郭海涛 刘秀生 闫传新

摘要：本文介绍了2014年以来，油区周边盐场开发大量抽取地下卤水，导致地表整体发生不均匀沉降，油、水井表层套管下沉，环形钢板开焊脱开，井口与管线产生巨大的拉力，使地面流程严重变形甚至断裂，造成大面积油气污染，经济损失严重。根据这种情况，多方研究探讨了一系列治理措施，有效防控了因地层下陷造成的管线破漏等故障。

关键词：底层下陷;环境污染;管线泄漏;预警装置

1 基本情况

采油厂地理位置特殊，其中大部分油井处于滩海地区，2012年以来，河口区及济军基地共在仙河镇周边区域建设盐场10个，占地面积约20万亩，均采取抽汲卤水晒盐方式进行生产。卤水开采层位为第四系平原组。经统计，近年来共布打卤水井1160余口，水井深度150-220米，单井日抽水量240-480立方米，日采水量27.84-55.68万立方米。影响开发单元44个，影响油井504口，影响水井171口，各类管线532条，共计198.7千米。

2 隐患问题分析

经调研，地层沉降主要是盐场开发大量使用地下卤水造成的。类似情况此前在潍坊、寿光等地盐场开发区域均有出现。地表下沉造成的一系列问题主要有以下几个方面：

2.1套管环形钢板开裂后，油层套管水泥返高以上一旦发生套管错断、穿孔等问题，油气将侵入套管环形空间发生泄漏，存在井喷失控风险。截止2017年底，全厂已有238口油水井出现421井次套管环形钢板开焊。

2.2水井及高压注水管线刺漏将会对巡检、操作人员和周边人员造成高压流体伤害，极易发生人员伤亡事故。2.3井喷、井口刺漏、管线泄漏等事故均会造成盐场、养殖区及滩海水域污染，不仅产生较大的污染赔偿费用，还会破坏当地生态环境，存在环保风险。

3 治理措施

2014年以来，经工程技术管理中心和石油工程技术研究院技术指导，我们已采取多种方式进行了专项治理。

鉴于其发生的突发性和连续性的特点，我们的主要采取预防为主，以预防治理代替事后治理，从流程、井口、抽油机设备等方面入手，采取相应措施，减少突发性，降低环保及安全风险。同时辅助以四化设备，建立预警机制，最大限度的降低管线破漏造成的油气污染损失。

3.1安装油水井补偿器

3.1.1油井：安装井口补偿装置

该装置耐压20MPa;耐温120°，最大补偿距为800mm。该装置安装在采油井口和流程管线之间，补偿器为双管结构，采用内管与外管断开密封连接，确保外管具有一定的自由伸缩度，预留出的伸缩空间可以弥补表层套管的沉降距离，避免油井管线断裂现象的发生。

3.1.2水井：安装水井万向调整装置

该装置分耐压25MPa，40MPa两个等级;耐温120°，最大补偿距为1000mm。在注水井口和流程管线之间采用可伸缩万向头连接，补偿井口多个方向的蠕动，当表层套管下沉时，井口万向装置拉伸，弥补下沉距离，降低管线拉伸断裂危险。

3.2研制地表下沉预报警及停井装置

针对目前现有条件下，井口补偿器还不能普及安装到区域内的全部油水井，因此我们对部分偏远井位安装了地表下沉预报警及停井装置，该套装置具有提前预知功能，可以将生产隐患提前发现，一旦下沉距离超过设定值，立马发射信号并通知班组人员，使之在最短的时间内赶到现场进行处理，将隐患消除在萌芽狀态。

3.2.1地表下沉预停井装置：将油井控制柜电脑保护器与该装置控制系统中的中间继电器连接，将行程开关安装在井口（行程开关通过电缆传输信号至控制系统），地表下沉后，井口上窜达到设定值时，井口大法兰碰触行程开关，实现停井。

3.3建立管线压力波动预警模型

四化建设完成后，利用油井压力远程监控系统，建立了管线压力波动预警管理模型，即通过远程数据采集单井管线压力波动情况及时调取视频监控或预警后场落实的方法预防管线破漏事故发生。

管线压力预警模型分为两级预警，当单井管线压力波动，假设波动范围在压力预警值下限的20%以内时，启动二级预警，由监控室值班人员调取该井现场监控画面，排查井口采油树及管线流程状况;当单井管线压力波动范围超过预警值下限的20%且持续时间大于10min时，启动一级预警，由监控室值班人电话告知当日巡检人员现场排查落实井口管线流程状况。

4 治理费用及效益

4.1治理费用

油井补偿装置0.498万元/台，水井万向调整装置0.9万元/台。油井单井安装费用0.3万元，水井单井安装费用0.6万元。地表下沉预警及停井装置的总成本仅为525元。分三年逐步对盐场、养殖区范围内的347口油井，111口水井进行治理，预计发生费用497.074万元。

4.2经济效益

预计以上工作量实施后，年减少因环形钢板开焊，井口流程开裂造成的故障停井100井次，减少原油损失2500吨，同时减少因原油泄漏造成的环保污染赔偿费用200万元，节约因地层下陷导致的环形钢板开焊、校机等维修费用250万元/年。可有效预防非计划性停井，增加采油时率，提高原油产量。

4.3社会效益

管线压力预警模型的建立可由软件监控油井压力代替人工监控，大大减少人工工作量的同时监控数据更加准确，大大提高数据有效利用率及问题发现及时率，有效杜绝了管线破漏造成的大面积污染问题。2017年以来，四化监控共发出管线压力波动预警75条，成功发现管线破漏52井次，有效预警率达69.3%，有效控制油气污染，减少经济损失约120万元。

参考文献：

[1]《油田四化建设》张智芳 胜利职业学院

[2]《标准化井场数据监控架构》赵瑞娟 胜利职业学院

[3]《采油井场工况监控系统》王克华 胜利职业学院