双管双泵高粘度稠油开采技术在孤东油田的应用

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  摘要:本文针对孤东油田稠油油藏的特点,采用了不同于常规的稠油开采中双流道采油管柱(双管)及混水节能抽稠油泵(双泵)技术方案解决了油田高粘度稠油的开采难题,降低采油成本,提高稠油开发效果,实现油田低耗高产的目的。
  关键词:稠油油藏;高粘度稠油;双管;双泵;采油技术
  稠油是世界经济发展的重要资源,其储量约有4000亿-6000亿立方米。我国也有着丰富的稠油资源,据不完全统计,探明和控制储量已达16亿吨,大都分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。我国对稠油油藏的研究、开发和加工已日趋成熟,并形成相当大的开采规模,而且产量也占全国石油总产量的1/10。[1]目前,各大稠油开采油田针对其自身特点,通过引进、消化、吸收和技术创新,形成了各具特色的开采技术。孤东油田稠油油藏为馆陶组油藏,油层深度一般在1200-1400米之间,厚度在3-15米,油层岩石胶结疏松,泥质、蒙脱石含量高,渗透率一般在O.2-2.Oum2。地层储量2466万吨,开发潜力大,但开发过程中受到出砂、油稠的影响,开采难度大,给开采工艺的实施提出了较高的要求。孤东油田采用的双流道采油技术及混水节能抽稠油泵解决了油田高粘度稠油的开采难题,节能降耗,增油效果明显。
  1 双流道采油管柱
  1.1 抽油管柱与液体之间的摩擦力
  上式可以看出,抽油杆柱与液体之间的摩擦力,与液体的粘度和抽油杆在液体中的长度成正比,液体的粘度越高或抽油杆在液体中的长度越长,抽油杆柱与液体之间的摩擦力越大,也越容易造成抽油杆缓下。[2][3]
  1.2 双流道采油管柱(双管)
  稠油举升的好坏主要受到液体与抽油杆之间摩擦阻力的影响。
  目前油田采用的常规减阻方法都是通过减小液体的粘度来降低抽油杆上下行阻力来实现的,常用的方法有化学降粘和电加热降粘等[2]。但在降低液体黏度的同时,又增加了大量能耗和成本,极大的影响了稠油开采的经济效益。主要原因是传统的有杆举升工艺,泵上抽油杆全部浸泡在原油中,尽管原油黏度得到了大幅度的降低,但抽油杆的摩擦阻力还是不能消除,因此需要电加热不停的加热,化学降黏不停的加药,大大增加了采油成本。因此,采用其它低成本的办法来实现减阻,已是一个非常迫切的问题。
  双流道采油管柱减阻主要采用减少高粘度液体与抽油杆接触长度,来减少抽油杆的下行阻力。该管柱主要由掺水泵、抽油泵和油水混合器组成,通过掺水泵流入的水与油混合举升到地面。由于两个泵之间的拉杆只有5米,仅为全部杆柱(泵深1000米)的5%,且在1000米处原油粘度较低,因此能产生的阻力有限,掺水泵以上为油田热污水,粘度为1mPa.s,摩阻忽略不计。最大的阻力是回压和小管中的液体摩阻对掺水活塞的托力,可通过抽油杆加重和地面加压来解决。双流道采油技术主要是从减少抽油杆在原油中的浸泡长度入手,到目前为止,可将抽油杆在原油中的浸泡长度降低到原来0.5%,也就是将抽油杆的摩擦阻力降低到0.5%,从而在不增加能量的情况下,可实现抽油杆不缓下,达到改善举升效果的目的。
  1.3 现场应用效果
  从开始研制该项技术到完成室内研究和机加工历时5个月,目前已实验实施两口井,节能效果明显,目前日节能2378度。但是实际应用中会出现以下问题:(1)井口密封困难,由于掺入水含油少,润滑性差,光杆磨损严重;采用偏心井口,光杆不对中,增加了井口密封的难度;(2)掺水压力低,油流阻力较大,调大参数时,掺水量急剧下降,因此目前有2口井,只能以低参数生产;(3)水质差,井下管柱结构沉砂严重,杆柱下行困难。
  2 混水节能抽稠油泵(双泵)
  2.1 工作原理
  采用掺水工艺原理,是一种套叠式串联泵,该泵为两级泵结构,下级用于抽稠油,上级用于抽套管中地上掺入的水,稠油与水在泵内高压混合乳化,将油包水流体改变成水包油流体,将连续稠油W/O分散成O/W乳化原油,在不用电加热的情况下,再由该泵将稠油与水混合液抽到地面,因而解决了中高稠油开采能耗大的问题。表1为该泵的技术参数表。
  该泵的技术特点为:(1)解决10000mpa.s以内稠油的提升问题;(2)对地面掺水系统压力要求小,靠泵本身工作解决井筒掺水问题;(3)隔离掺水与地面输差的联系,减少地面回到对掺水量的影响。
  2.2 现场应用情况
  混水节能抽稠油泵装置现场试验共施工14口。对比13口,目前开井12口。其中HLK922,3.8日杆缓下停;HLK92X35,3.17日杆缓下关。混水节能抽稠油泵装置目前平均日液15.5t/d,日油1.6t/d,含水86.6%;与实施前对比,日油下降1.3t/d,日节电790kwh/d。混水节能稠油泵在已应用的采油井中会出现以下问题:(1) 座封时易造成下泵捅弯曲,造成杆缓下,K922和K92X35就是此类原因。(2) 由于封隔器密封不严造成含水上升,K92-4和K92-14就是此类原因。
  3 结论及建议
  在应用稠油开采配套技术时,应考虑实际井的情况,因地置宜。采用双流道采油管柱技术应在粘度低于8000mPa.s或含水高于60%、粘度8000-10000 mPa.s这两类井上进行推广应用,需解决掺水泵的下入深度,用空心光杆掺水,解决井口密封难、泵磨损严重的问题。另外需在井口加装过滤器,解决井下管柱沉砂和结构的问题。混水节能抽稠油泵技术不宜用在下泵段造斜度较高的井内。针对座封时下泵桶易弯曲的情况,建议推广应用Y211自锁封+补偿器的管柱。
  参考文献:
  [1]孙毓渑, 陆重业, 姚敏. 双管采油井口装置概述[J]. 石油矿场机械, 1992, (03):47-49.
  [2]佘梅卿,申秀丽,视道钧,鲁献春. 分层采油技术的研究与应用[J]. 石油机械, 1995, (12):79-80.
  [3]唐仁选,谈士海,郎春艳. 多油层合采的油井產液及含水特征分析[J]. 中国海上油气.地质, 2003, (02):99-100.
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