稠油井舉升工藝特征性分析與比較應(yīng)用

李洪坤

摘 要：在對(duì)稠油機(jī)采舉升方面，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了很多研究，在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(duì)稠油特點(diǎn)，先后采取了多種舉升工藝技術(shù)，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(shè)計(jì)上都比較合理，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于各井原油特點(diǎn)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(yīng)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(shù)，提高采油時(shí)率，對(duì)于稠油生產(chǎn)是很重要的內(nèi)容。所以對(duì)各種工藝的適應(yīng)性進(jìn)行分析是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：稠油井；機(jī)采舉升；摻水工藝；適應(yīng)性分析；比較

在對(duì)稠油機(jī)采舉升方面，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了很多研究，包括抽油泵、抽油桿及井筒方面等，在試驗(yàn)區(qū)都收到了很好的效果。針對(duì)稠油特點(diǎn)，油田先后采取了多種舉升工藝技術(shù)，但各種技術(shù)應(yīng)用情況如何，適用情況如何，以及不同井況應(yīng)實(shí)施適應(yīng)性工藝，有必要對(duì)比研究，以找到合理的開發(fā)方案，來(lái)更好的指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 電加熱工藝技術(shù)及適用性評(píng)價(jià)

電加熱工藝分為泵上加熱和過(guò)泵加熱，對(duì)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(shù)對(duì)泵上原油加熱，原理為：電纜進(jìn)入空心桿內(nèi)，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(yīng)原理，將空心桿體加熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)，提高井筒內(nèi)原油溫度，降低粘度，增加原油的流動(dòng)性，防止結(jié)蠟，可有效地解決高凝、高粘、高含蠟原油在井筒舉升過(guò)程中的矛盾。對(duì)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(guò)泵加熱技術(shù)，它是把原來(lái)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(guò)泵，同樣利用集膚效應(yīng)原理同時(shí)對(duì)泵上，泵下及泵體本身進(jìn)行加熱，從而降低整個(gè)井筒內(nèi)原油粘度，同時(shí)也提高了泵效。優(yōu)點(diǎn)：比較穩(wěn)定產(chǎn)液含水低，利用集膚效應(yīng)直接對(duì)稠油加熱，全井加熱，熱效率高，加熱速度快，加熱1-2小時(shí)，可以開井。應(yīng)用廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)，一般故障排除快，便于管理。缺點(diǎn)：采用普通變壓器，直輸送電，三相不平衡，大規(guī)模應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)有損害，檢泵較復(fù)雜，單井用電量較大。

2 空心桿摻水工藝技術(shù)及適用性評(píng)價(jià)

空心桿泵上摻水原理是將污水（或降粘劑溶液）通過(guò)摻水管線輸送到各計(jì)量站，經(jīng)計(jì)量閥組計(jì)量后通過(guò)加熱爐加熱到70℃左右分配到每口單井，加熱后的水（或降粘劑溶液）經(jīng)過(guò)井口高壓軟管、三通進(jìn)入空心桿后經(jīng)單流閥、篩管進(jìn)入油管，與泵入原油混合后形成水包油乳化液，同時(shí)，加熱后的井口產(chǎn)出液溫度可達(dá)50℃左右，從而達(dá)到降粘抽稠目的，同時(shí)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(gè)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(diǎn)：1）摻水單向流動(dòng)該工藝技術(shù)充分考慮了井底流壓、油管內(nèi)液柱壓力影響的因素，在摻水過(guò)程中井下?lián)剿畣蜗蚩刂葡到y(tǒng)控制水流單向流動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)泵筒中原油回流空心桿的情況。2）油管內(nèi)摻水，水不回滲地層?？招臈U摻水工藝技術(shù)中，摻入的熱水通過(guò)空心桿后，由井下?lián)剿畣蜗蚩刂葡到y(tǒng)直接進(jìn)入泵活塞的上部，在摻水過(guò)程中水始終不會(huì)進(jìn)人環(huán)空，絕不會(huì)滲進(jìn)地層，這樣徹底避免了因水流回滲，而導(dǎo)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(chǎn)能的不良后果。對(duì)摻水水質(zhì)的要求也就相應(yīng)降低了。3）工藝原理簡(jiǎn)單，成本低?？招臈U摻水降粘工藝原理簡(jiǎn)單，設(shè)備材料少易于使用，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種復(fù)雜的生產(chǎn)工作環(huán)境均可應(yīng)用，只需對(duì)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(shè)備費(fèi)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(dá)泵筒內(nèi)。當(dāng)活塞在泵筒中做上下往復(fù)的抽汲運(yùn)動(dòng)時(shí)，油、水混合點(diǎn)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?dòng)態(tài)混合，在運(yùn)動(dòng)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(dá)到降粘的效果。由于油水混合充分，要達(dá)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(chǎn)，從而節(jié)約摻水。當(dāng)摻水量降低后，用于加熱摻水的加熱設(shè)備的負(fù)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(jié)合應(yīng)用。泵上摻水工藝可以摻入降粘劑或其它化學(xué)藥劑，更好的解決稠油開采以及外輸中的生產(chǎn)問(wèn)題

3泵上摻水工藝

摻熱水降粘伴輸因其工藝簡(jiǎn)單，投入費(fèi)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(jī)理是對(duì)有一定粘度的油井在井口摻熱水降回壓伴輸（目前現(xiàn)場(chǎng)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(dá)到進(jìn)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(jī)理是從套管摻熱到井底降粘，因摻入水突進(jìn)速度快，泵筒內(nèi)抽出液體以摻水為主，泵效低，投入產(chǎn)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1 0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(jìn)入，經(jīng)套管、篩管進(jìn)入泵上油管內(nèi)。適應(yīng)性評(píng)價(jià)：1）摻水溫度應(yīng)不低于粘溫曲線拐點(diǎn)值，防止由于溫度太低，粘度突變（也可摻入水進(jìn)行加熱）。2）原油粘度一般為2000-10000mPa？s，對(duì)常規(guī)稠油井低含水階段也可應(yīng)用。3）稠油油藏開采早、中期油井供液較好時(shí)適應(yīng)性較好。4）泵上摻水工藝技術(shù)與其他稠油工藝技術(shù)相比，具有不污染地層，不影響泵效，投入低，產(chǎn)出高，占井周期短，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定的特點(diǎn)，實(shí)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(yīng)用規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。5）選井過(guò)程中應(yīng)注意與本井的生產(chǎn)歷史和鄰井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)相結(jié)合，保證地層有一定的供液能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

1）綜合目前采用三種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況以及結(jié)合稠油的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，應(yīng)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(yīng)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(lái)了一定的難度。3）受摻水水質(zhì)影響，目前所摻污水中存在大量的雜質(zhì)，造成管線和加熱爐結(jié)垢厲害，降低了摻水壓力，影響舉升效果。

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