熱流體閉式循環(huán)井筒的加熱降黏

劉廣友

中國(guó)石化勝利油田孤東采油廠

熱流體閉式循環(huán)井筒的加熱降黏

劉廣友

中國(guó)石化勝利油田孤東采油廠

熱流體閉式循環(huán)系統(tǒng)耗電部件主要是驅(qū)動(dòng)加壓泵的電機(jī)，該電機(jī)實(shí)際耗電功率小于2 kW，與電加熱相比，其耗電量大幅度降低。熱流體閉式循環(huán)井筒加熱降黏存在溫度分布不合理問題，其技術(shù)改進(jìn)思路有3個(gè)：一是提高內(nèi)管隔熱性能；二是優(yōu)化流速；三是提高注入熱水溫度。空心抽油桿里的內(nèi)管隔熱效果是制約井筒溫度合理分布的關(guān)鍵因素，采用較小直徑的連續(xù)PB管，取得了較好的應(yīng)用效果。

空心抽油桿；熱流體閉式循環(huán)；黏度；井筒

空心抽油桿內(nèi)熱流體閉式循環(huán)是在空心抽油桿中加入一個(gè)直徑更小的內(nèi)管，熱流體由內(nèi)管注入，從內(nèi)管與空心抽油桿之間的環(huán)空返出。采用水作為熱流體，水經(jīng)加熱、加壓后注入，從井內(nèi)循環(huán)出來的水重復(fù)加熱、加壓，形成閉式循環(huán)。

1 技術(shù)特點(diǎn)

1.1 節(jié)電

熱流體閉式循環(huán)系統(tǒng)耗電部件主要是驅(qū)動(dòng)加壓泵的電機(jī)，該電機(jī)實(shí)際耗電功率小于2 kW，與電加熱相比，其耗電量大幅度降低。

1.2 熱功率大且可調(diào)節(jié)

熱流體閉式循環(huán)給井下輸入的熱量折合成熱功率為0～60 kW，最多可以提升井筒溫度30℃以上，不會(huì)出現(xiàn)電加熱井筒局部過熱問題。停井時(shí)間不受限制，長(zhǎng)時(shí)間停井后可重新開啟熱流體循環(huán)，待井筒溫度達(dá)到預(yù)期值后再開啟抽油機(jī)采油。該技術(shù)應(yīng)用的油井黏度和產(chǎn)量范圍非常廣。對(duì)于油黏度較高的井，如蒸汽吞吐熱采的井，可以在采油初期停止熱流體循環(huán)加熱，待井筒溫度下降后再開啟使用。對(duì)于普通稠油井，可以長(zhǎng)期連續(xù)加熱。燒鍋爐消耗燃料的量可根據(jù)加熱需求而變化，以燃煤為例，每天耗煤量可在50～400 kg調(diào)節(jié)。

1.3 對(duì)原油油品無影響

溫度是影響原油黏度最敏感的參數(shù)，熱流體閉式循環(huán)僅提升產(chǎn)出液溫度，與產(chǎn)出液不混合，相對(duì)于開式熱流體加熱和加藥降黏，可以避免對(duì)原油品質(zhì)的影響。

2 技術(shù)改進(jìn)

熱流體閉式循環(huán)井筒加熱降黏存在溫度分布不合理問題，技術(shù)改進(jìn)思路有以下3個(gè)：

（1）提高內(nèi)管隔熱性能。PB管的熱導(dǎo)系數(shù)較一般塑料低，為0.17W/（m·K），熱水在這種材質(zhì)的內(nèi)管中傳輸熱損失較少。選擇聚丁稀作為內(nèi)管材料是一個(gè)比較好的方案。不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)為16.2 W/（m·K），不銹鋼管需要制作成雙層真空管或者在管外加工隔熱層。

（2）優(yōu)化流速。適當(dāng)減小內(nèi)管外徑和內(nèi)徑，入井通道的內(nèi)管面積小于上返通道的環(huán)空面積。此技術(shù)一方面可以加快入井熱水的流速，盡快把熱水輸入到深井段；另一方面還可使上返通道面積增大一些，降低流速，增加向產(chǎn)出液傳遞熱量的時(shí)間。例如，內(nèi)管外徑由25 mm減小為22 mm，內(nèi)徑由18 mm減小為15 mm，可以提高注入熱水流速44%，降低返出流速33%，使井筒溫度趨于合理。

（3）提高注入熱水溫度。采用壓力鍋爐和不銹鋼內(nèi)管方案，可以實(shí)現(xiàn)注入熱水溫度120℃的目標(biāo)。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

A井是蒸汽吞吐熱采井，50℃原油黏度為8 890 mP·s。注蒸汽結(jié)束后燜井、放噴、轉(zhuǎn)抽，采用連續(xù)小直徑PB管作為內(nèi)管，循環(huán)注入熱水溫度90℃，返出溫度67℃，日耗燃煤約150 kg，井口產(chǎn)出液溫度不低于55℃，油井生產(chǎn)正常。

4 結(jié)論

（1）空心抽油桿內(nèi)熱流體循環(huán)加熱相對(duì)于電加熱可大幅度降低耗電量，對(duì)原油油品無影響，熱功率可調(diào)節(jié)范圍大，是一種較好的井筒加熱方式。

（2）空心抽油桿里的內(nèi)管隔熱效果是制約井筒溫度合理分布的關(guān)鍵因素，采用較小直徑的連續(xù)PB管，取得了較好的應(yīng)用效果。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.076