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运用QC方法提高抽油机井热洗质量


推荐局 2002 年度优秀 QC 小组成果材料

提高抽油机井热洗质量

发布人:李贵年

单位名称:采油一厂采油一区 小组名称:采油一区 QC 小组 课题类型:现场型 推荐日期:二○○二年十二月

一 、 小组概况
采油一厂采油一区 QC 小组成立于 1993 年 2 月, 本课题活动时

间 2002 年 1 月至 2002 年 12 月,活动次数 25 次,活动出勤率 96.5%,厂注册编号 2002-25,小组成员共有十人(详细情况见附表) ,小组类型为现场型。 本小组 1995 年获中原石油勘探局优秀 QC 小组一等奖,1997 年获原 中国石油天然气总公司优秀 QC 成果三等奖并获中原石油勘探局优秀 QC 小 组一等奖。1999 年获中原石油勘探局优秀 QC 成果三等奖,1995-1999 年 连续 5 年以及 2000 年、2002 年获厂 QC 成果一等奖。 小组成员概况表 表1 序 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9

姓名

年 龄
36 27 32 43 25 32 27 33 37

文化 程度
大学 大专 大专 大专 中专 技校 技校 技校 中专

职称

接受 TQC 组内 培训时 职务 间
96 48 48 48 48 48 48 48 48 组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员 组员 组员

分工负 责事项
全面负责 组织协调 方案编制 方案编制 效果实施 效果实施 作业施工 作业施工 资料整理

马青印 李贵年 钟立功 白亿平 周涛 常银吉 刘现锋 朱仲祥 李立

高工 助工 助工 高级技师 助工 高级工 高级工 高级工 助工

制表人:李贵年

制表时间:2002 年 1 月 20 日

二 、 选题理由
2002 年,采油一厂采油一区 QC 小组之所以选择全面提高抽油机热 洗质量这一课题,理由主要有三点: 1、抽油机的泵效和检泵周期是评价采油区管理水平的重要指标, 而热洗质量的好坏直接影响着这两项指标的高低。 2、由于我区管理着文 10 块、文 101 块、文 24 块及文 25 东块北部 复杂带,构造复杂、原油物性差,其中原油含蜡高达 16.83%。使抽油机井 生产难度加大,容易结蜡,从而造成油井发生蜡卡及断光杆事故。 3、由于我区抽油机井数量达 53 口。因热洗频繁、质量较差等原因,

2

严重影响着全区的原油上产,并且进一步增加了劳务成本和劳动强度。 出于以上三点原因,我们选择“提高抽油机热洗质量”作为 2002 年 QC 活动的主题,以提高热洗质量,为采油一区 2002 年超额完成全年生产 任务打下坚实基础。

活动目标及可行性分析: 三 、 活动目标及可行性分析 :
1、延长热洗周期,由原来的 32 天延长到 45-50 天; 2、消灭蜡卡现象,减少断光杆井次,由去年的 9 井次降为 4 井次。 活动目标示意图 图1 50 9

32

4

热洗周期(天) 活动前 制图人:李贵年

断光杆(井次) 活动后 制图日期:2002 年 2 月 2 日

只有进一步提高抽油机热洗质量,才能

主观上
保证抽油机井的正常生产,提高泵效和 检泵周期,为全年完成原油生产任务打


下坚实的基础。

目 标
严格执行热洗操作规程, 通过控制好热

标 可
洗的温度、压力和排量,达到化蜡、排

理论上

行 性

蜡和彻底清洗井筒的目的, 确保抽油机


井的生产正常。

行 分 析
65℃,压力在 0.5-3.0mpa,排量分为大 严格控制好热洗的温度、压力和排量, 进 口 温 度 大 于 85 ℃ , 返 出 温 度 大 于 排量(30m3/h) 、中排量(20 m3/h) 、 小排量(8-10 m3/h) 。

技术上

四 、 现状调查
我们小组根据所掌握的情况,组织了详细的调查研究,通过对全区 53 口抽油机井的调查、统计分析,我们对比分析 2001 年采油一区故障现状:
3

影响抽油机井生产因素调查表

断光杆 发生蜡卡 热洗后生产未恢复正常 热洗不及时 井下设备故障作业 停电破坏及其它原因

表2



井次
9次 3次 21 次 7次 18 次 6次

备注
由于蜡卡影响 7 次

油管漏、双凡尔漏、衬套乱、引杆断

影响因素归纳分类表
序号
1 2 3 4 5

表3


热洗质量差



影响产量(吨/月) 累计频数(吨) 累计频率(%)
50 25 15 7 3 100 50 75 90 97 100 50 75 90 97 100

井下设备故障作业 保养 停电 其他 合计

制表人:李立 制表时间:2002 年 2 月 5 日 根据表 3 绘制了排列图如下:
频数 100 . 90% 80 . 75% 60 . 50 50% .60 .80

排列图

图2
97%

频率 .100

40

.

.40

20

.

15 7 3

.20

0

0

热洗 质量 差 制表人: 李贵年

井下 设备 故障

保养

停电
其他

制表时间:2002 年 3 月 21 日

五 、 原因分析
4

我们小组全体成员集思广义,从人员、设备、环境、管理方法四个 方面进行分析,绘制了造成抽油机热洗质量差的因果分析图:

因果分析图

图3

人员

管 方 理 法

录取资料不全不准 热洗时间太短 排量选择不当 不熟悉热洗操作规程 热洗周期过长 热 洗 质 量 差 天气恶劣 不法分子破坏

水泥车稳不住压力 水温低

设备

环境

制图人:李贵年

制图时间:2002 年 2 月 15 日

六 、 要因验证
在 2001 年中,全区共实施热洗 226 井次,其中热洗质量较差的 有 121 井次,在人员、设备、材料、环境、方法四大因素 9 条原因中, 我们小组成员一一进行了分析、验证。

5

要因验证表
序号

表4
验证人 结论





验证 有 33 井次因为现场操作人员不正

不熟悉热洗
1

确执行热洗操作规程,造成热洗 李贵年 操作规程 效果差。 一般要求热洗时间为 90 分钟,但

要因

2

热洗时间太短

2001 年有 22 井次平均热洗时间为 钟立功 52 分钟,严重影响了热洗质量。 我们对每口抽油机井都制定了热 洗周期(10-30 天) ,实施过程中

要因

要因 白亿平

3

热洗周期过长 发现 16 井次热洗周期严重超过该 井热洗周期 热洗水温的高低直接影响着热洗

4

水温低

效果,但 2001 年有 12 井次热洗 周涛 时罐车拉的水源温度均低于 60 度 有 9 井次因为排量选择过高,造

要因

非要因
5

排量选择不当 成洗井过快、不彻底 因为电流表、压力表不准导致有 5

常银吉

非要因
6

录取资料不全不准 井次热洗质量差 有 3 井次因为车辆老化,稳不住

李立

非要因
7

水泥车稳不住压力 压力。 由于不法分子捣乱破坏有 2 井次

周涛

非要因
8

不不法分子破坏 未洗成

朱仲祥 非要因

9

天气恶劣

由于天气恶劣有 1 井次未洗成

刘现峰

制表人:李贵年

制表时间:2002 年 3 月 21 日

通过上表对比分析,我们一致认为造成热洗质量差的主要原因有五个: 不熟悉热洗操作规程,热洗时间太短,热洗周期过长,水温低。

七 、 对策与实施
针对以上存在的问题,我们制定了相应的对策:

6

对策表
序 项目 号
全区职工达到 1

表5
措施 负责人
马青印

目标

实施时间
2002.2-200 2.3

对职工加强质量意识,在

不熟悉热洗操作 熟 悉 和 掌 握 管 技术学习时间,讲热洗技 李贵年 规程
理方法 术工艺流程、质量要求等 钟立功

洗井时间控制 热洗时间太短 2 之间 在 90-150 分钟

规定三步热洗法、 严格执行洗井流程, 实行分步洗井

白亿平 常银吉 朱仲祥

2002.2-200 2.8

热洗质量合格 3

编制热洗质量监测表 ,评价热洗效果 校对电流表、压力表

徐丽 李立 李贵年

2002.2-200 2.3 2002.2-200

排量选择不当
率 100% 平均热洗周期 热洗周期过长

宋洪涛 达到 43-50 天 ,摸索电流变化规律 刘现锋 2.8

4

制表人:李贵年

制表时间:2002 年 3 月 22 日

制定对策后,我们便认真细致的进行具体实施: 对策实施之一:加强质量教育, 对策实施之一 : 加强质量教育 , 提高职工技术素质 首先,QC 小组制定了《采油一区抽油机井热洗操作规程》 ,每周四组 织全区职工参加技术学习,开展四讲活动,一讲油井结蜡原因,二讲深井 泵工作原理,三讲示功图原因分析,四讲洗井的操作全过程,印发各种学 习题 300 多张,绘制流程图 40 多份,并采取现场考试、抽签答题等多种 形式,使全区 120 多名职工的洗井技术达到了要求,而且我们在洗井制度 上采取了三种方法: 1) 2) 3) 洗井时,小组和区干部跟班检查 及时准确全面地录取原始资料 根据报表反映情况一天一分析,发现问题及时处理。

对策实施之二: 对策实施之二 : 采用三步法来正确热洗 我们 QC 小组针对热洗时间不科学的因素,重点抓了三步法热洗 第一步:化蜡 根据热洗的要求,我们 QC 小组严把水温关,每次洗井罐车拉水温度 必须保证在 70℃以上,然后经过热洗车锅炉提温,进口温度达到 90℃
7

-100℃的前提下,开始洗井,我们先用小排量,控制在 8-15m3/H,这样做 防止蜡块或死油脱落堆积,出现“脱裤子”现象,把泵卡死或堵塞洗井通 道,同时注意观察洗井电流变化。 第二步:排蜡 当井口的返出温度达到 65℃以上时,要逐步放大排量 30m3/h,进行 排蜡同时密切关注电流变化。 第三步:巩固 当电流明显下降,而且趋于平稳时,说明蜡已排净,改为中排量 20 m3/h,时间控制在 30 分钟,目的是保证井筒内管道清洁。 通过实践,我们根据油井所处的地质条件、生产层位的不同、产液、 含水、结蜡特点各异,分析和研究出不同的热洗排量和操作标准。 抽油机井热洗分类及操作标准
内容 油井 动态 数据 分类 产液量(吨/ 日) 含水(%) 泵效(%) 进口温度℃ 温 出口温度℃ 度 热洗压力 Mpa 热 第一步: 洗 热洗排量: 技 小排量: 术 8-10 方/小时 排 要 中排量: 量 求 20 方/小时 大排量: 30 方/小时 流明显下降且平稳时, 第二步: 转为中排量; 大排量排蜡, 第三步:中排量巩固30 分钟 巩固 30 分钟 巩固 30 分钟 降且平稳时, 第二步:大排量排蜡,当电 为大排量 电流明显下 排量; 到 65 ℃ 时 改 、排蜡,当 口温度达到 65℃时改为大 当井口温度达 大排量化蜡 第一步:小排量化蜡,当井 中排量化蜡, 0.5-3.0Mpa 65℃以上 85℃以上 1 10 吨以下 50%以下 30%以下 2 10-20 吨 50-60% 30-50%

表6
3 20 吨以上 60%以上 50%以上

制表人:李立

制表时间:2002 年 3 月 25 日

对策之三:抽油机井热洗、 对策之三 : 抽油机井热洗 、 结蜡质量监测 针对热洗操作不严的现状,我们 QC 小组经过认真的讨论,决定洗井 必须认真填写洗井记录、温度、压力,每 10 分钟记录一次,热洗前后电 流,排蜡阶段各记录一次,排量按洗井步骤进行记录,洗完井后,洗井记
8

录交李立进行资料整理,作出热洗曲线,并进行效果对比,评价出热洗质 量。例如 10-25 井 2002 年 10 月 28 日进行洗井的情况。 文 10-25 井热洗现场描述
时 间 起 止 压 力 温 度 Mpa
8: 30 8: 40 2.1 8: 40 8: 50 2.1 92 41 8: 50 9: 00 2.0 95 45 9: 00 9: 10 1.8 95 50 9: 10 9: 20 1.5 95 55 9: 20 9: 30 2.0 95 55 55 46 10 30 20 9: 30 9: 40 2.0 95 60 9: 40 9: 50 1.5 95 60 9: 50 10:00 1.5 95 65 10: 10: 00 10 10:10 1.3 95 65 10:20 1.3 95 70 47 40

表7
10: 20 10:30 1.3 95 70

进 口 92 出 口 40

电 流

上 下

60 48

排 量

方 时 /小

制表人:李贵年
数值 100 80 60 40 20 0

制表时间:2002 年 6 月 20 日
图4
进口温度 出口温度

文 10-25 井热洗曲线

上行电流 下行电流

.
8:30

.

.
8:50

.

.
9:10

.

.
9:30

.

.
9:50

.

.
10:10

.

.
10:20

洗井时间

制图人:李贵年

制图日期:2002 年 6 月 20 日 10-25 产量阶段对比表
表8
电流 上 60 47 48 40 下 结蜡 正常 示功图

时间

日产液 (T)

日产油 含水 (T) 3.3 4.7 (%) 50% 42%

泵效 (%) 25% 33%

2002 年 10 月 26 日

6.6 7.8

2002 年 10 月 30 日

制表人:李贵年

制表时间:2002 年 6 月 30 日

洗井记录,记录了洗井的全部过程,洗井曲线反映了洗井的方法、步骤、 质量标准、效果对比,体现了产量变化,评价分析洗井质量的好坏,通过 以上几方面的工作,我们达到了监测抽油机井质量的目的。在全年的生产 过程中,我区的抽油机井没有一口井因反映结蜡而影响产量,没有一口井

9

因结蜡发生断光杆及蜡卡、堵管线事故,从而证明我们的洗井与监测是切 实可行的。 对策之四:利用电流与产量的变化曲线, 对策之四 : 利用电流与产量的变化曲线 , 确定合理的热洗周期 针对热洗周期不合理的因素,我们根据抽油机井运转时,输出功率与 电流成正比,油井生产正常时,电流在小范围内变化,当油井结蜡时,负 荷增大,电流上升,同时根据 Q=FV(排量=截面积*速度)的原理,当管壁结 蜡时,管道横截面积变小、产量下降,这样将抽油机井的产量、运行电流 绘制成曲线,当电流和产量波动比较大时,立即测示功图,有明显结蜡时, 即可洗井,这样根据产量、电流变化曲线来确定热洗周期,使原来的死周 期成了活周期,从而使全区的热洗周期普遍延长。平均热洗周期由 2001 年的 32 天延长到目前的 43-50 天,达到了延长热洗周期的目的。例如 C10-56 井,我们利用产液、电流变化曲线来摸索热洗周期。 文 C10-56 产液-电流变化对应曲线
100 80 60 40 20 0 日产液 15 12 9 6 3 0 . 9月 3 . 6 . 9 . 12 . 15 . 18 . 21 . . . . . . 9 . 12 运行时间 上行电流

图5

24 27

30 10月3 6

制图人:李贵年

制图日期:2002 年 7 月 2 日

从产液曲线上发现 9 月 1 日洗井后, 产液量一直很稳定,而到 10 月 9 日的产液量开始下降,证明抽油机已进入不正常的运行状态,这时观察电 流曲线, 发现电流上升速度很快, 从而根据产量下降, 电流上升确定 C10-56

10

井的热洗周期为 40 天。

八 、 效果对比
通过以上对策的实施: 1、 2、 提高了全区职工的热洗技能,加强全区职工的责任心 改变了传统的热洗周期,解决了热洗质量差的问题 效果对比示意图 53 9 32 2 图6

热洗周期(天) 活动前 制图人:李贵年

断光杆(井次) 活动后 制图日期:2002 年 12 月 22 日

热洗周期由原来的 32 天提高到 53 天,断光杆现象由去年的 9 井次降 为 2 井次,蜡卡现象由去年的 6 井次下降为 0,并且延长了检泵周期,提 高了油井的生产时率。 若按使用水泥车一次劳务费 300 元,少洗一井次增油 1.5 吨,按每吨 油 1200 元计算,全年减少热洗 31 井次,则: 全年折合创经济价值 31*1.5*1200*300=167.4 万元。

九 、 巩固措施
为了巩固我们所取得的成果,我们制定了采油一区质量标准: 1、(1)洗井水温:进口温度保证在 85℃以上,出口温度保证在 65℃ 以上。 (2)洗井后产量、电流示功图恢复正常。 2、为了使这一行之有效的热洗方法, 长期稳固,经区委会研究决定, 由工程技术员李贵年和资料员李立负责这项工作。

十 、 遗留问题
通过我们 QC 小组一年的活动,解决了热洗的质量问题,但随着油田 开发进入中晚期,油层的结蜡现象又成为摆在我们面前的一个新问题,给 我区的产量、生产管理造成一定的困难,所以我们 QC 小组为解决结盐这 一难题,提出了“提高抽油机井洗盐质量”作为我们 2003 年的研究课题。

11


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