工程完工投产时，由采油单位和施工单位有关人员组成试投产小组，搞好试投产工作。关于上述工作，每个采油队要有一名技师或技术员负责现场跟踪，对新井射孔、压裂、下泵、基建、投产等进行质量安全监督，执行“三清晰、四不接”的治理措施(三清晰：钻井井号及钻井进度清晰；射孔层位及替喷情况清晰；新井作业工序及下泵情况清晰。四不接：钻井井号、射孔层位与设计方案不符不接；泥浆密度不符合施工设计不接；注水井完井套管试压15.0MPa、稳压时刻还不到30min不接；抽油机安装达不到“五率”标准不接)。2、油、水井投产前的安全技术1）人员、工具和设备（1）凡进入新井、新站的岗位工人，必须先培训、后上岗，通过三级安全教育，达到本岗位规范标准才能进行操作治理；（2）工具用具按配备标准配备齐全，对号定位；（3）化学清蜡或其它清蜡方法应该依照要求，配备配齐设备、药品；（4）新井投产前，按要求配备配齐安全设施、消防器材、安全挂牌和安全标志牌；（5）新井投产前，场地要达到规格化标准。2）生产治理制度图5.10机械采油装置要建立健全各项生产治理制度，内容一般包括：图5.10机械采油装置油、水井、计量站岗位专责制交接班制巡回检查制设备维护保养制质量责任制技术培训、岗位练兵制安全生产制经济核算制标准化治理制度3)图表、资料井组有综合图，包括油层连通图、分层管柱图、地面流程图等。采油队有设备流程图、油水系统管网图、配电线路图、巡回检查路线图、事故树分析图等。报表、记录本、资料要求按照统一要求填写。三、自喷井采油生产安全技术1、井口装置井口装置包括套管头、油管头、采油树三个部分，即由悬挂密封部分、调节操纵部分和附件组成，其差不多连接方式有螺纹式、法兰式和卡箍式三种。1）悬挂密封部分由套管头和油管头两部分组成。套管头的作用是连接下井的各层套管、密封各层套管的环行空间。表层套管与其法兰之间，有的是丝扣联接，有的是焊接(立即表层套管和顶法兰用电焊焊在一起)。油层套管和法兰大、小头，一般用丝扣连接后座在表层套管顶法兰上，用螺栓把紧，用钢圈密封。法兰大小头的上法兰与套管四通或三通连接。近年来，有的油井已不用法兰大小头了，而是一片法兰代替了法兰大小头，即用电焊将两层套管焊在同一个法兰盘上。图5.11自喷井井口装置油管头的作用是悬挂下入井中的油管，密封油、套管环行空间。在油田开发中，各项采油工艺不断改革，为了和不压井起下作业相配套，近年来对油管头也进行了相应的改进，经改进定型的油管头结构是顶丝法兰油管挂，它是通过油管短节以丝扣与油管悬挂器(萝卜头)连接在一起，并坐在顶丝法兰盘上。顶丝法兰盘置于套管四通上法兰和原油管挂下法兰之间，顶丝法兰的上、下均用钢圈，用多条螺栓固紧并达到密封。图5.11自喷井井口装置近年来已将单层套管头和油管头合成一个整体。油管通过油管短节以丝扣和油管悬挂器连接后，坐在套管法兰内，压紧密封圈，密封油、套环行空间，并用四条螺丝紧平和加压。2）．操纵调节部分油井的操纵调节部分叫做采油树，其作用是操纵和调节井中的流体，实现下井工具仪器的起下等。采油树由大小闸门、三通和四通等部件组成。按连接方式不同，可分为三种类型：法兰连接的采油树。如松Ⅱ型，这种采油树除了压力表、考克之外的各个闸门、三通以及四通之间均用法兰连接，因此称之为以法兰连接的采油树。以丝扣连接的采油树。如胜251型等，即大小闸门、四通、三通等之间均用丝扣连接在一起。以卡箍连接的采油树。如大庆160微型采油树。采油树按其操纵程度又分为两部分。套管闸门以内和总闸门以下为无操纵部分，假如这部分出了问题，需更换时，必须先压井后方可更换；因此日常治理中不要随意开关总闸门和两个套管闸门。其余部分为可控部分。3）．附件采油树的附件包括油嘴、压力表、取样回压考克和回压闸门等。油嘴用来操纵和调节油井的产出量。油嘴的最小直径为1．5mm，最大直径20mm以上，因工作制度的不同，选用的油嘴规格也不同。依照油嘴安装部位不同，可分为井下油嘴和地面油嘴两种。井下油嘴采纳专门装置安装在油层部位或油管下处；地面油嘴一般安装在生产闸门后的油嘴三通内。地面油嘴按结构不同，又分为单孔简易式和可调式等多种。选用油嘴时，要检查直径、长度、椭圆度、孔眼和轴线同心度、有无毛刺等。当油井出砂时更要注意检查，保持油嘴不被刺大、不堵、不变形、无毛刺，否则阻碍油井生产。压力表用来检测管内压力。使用压力表时，应注意量程是否合适。一般情况下应该使压力值在压力表量程读数的30％～70％范围内，因为压力表包氏管的弧度是270°，正常工作时的压力可使包氏管偏转5°～7°，假如偏转超过那个弧度时，读数将有较大误差。读数时应注意眼睛、指针、表盘刻度成一条垂直于表盘的直线，否则易造成人为的误差。取样放空考克焊接在油嘴三通外的出油管线上的一节小直径短管，可用闸门操纵，那个带操纵闸门的短节用来进行井口取样以及检查更换油嘴时进行放空。回压闸门在检查和更换油嘴以及维修生产闸门等作业时应关闭，以防止出油管线内流体倒流(有时也用一个单