稠油井機采舉升工藝適應性分析與應用

張炳明　李鈺

摘要：針對稠油特點，先后采取了多種舉升工藝技術，如空心桿摻水，泵上摻水，雙泵摻水，電熱桿，空心桿密閉循環(huán)等，這些工藝在設計上都比較合理，但在實際應用中，由于各井原油特點不同、井況不同，相同工藝在不同井上的使用情況也同，同一種工藝在這口井上應用很好，但在另一口井上卻完全不適用，一口井怎樣才能找到適合該井的工藝技術，提高采油時率，對于稠油生產是很重要的內容。所以對各種工藝的適應性進行分析是非常有必要的。

關鍵詞：稠油；機采舉升；電加熱工藝；空心桿泵上摻水；摻熱水降粘

在對稠油機采舉升方面，國內外進行了很多研究，包括抽油泵、抽油桿及井筒方面等，在試驗區(qū)都收到了很好的效果。針對稠油特點，油田先后采取了多種舉升工藝技術，但各種技術應用情況如何，適用情況如何，以及不同井況應實施適應性工藝，有必要對比研究，以找到合理的開發(fā)方案，來更好的指導生產。抽油泵方面分為有桿泵、電潛泵、螺桿泵、水力噴射泵、混水節(jié)能抽稠油泵以及雙流道泵等，井筒方面分為各種摻水工藝（如泵上摻水、泵下?lián)剿?、雙泵摻水、空心桿摻水等）和加熱工藝（如電熱桿、電熱管、空心桿密閉循環(huán)等），地面上，主要為地面摻水。針對稠油特點，先后采取了多種舉升工藝技術，如空心桿摻水，泵上摻水，雙泵摻水，電熱桿，空心桿密閉循環(huán)等，這些工藝在設計上都比較合理，但在實際應用中，由于各井原油特點不同、井況不同，相同工藝在不同井上的使用情況也同，同一種工藝在這口井上應用很好，但在另一口井上卻完全不適用，一口井怎樣才能找到適合該井的工藝技術，提高采油時率，對于稠油生產是很重要的內容。所以對各種工藝的適應性進行分析是非常有必要的。

1電加熱工藝技術及適用性評價

電加熱工藝分為泵上加熱和過泵加熱，對于原油能夠流入泵的油井采用普通分體式電熱桿加熱技術對泵上原油加熱，原理為：電纜進入空心桿內，利用電纜末端的銅棒與空心桿底部的變徑接頭接觸造成回路。交流電以連續(xù)送電方式將電能送到電加熱抽油桿的終端，依靠集膚效應原理，將空心桿體加熱，通過熱傳導，提高井筒內原油溫度，降低粘度，增加原油的流動性，防止結蠟，可有效地解決高凝、高粘、高含蠟原油在井筒舉升過程中的矛盾。對于原油能夠流入井筒但不能流入泵筒的油井，可采用電熱桿過泵加熱技術，它是把原來的管式整筒泵改制成空心環(huán)流泵，空心抽油桿直接穿越過泵，同樣利用集膚效應原理同時對泵上，泵下及泵體本身進行加熱，從而降低整個井筒內原油粘度，同時也提高了泵效。優(yōu)點：比較穩(wěn)定產液含水低，利用集膚效應直接對稠油加熱，全井加熱，熱效率高，加熱速度快，加熱卜2小時，可以開井。應用廣泛，適應性強，一般故障排除快，便于管理。缺點：采用普通變壓器，直輸送電，三相不平衡，大規(guī)模應用對電網有損害，檢泵較復雜，單井用電量較大。

2空心桿摻水工藝技術及適用性評價

空心桿泵上摻水原理是將污水（或降粘劑溶液）通過摻水管線輸送到各計量站，經計量閥組計量后通過加熱爐加熱到70R2左右分配到每口單井，加熱后的水（或降粘劑溶液）經過井口高壓軟管、三通進入空心桿后經單流閥、篩管進入油管，與泵入原油混合后形成水包油乳化液，同時，加熱后的井口產出液溫度可達50℃左右，從而達到降粘抽稠目的，同時由于摻入液量較大、溫度高，可以解決稠油井的干線回壓高的難題，而不再需要摻污水伴輸。該工藝共分兩個部分：地面裝置和井下?lián)剿ㄋ帲┭b置。地面裝置包括高效加熱爐、高壓軟管、井口三通。井下裝置包括單流閥（帶篩管）。特點：1）摻水單向流動該工藝技術充分考慮了井底流壓、油管內液柱壓力影響的因素，在摻水過程中井下?lián)剿畣蜗蚩刂葡到y(tǒng)控制水流單向流動，不會出現(xiàn)泵筒中原油回流空心桿的情況。2）油管內摻水，水不回滲地層?？招臈U摻水工藝技術中，摻入的熱水通過空心桿后，由井下?lián)剿畣蜗蚩刂葡到y(tǒng)直接進入泵活塞的上部，在摻水過程中水始終不會進人環(huán)空，絕不會滲進地層，這樣徹底避免了因水流回滲，而導致井底附近油層污染、阻塞孔隙通道、降低滲透率、影響油井產能的不良后果。對摻水水質的要求也就相應降低了。3）工藝原理簡單，成本低?？招臈U摻水降粘工藝原理簡單，設備材料少易于使用，對現(xiàn)場各種復雜的生產工作環(huán)境均可應用，只需對目前的地面管線流程做較小的改造，不需投人太多的材料和設備費用，因此可以節(jié)約成本。4）油、水混合充分，降粘效果好。井下?lián)剿畣蜗蚩刂葡到y(tǒng)安裝在活塞的上部，使得水可以直達泵筒內。當活塞在泵筒中做上下往復的抽汲運動時，油、水混合點也隨著活塞不斷變化，由環(huán)空摻水的靜態(tài)混合變?yōu)榱藙討B(tài)混合，在運動中使得油、水混合充分，油迅速分散在水中，形成水包油型的乳化液，達到降粘的效果。由于油水混合充分，要達到相同的降粘效果，空心桿摻水只需較少的摻水量就可以滿足油井的生產，從而節(jié)約摻水。當摻水量降低后，用于加熱摻水的加熱設備的負荷也就大大降低，又可以節(jié)能降耗。5）泵上摻水工藝可以和其它工藝結合應用。泵上摻水工藝可以摻入降粘劑或其它化學藥劑，更好的解決稠油開采以及外輸中的生產問題

3泵上摻水工藝及適用性評價

摻熱水降粘伴輸因其工藝簡單，投入費用低，施工難度小，效果明顯已被廣泛地采用。摻熱水降粘伴輸工藝分三種類型：一是地面摻水，其作用機理是對有一定粘度的油井在井口摻熱水降回壓伴輸（目前現(xiàn)場采油樹一般具備地面、泵上摻熱水降粘伴輸兩套工藝流程），如果不能達到進干要求則改泵上摻水工藝。二是泵下?lián)綗崴嫡嘲檩敼に?，其作用機理是從套管摻熱到井底降粘，因摻入水突進速度快，泵筒內抽出液體以摻水為主，泵效低，投入產出比低，難于管理，已被泵上摻水工藝取代。三是泵上摻熱水降粘伴輸工藝，該工藝目前是油田稠油開采的主要工藝，已被廣泛的采用，收到了較好的效果。泵上摻熱水降伴輸工藝井下采油管柱由油管、篩管、Y211—150型封隔器、泵組成。即在普通稠油井管柱泵上加裝封隔器，封隔器上10米左右加裝篩管，使得油套環(huán)形空間與泵上油管連通，摻水從油井套管進入，經套管、篩管進入泵上油管內。適應性評價：1）摻水溫度應不低于粘溫曲線拐點值，防止由于溫度太低，粘度突變（也可摻入水進行加熱）。2）原油粘度一般為2000-10000mPa·S，對常規(guī)稠油井低含水階段也可應用。3）稠油油藏開采早、中期油井供液較好時適應性較好。4）泵上摻水工藝技術與其他稠油工藝技術相比，具有不污染地層，不影響泵效，投入低，產出高，占井周期短，生產過程穩(wěn)定的特點，實現(xiàn)了井筒降粘、稠油井常規(guī)開采的目的，目前這一工藝基數(shù)的應用規(guī)模正在不斷擴大。5）選井過程中應注意與本井的生產歷史和鄰井的生產動態(tài)相結合，保證地層有一定的供液能力。

4結束語

1）綜合目前采用三種工藝的優(yōu)缺點和適用情況以及結合稠油的特點和現(xiàn)場生產情況，應用效果最佳的是電加熱，其次是泵上摻水。2）稠油井井筒舉升工藝目前類型較多，適應井況各不相同，除電加熱工藝之外，其它工藝都和摻水有著密切的聯(lián)系，給稠油井管理帶來了一定的難度。3）受摻水水質影響，目前所摻污水中存在大量的雜質，造成管線和加熱爐結垢厲害，降低了摻水壓力，影響舉升效果。