论文部分内容阅读
摘 要：在对稠油机采举升方面，国内外进行了很多研究，在抽油泵方面分为有杆泵、电潜泵、螺杆泵、水力喷射泵、混水节能抽稠油泵以及双流道泵等，井筒方面分为各种掺水工艺（如泵上掺水、泵下掺水、双泵掺水、空心杆掺水等）和加热工艺（如电热杆、电热管、空心杆密闭循环等），地面上，主要为地面掺水。针对稠油特点，先后采取了多种举升工艺技术，如空心杆掺水，泵上掺水，双泵掺水，电热杆，空心杆密闭循环等，这些工艺在设计上都比较合理，但在实际应用中，由于各井原油特点不同、井况不同，相同工艺在不同井上的使用情况也同，同一种工艺在这口井上应用很好，但在另一口井上却完全不适用，一口井怎样才能找到适合该井的工艺技术，提高采油时率，对于稠油生产是很重要的内容。所以对各种工艺的适应性进行分析是非常有必要的。
关键词：稠油井；机采举升；掺水工艺；适应性分析；比较
在对稠油机采举升方面，国内外进行了很多研究，包括抽油泵、抽油杆及井筒方面等，在试验区都收到了很好的效果。针对稠油特点，油田先后采取了多种举升工艺技术，但各种技术应用情况如何，适用情况如何，以及不同井况应实施适应性工艺，有必要对比研究，以找到合理的开发方案，来更好的指导生产。
1 电加热工艺技术及适用性评价
电加热工艺分为泵上加热和过泵加热，对于原油能够流入泵的油井采用普通分体式电热杆加热技术对泵上原油加热，原理为：电缆进入空心杆内，利用电缆末端的铜棒与空心杆底部的变径接头接触造成回路。交流电以连续送电方式将电能送到电加热抽油杆的终端，依靠集肤效应原理，将空心杆体加热，通过热传导，提高井筒内原油温度，降低粘度，增加原油的流动性，防止结蜡，可有效地解决高凝、高粘、高含蜡原油在井筒举升过程中的矛盾。对于原油能够流入井筒但不能流入泵筒的油井，可采用电热杆过泵加热技术，它是把原来的管式整筒泵改制成空心环流泵，空心抽油杆直接穿越过泵，同样利用集肤效应原理同时对泵上，泵下及泵体本身进行加热，从而降低整个井筒内原油粘度，同时也提高了泵效。优点：比较稳定产液含水低，利用集肤效应直接对稠油加热，全井加热，热效率高，加热速度快，加热1-2小时，可以开井。应用广泛，适应性强，一般故障排除快，便于管理。缺点：采用普通变压器，直输送电，三相不平衡，大规模应用对电网有損害，检泵较复杂，单井用电量较大。
2 空心杆掺水工艺技术及适用性评价
空心杆泵上掺水原理是将污水（或降粘剂溶液）通过掺水管线输送到各计量站，经计量阀组计量后通过加热炉加热到70℃左右分配到每口单井，加热后的水（或降粘剂溶液）经过井口高压软管、三通进入空心杆后经单流阀、筛管进入油管，与泵入原油混合后形成水包油乳化液，同时，加热后的井口产出液温度可达50℃左右，从而达到降粘抽稠目的，同时由于掺入液量较大、温度高，可以解决稠油井的干线回压高的难题，而不再需要掺污水伴输。该工艺共分两个部分：地面装置和井下掺水（药）装置。地面装置包括高效加热炉、高压软管、井口三通。井下装置包括单流阀（带筛管）。特点：1）掺水单向流动该工艺技术充分考虑了井底流压、油管内液柱压力影响的因素，在掺水过程中井下掺水单向控制系统控制水流单向流动，不会出现泵筒中原油回流空心杆的情况。2）油管内掺水，水不回渗地层。空心杆掺水工艺技术中，掺入的热水通过空心杆后，由井下掺水单向控制系统直接进入泵活塞的上部，在掺水过程中水始终不会进人环空，绝不会渗进地层，这样彻底避免了因水流回渗，而导致井底附近油层污染、阻塞孔隙通道、降低渗透率、影响油井产能的不良后果。对掺水水质的要求也就相应降低了。3）工艺原理简单，成本低。空心杆掺水降粘工艺原理简单，设备材料少易于使用，对现场各种复杂的生产工作环境均可应用，只需对目前的地面管线流程做较小的改造，不需投人太多的材料和设备费用，因此可以节约成本。4）油、水混合充分，降粘效果好。井下掺水单向控制系统安装在活塞的上部，使得水可以直达泵筒内。当活塞在泵筒中做上下往复的抽汲运动时，油、水混合点也随着活塞不断变化，由环空掺水的静态混合变为了动态混合，在运动中使得油、水混合充分，油迅速分散在水中，形成水包油型的乳化液，达到降粘的效果。由于油水混合充分，要达到相同的降粘效果，空心杆掺水只需较少的掺水量就可以满足油井的生产，从而节约掺水。当掺水量降低后，用于加热掺水的加热设备的负荷也就大大降低，又可以节能降耗。5）泵上掺水工艺可以和其它工艺结合应用。泵上掺水工艺可以掺入降粘剂或其它化学药剂，更好的解决稠油开采以及外输中的生产问题
3泵上掺水工艺
掺热水降粘伴输因其工艺简单，投入费用低，施工难度小，效果明显已被广泛地采用。掺热水降粘伴输工艺分三种类型：一是地面掺水，其作用机理是对有一定粘度的油井在井口掺热水降回压伴输（目前现场采油树一般具备地面、泵上掺热水降粘伴输两套工艺流程），如果不能达到进干要求则改泵上掺水工艺。二是泵下掺热水降粘伴输工艺，其作用机理是从套管掺热到井底降粘，因掺入水突进速度快，泵筒内抽出液体以掺水为主，泵效低，投入产出比低，难于管理，已被泵上掺水工艺取代。三是泵上掺热水降粘伴输工艺，该工艺目前是油田稠油开采的主要工艺，已被广泛的采用，收到了较好的效果。泵上掺热水降伴输工艺井下采油管柱由油管、筛管、Y211—150型封隔器、泵组成。即在普通稠油井管柱泵上加装封隔器，封隔器上1 0米左右加装筛管，使得油套环形空间与泵上油管连通，掺水从油井套管进入，经套管、筛管进入泵上油管内。适应性评价：1）掺水温度应不低于粘温曲线拐点值，防止由于温度太低，粘度突变（也可掺入水进行加热）。2）原油粘度一般为2000-10000mPa？s，对常规稠油井低含水阶段也可应用。3）稠油油藏开采早、中期油井供液较好时适应性较好。4）泵上掺水工艺技术与其他稠油工艺技术相比，具有不污染地层，不影响泵效，投入低，产出高，占井周期短，生产过程稳定的特点，实现了井筒降粘、稠油井常规开采的目的，目前这一工艺基数的应用规模正在不断扩大。5）选井过程中应注意与本井的生产历史和邻井的生产动态相结合，保证地层有一定的供液能力。
4 结束语
1）综合目前采用三种工艺的优缺点和适用情况以及结合稠油的特点和现场生产情况，应用效果最佳的是电加热，其次是泵上掺水。2）稠油井井筒举升工艺目前类型较多，适应井况各不相同，除电加热工艺之外，其它工艺都和掺水有着密切的联系，给稠油井管理带来了一定的难度。3）受掺水水质影响，目前所掺污水中存在大量的杂质，造成管线和加热炉结垢厉害，降低了掺水压力，影响举升效果。
参考文献：
[1] 张芬. 空心杆掺水工艺在新滩油田的运用及改进. 黑龙江科技信息.2015
[2] 李岳栋、曹进仁、刘之泉. 掺水工艺实施后存在问题及解决办法.海洋石油，2016.3
[3] 于坤龙. 泵下掺水工艺的现场应用.内江科技，2010.9
关键词：稠油井；机采举升；掺水工艺；适应性分析；比较
在对稠油机采举升方面，国内外进行了很多研究，包括抽油泵、抽油杆及井筒方面等，在试验区都收到了很好的效果。针对稠油特点，油田先后采取了多种举升工艺技术，但各种技术应用情况如何，适用情况如何，以及不同井况应实施适应性工艺，有必要对比研究，以找到合理的开发方案，来更好的指导生产。
1 电加热工艺技术及适用性评价
电加热工艺分为泵上加热和过泵加热，对于原油能够流入泵的油井采用普通分体式电热杆加热技术对泵上原油加热，原理为：电缆进入空心杆内，利用电缆末端的铜棒与空心杆底部的变径接头接触造成回路。交流电以连续送电方式将电能送到电加热抽油杆的终端，依靠集肤效应原理，将空心杆体加热，通过热传导，提高井筒内原油温度，降低粘度，增加原油的流动性，防止结蜡，可有效地解决高凝、高粘、高含蜡原油在井筒举升过程中的矛盾。对于原油能够流入井筒但不能流入泵筒的油井，可采用电热杆过泵加热技术，它是把原来的管式整筒泵改制成空心环流泵，空心抽油杆直接穿越过泵，同样利用集肤效应原理同时对泵上，泵下及泵体本身进行加热，从而降低整个井筒内原油粘度，同时也提高了泵效。优点：比较稳定产液含水低，利用集肤效应直接对稠油加热，全井加热，热效率高，加热速度快，加热1-2小时，可以开井。应用广泛，适应性强，一般故障排除快，便于管理。缺点：采用普通变压器，直输送电，三相不平衡，大规模应用对电网有損害，检泵较复杂，单井用电量较大。
2 空心杆掺水工艺技术及适用性评价
空心杆泵上掺水原理是将污水（或降粘剂溶液）通过掺水管线输送到各计量站，经计量阀组计量后通过加热炉加热到70℃左右分配到每口单井，加热后的水（或降粘剂溶液）经过井口高压软管、三通进入空心杆后经单流阀、筛管进入油管，与泵入原油混合后形成水包油乳化液，同时，加热后的井口产出液温度可达50℃左右，从而达到降粘抽稠目的，同时由于掺入液量较大、温度高，可以解决稠油井的干线回压高的难题，而不再需要掺污水伴输。该工艺共分两个部分：地面装置和井下掺水（药）装置。地面装置包括高效加热炉、高压软管、井口三通。井下装置包括单流阀（带筛管）。特点：1）掺水单向流动该工艺技术充分考虑了井底流压、油管内液柱压力影响的因素，在掺水过程中井下掺水单向控制系统控制水流单向流动，不会出现泵筒中原油回流空心杆的情况。2）油管内掺水，水不回渗地层。空心杆掺水工艺技术中，掺入的热水通过空心杆后，由井下掺水单向控制系统直接进入泵活塞的上部，在掺水过程中水始终不会进人环空，绝不会渗进地层，这样彻底避免了因水流回渗，而导致井底附近油层污染、阻塞孔隙通道、降低渗透率、影响油井产能的不良后果。对掺水水质的要求也就相应降低了。3）工艺原理简单，成本低。空心杆掺水降粘工艺原理简单，设备材料少易于使用，对现场各种复杂的生产工作环境均可应用，只需对目前的地面管线流程做较小的改造，不需投人太多的材料和设备费用，因此可以节约成本。4）油、水混合充分，降粘效果好。井下掺水单向控制系统安装在活塞的上部，使得水可以直达泵筒内。当活塞在泵筒中做上下往复的抽汲运动时，油、水混合点也随着活塞不断变化，由环空掺水的静态混合变为了动态混合，在运动中使得油、水混合充分，油迅速分散在水中，形成水包油型的乳化液，达到降粘的效果。由于油水混合充分，要达到相同的降粘效果，空心杆掺水只需较少的掺水量就可以满足油井的生产，从而节约掺水。当掺水量降低后，用于加热掺水的加热设备的负荷也就大大降低，又可以节能降耗。5）泵上掺水工艺可以和其它工艺结合应用。泵上掺水工艺可以掺入降粘剂或其它化学药剂，更好的解决稠油开采以及外输中的生产问题
3泵上掺水工艺
掺热水降粘伴输因其工艺简单，投入费用低，施工难度小，效果明显已被广泛地采用。掺热水降粘伴输工艺分三种类型：一是地面掺水，其作用机理是对有一定粘度的油井在井口掺热水降回压伴输（目前现场采油树一般具备地面、泵上掺热水降粘伴输两套工艺流程），如果不能达到进干要求则改泵上掺水工艺。二是泵下掺热水降粘伴输工艺，其作用机理是从套管掺热到井底降粘，因掺入水突进速度快，泵筒内抽出液体以掺水为主，泵效低，投入产出比低，难于管理，已被泵上掺水工艺取代。三是泵上掺热水降粘伴输工艺，该工艺目前是油田稠油开采的主要工艺，已被广泛的采用，收到了较好的效果。泵上掺热水降伴输工艺井下采油管柱由油管、筛管、Y211—150型封隔器、泵组成。即在普通稠油井管柱泵上加装封隔器，封隔器上1 0米左右加装筛管，使得油套环形空间与泵上油管连通，掺水从油井套管进入，经套管、筛管进入泵上油管内。适应性评价：1）掺水温度应不低于粘温曲线拐点值，防止由于温度太低，粘度突变（也可掺入水进行加热）。2）原油粘度一般为2000-10000mPa？s，对常规稠油井低含水阶段也可应用。3）稠油油藏开采早、中期油井供液较好时适应性较好。4）泵上掺水工艺技术与其他稠油工艺技术相比，具有不污染地层，不影响泵效，投入低，产出高，占井周期短，生产过程稳定的特点，实现了井筒降粘、稠油井常规开采的目的，目前这一工艺基数的应用规模正在不断扩大。5）选井过程中应注意与本井的生产历史和邻井的生产动态相结合，保证地层有一定的供液能力。
4 结束语
1）综合目前采用三种工艺的优缺点和适用情况以及结合稠油的特点和现场生产情况，应用效果最佳的是电加热，其次是泵上掺水。2）稠油井井筒举升工艺目前类型较多，适应井况各不相同，除电加热工艺之外，其它工艺都和掺水有着密切的联系，给稠油井管理带来了一定的难度。3）受掺水水质影响，目前所掺污水中存在大量的杂质，造成管线和加热炉结垢厉害，降低了掺水压力，影响举升效果。
参考文献：
[1] 张芬. 空心杆掺水工艺在新滩油田的运用及改进. 黑龙江科技信息.2015
[2] 李岳栋、曹进仁、刘之泉. 掺水工艺实施后存在问题及解决办法.海洋石油，2016.3
[3] 于坤龙. 泵下掺水工艺的现场应用.内江科技，2010.9