錦16塊化學(xué)驅(qū)舉升工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

李暢（中油遼河油田分公司，遼寧 凌海 121209）

1 錦16塊化學(xué)驅(qū)生產(chǎn)簡(jiǎn)況

1.1 區(qū)塊概況

錦16塊化學(xué)驅(qū)于2008年8月投入試驗(yàn)，2011年4月正式進(jìn)入化學(xué)驅(qū)，目前試驗(yàn)區(qū)日產(chǎn)油保持在280 噸左右，綜合含水為83%，日配注1880m3/d，累產(chǎn)原油28×104噸。其中總井48口，開(kāi)井45口，抽油機(jī)井38口，螺桿泵井7口。

1.2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2014 年，對(duì)化學(xué)驅(qū)生產(chǎn)井產(chǎn)出液聚合物含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有27口井不同程度的出現(xiàn)見(jiàn)聚現(xiàn)象，并且有5口井的見(jiàn)聚濃度在500mg/l 以上，部分井出現(xiàn)抽油桿不同步、抽油泵工作不正常的現(xiàn)象。因此，如何采取必要的技術(shù)措施，完善生產(chǎn)井舉升工藝及其配套，是目前亟待研究解決的問(wèn)題。

1.3 化學(xué)驅(qū)井生產(chǎn)特點(diǎn)

1.3.1 油井見(jiàn)效差異大

在聚合物驅(qū)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件、油層連通及開(kāi)發(fā)狀況的差異，油井的見(jiàn)效特點(diǎn)也各不相同。根據(jù)油井見(jiàn)效時(shí)間與聚合物的突破時(shí)間，見(jiàn)效井可分為3種類(lèi)型：

一是油井先見(jiàn)效后突破；

二是油井見(jiàn)效與聚合物突破同時(shí)；

三是油井先產(chǎn)出聚合物，后見(jiàn)到降水增油的效果。

1.3.2 產(chǎn)出液粘度發(fā)生變化

采出液聚合物的濃度在突破油井后，隨著聚合物的不斷注入，采出液濃度也不斷增大。在產(chǎn)出液中聚合物含量分為三個(gè)階段，聚合物質(zhì)量濃度在200mg/L以下為低含量階段，在200mg/L-400mg/L 之間為中含量階段，在400mg/L-600mg/L 之間為高含量階段。

1.3.3 產(chǎn)液量變化大

注入聚合物后，由于聚合物溶液粘度高，再加上油層對(duì)聚合物吸附捕集而引起滲流阻力增加，油井產(chǎn)液能力下降；但隨著聚合物注入量的增加，聚合物突破后，當(dāng)采出液濃度達(dá)到某一值時(shí)，產(chǎn)液指數(shù)趨于穩(wěn)定；以后驅(qū)油效果緩慢下降，采出濃度上升，采液指數(shù)趨于穩(wěn)定或穩(wěn)中有升。

2 舉升工藝難點(diǎn)

2.1 產(chǎn)出液聚合物濃度上升增加舉升困難

隨著驅(qū)替的不斷深入，化學(xué)驅(qū)生產(chǎn)井采出液聚合物濃度上升，使得抽油泵吸入困難和凡爾開(kāi)閉延遲，造成泵筒充不滿(mǎn)、泵漏等情況，部分單井泵效較低，增加了檢泵作業(yè)工作量。

2.2 抽油機(jī)井桿柱偏磨問(wèn)題突出

2.2.1 軸向力作用：隨著采出液中聚合物濃度上升，采出液粘度增大，導(dǎo)致抽油機(jī)井在運(yùn)行中粘滯力增加，舉升負(fù)荷和下行阻力增大，造成抽油桿下行滯后而發(fā)生桿管偏磨。

2.2.2 法向力作用：聚合物屬于粘彈性流體，在流動(dòng)過(guò)程中，由于微觀(guān)結(jié)構(gòu)的原因產(chǎn)生非等值的法向力分量，即法向應(yīng)力差。法向應(yīng)力差會(huì)引起爬桿效應(yīng)等現(xiàn)象。

2.2.3 其他因素影響：桿管偏磨與含水、結(jié)蠟、柱塞及泵徑等因素也有著重要關(guān)系。

2.3 抽油機(jī)井柱塞泵抽吸狀況差

在聚合物驅(qū)過(guò)程中，采出液中因含有聚合物，導(dǎo)致產(chǎn)出液粘度增大，不利于柱塞泵凡爾的開(kāi)關(guān)，增加了產(chǎn)出液的進(jìn)泵阻力，使得生產(chǎn)中部分采出井出現(xiàn)泵工況差等不正常現(xiàn)象，影響抽油機(jī)井產(chǎn)量和系統(tǒng)效率。

3 主要研究?jī)?nèi)容

3.1 對(duì)桿柱組合及配重進(jìn)行優(yōu)化

桿柱的正弦屈曲和螺旋屈曲是產(chǎn)生桿變形、偏磨的直接原因，減小桿柱的屈曲可以減少偏磨，因此就需要將抽油桿的配重適當(dāng)增加，使抽油桿處于拉伸狀態(tài)。我們通過(guò)將舉升優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件與手工計(jì)算相結(jié)合，通過(guò)對(duì)桿柱組合以及配重進(jìn)行優(yōu)化，將桿柱的偏磨率降到了最低。

優(yōu)化后，在目前采用有桿泵生產(chǎn)的38口井中；

一級(jí)抽油桿組合（全井∮25mm或∮22mm）9口；

二級(jí)抽油桿組合（∮22mm+∮25mm或∮19mm+∮22mm）19口；

三級(jí)抽油桿組合（∮19mm+∮22mm+∮25mm）10口。

相對(duì)于生產(chǎn)初期抽油桿設(shè)計(jì)均采用普通的二級(jí)組合（∮22mm+∮25mm）來(lái)說(shuō)，目前設(shè)計(jì)更具有靈活性和適應(yīng)性。并且對(duì)降低桿柱的偏磨率起到至關(guān)重要的作用。

3.2 應(yīng)用新型材料桿扶正器

2012年以前采用的扶正器為合金材料制成，存在摩擦系數(shù)大，磨穿油管，碎屑脫落卡泵等弊端，造成不必要的檢泵作業(yè)。由于合金扶正器存在以上缺點(diǎn)，我們研究并引進(jìn)新型扶正器來(lái)緩解卡泵現(xiàn)象并延長(zhǎng)檢泵周期。新型扶正器是采用特殊的聚四氟合成材料制成；具有耐磨、耐腐蝕性強(qiáng)；表面光滑，摩擦系數(shù)小；摩擦無(wú)碎屑掉落，不卡泵的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 低摩阻高效柱塞泵的應(yīng)用

聚合物水溶液在縫隙中流動(dòng)時(shí)，表現(xiàn)出粘彈性效應(yīng)，可以用兩個(gè)明顯的不同過(guò)程來(lái)描述聚合物在地下多孔介質(zhì)中的流動(dòng)性：剪切流動(dòng)和拉伸流動(dòng)。因此，溶液的有效粘度由剪切粘度和彈性粘度組成。

從常用的漏失量計(jì)算公式推算低磨阻泵的漏失量：可以看出漏失量和液體的粘度成反比，對(duì)于聚合物溶液來(lái)說(shuō)，這里的粘度就是有效粘度?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的低磨阻泵的設(shè)計(jì)依據(jù)是環(huán)型槽降壓密封的原理。它的結(jié)構(gòu)決定了縫隙中流動(dòng)的溶液彈性粘度大大增加，使得有效粘度增加，因而漏失量降低了。

4 應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

2012-2014年累計(jì)進(jìn)行桿柱組合優(yōu)化設(shè)計(jì)52井次，應(yīng)用新型扶正器共8井次199個(gè)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用低摩阻高效柱塞泵15臺(tái)，平均單井延長(zhǎng)檢泵周期60天，減少檢泵次數(shù)38次。共創(chuàng)效163.4萬(wàn)元，其中節(jié)約檢泵作業(yè)費(fèi)用152萬(wàn)元，節(jié)約購(gòu)置新泵給用11.4萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 通過(guò)增加抽油桿的配重，使上行負(fù)荷加重，撓曲點(diǎn)上升，有效地減小了抽油桿的彎曲，使偏磨現(xiàn)象有效緩解；

5.2 通過(guò)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)與新型扶正器的配合應(yīng)用，有效地解決了桿偏磨問(wèn)題；

5.3 低摩阻高效柱塞泵的引進(jìn)應(yīng)用，真正地起到減小漏失量、延長(zhǎng)檢泵周期的作用，并將泵效大幅提高。