強制排液在稠油上返電泵井的應用實踐

夏新躍，梁洪云，劉士暢，王虎軍，趙權威

1 中國石油化工股份有限公司西北油田分公司 2 中國石油玉門油田分公司油田作業(yè)公司

0 引言

塔河油田為非均質性極強的奧陶系縫洞型碳酸鹽巖，油藏埋深為5 350 ～ 6 600 m，井筒舉升過程中因熱量損失及原油脫氣造成黏度增加，為此，采用套管摻入稀油的降黏方式進行開采［1-6］。隨著稠油區(qū)塊動用程度加大，電泵因其舉升能力強、排量大的特點成為塔河油田機械采油的主要方式［7］。由于油水分異、含水波動、稀稠油混配差等影響，稠油頻繁進入電泵管柱，嚴重影響電泵正常生產(chǎn)［8-9］。據(jù)統(tǒng)計，2019年稠油進入電泵導致停機109井次，解堵失敗造成檢電泵作業(yè)3井次，影響產(chǎn)量1 867 t，增加采油成本259萬元。

1 存在問題

目前稠油上返一般采用正注、連續(xù)油管進行解堵［10-15］，此類方法存在局限性具體表現(xiàn)如下：

（1）正注壓差一般控制在25 MPa以內(nèi)，壓差過大會造成落魚事故。由于原油在3 000 m左右失去流動性，摩擦阻力劇增，部分稠油上返嚴重井在壓差25 MPa下基本無注入量，同時結合入井年限、含水、硫化氫等影響，正注壓差降級控制，進一步降低了正注處理成功率。

電泵最大正注解堵壓力計算公式：

式中：p —最大正注解堵壓力，MPa；N —泵出口螺栓數(shù)量，個；n —每根螺栓承受最大力，t；g —重力加速度，m/s2；d1—泵內(nèi)徑，mm；d2—軸外徑，mm；δ—安全系數(shù)。

由公式（1）可知，對于入井電泵而言，唯一變量為安全系數(shù)，隨著入井年限變長、含水及硫化氫等影響，必須加大安全系數(shù)，減少正注壓力，提高富余量才能降低落魚風險。

（2）連續(xù)油管解堵可以有效清理電泵以上油管內(nèi)稠油，但卻難以清理泵內(nèi)及泵下尾管稠油，造成解堵失敗。由于電泵尾管裝置續(xù)接尾管普遍在1 000～1 500 m，稠油進入尾管及泵內(nèi)后會產(chǎn)生巨大阻力，影響電泵處理成功率。

由表1可知，泵排量越小，葉導輪流道越小，稠油越難處理；泵舉升揚程越高，葉導輪級數(shù)越多，稠油越難處理。

表1 不同泵型葉導輪流道及級數(shù)對比表

2 解決思路

針對正注處理困難且不宜連續(xù)油管解堵的稠油上返電泵井，利用電泵舉升能力強的特點，開啟電泵運行，實施強制排液，同時加大摻稀量，避免稠油再次進入電泵管柱，確保電泵管柱內(nèi)稠油能夠有效排出。為順利排出電泵管柱內(nèi)稠油，在井口安裝生產(chǎn)流程，一是避免排出稠油進入生產(chǎn)管線造成凝管事故；二是降低回壓提高電泵排出液量。

強制排液思路在TH12XX1井成功得到應用，該井2020年3月20日組下150/3200電泵，泵掛深度3 005 m，配套電泵尾管懸掛裝置，尾管下深4 176 m，生產(chǎn)期間逐步提頻至45 Hz生產(chǎn)。3月22日該井出液增加，攜帶油泥較多，造成電流波動加劇，17:20因套壓上漲，主動停機，測絕緣0 MΩ；計轉站、泵車正注困難，無法有效注入，為此，改套注稀油處理，初期壓力較高，在套注10 m3后壓力下降，套注稀油完畢后繼續(xù)正注處理，期間多次正注壓力打壓至35 MPa，套壓10 MPa，無注入量。基于該井正注困難，尾管堵塞可能性較大，結合該井無絕緣，連續(xù)油管解堵即使成功也存在啟泵失敗風險，因此，啟泵強制排液。在連接好生產(chǎn)流程后，初期多次啟泵均失敗，通過調整參數(shù)后以35 Hz啟泵成功，同時加大摻稀量生產(chǎn)。在運行30 min后，油壓開始緩慢上漲，經(jīng)過多次憋壓處理，油壓在4 ～ 14 MPa間波動，取樣出現(xiàn)油泥、明水，說明井筒堵塞物主要是油泥，經(jīng)過排液約4 h，井口出稀油，壓力穩(wěn)定在1 MPa，恢復了油井正常生產(chǎn)。

3 應用效果

通過強制排液，解決了正注處理困難且不宜連續(xù)油管解堵的稠油上返電泵井，目前已在TH12XX1、TH12XX2、TH12XX3、TH12XX4井 應 用成功，取得效果如下：

（1）提高油井異常處理時效，減少產(chǎn)量損失。4口井異常處理時效提高9.19 d，避免產(chǎn)量損失100.05 t，見表2。

（2）減少特車使用時間，降低處理費用。3口井避免使用連續(xù)油管解堵，同時4口井減少泵車使用7.13 d，節(jié)約費用88.2萬元，見表3。

（3）避免解堵失敗造成檢電泵作業(yè)，節(jié)約采油成本。1套電泵平均費用約100萬元，3口井成功恢復生產(chǎn)，避免檢泵產(chǎn)生費用300萬元。

（4）降低修井作業(yè)難度，減少環(huán)境污染。由于電泵管柱內(nèi)稠油影響，造成起管柱時噴冒稠油，污染環(huán)境的同時影響修井時效。

4 結論

（1）正注稀油可以解決大部分稠油上返的電泵井，但需注意控制壓差在25 MPa以內(nèi)，避免落魚的事故。

表2 異常處理時效對比表

表3 經(jīng)濟效益統(tǒng)計表

（2）連續(xù)油管可以解決泵上稠油上返問題，但對泵內(nèi)、泵下尾管無法進行處理，造成解堵成功率不高。

（3）強制排液豐富了現(xiàn)有稠油上返電泵井的處理手段，4口井提高處理時效9.19 d，避免連續(xù)油管解堵，減少處理費用88.2萬元。

（4）強制排液降低了解堵失敗直接檢電泵作業(yè)風險，每井次節(jié)約電泵費用100萬元，同時降低了修井作業(yè)難度，減少環(huán)境污染。