注汽采油多用井口裝置研制

黃 俠,李嘯南,王 輝

(1.勝利油田采油工藝研究院,山東東營257000;2.科瑞集團公司國際油氣工程公司,山東東營257067)

·開發應用·

注汽采油多用井口裝置研制

黃 俠1,李嘯南1,王 輝2

(1.勝利油田采油工藝研究院,山東東營257000;2.科瑞集團公司國際油氣工程公司,山東東營257067)

蒸汽吞吐是稠油井最主要的開采手段,由于目前采用的蒸汽吞吐工藝2次作業都需要更換井口裝置,且在更換井口過程中無法使用不壓井作業裝置和安裝防噴器,存在較大安全隱患。研制了一種注汽采油雙用井口裝置,介紹了該裝置的設計依據、結構特點、工作原理、室內試驗和應用前景。

注汽;采油;井口;帶壓作業;研制

勝利油田稠油資源十分豐富,蒸汽吞吐是稠油井最主要的開采手段,目前采用的蒸汽吞吐工藝是:作業(更換注汽井口和注汽管柱)—注汽—悶井、放噴—作業(更換采油井口和采油管柱)—機采,該工藝2次作業都需要更換井口裝置,由于更換井口時無法使用不壓井作業裝置,也無法安裝防噴器,不符合油田作業安全操作規程,存在較大安全隱患。傳統的井口裝置[1]存在以下不足:①功能單一,只能懸掛采油管柱或注汽管柱中的一種,且在注蒸汽吞吐過程中,2次作業需更換2次井口裝置,工序復雜;②在更換井口過程中需要卸掉防噴器,井口處于失控狀態時間較長,存在較大安全隱患;③無法在熱采井實施不壓井作業工藝。為此,研制了一種注汽采油多用井口裝置[4],該井口裝置耐高溫、高壓,密封可靠,可懸掛注汽、采油2種管柱,實現了注汽、采油使用1套井口和在熱采井實施不壓井作業的目的。

1 結構組成與特點

1.1 結構

注汽采油多用井口裝置由底法蘭、油管頭四通總成、變扣短節、組合密封圈、懸掛器、采油樹總成組成,如圖1。

圖1 注汽采油多用井口裝置結構

1.2 特點

a) 油管頭四通總成與采油樹總成通過法蘭螺栓和鋼圈密封連接,可懸掛注汽管柱和采油管柱2種懸掛器,并通過耐高溫組合密封圈密封。

b) 懸掛器安裝在油管頭四通總成之內,懸掛器下端與變扣短節通過螺紋連接,變扣短節通過不同扣型螺紋分別與注汽管柱或采油管柱連接,注汽時下端懸掛注汽管柱,機采時下端懸掛采油管柱,可用1套井口同時滿足蒸汽吞吐注汽和采油。

c) 懸掛器與油管頭四通總成之間使用組合密封圈進行密封[2-3],組合密封圈采用石墨和聚四氟乙烯交替排列。油管頭四通總成內設計有臺肩,密封件安裝在內臺肩上。

2 主要技術參數

高溫密封壓力 21 MPa

低溫密封壓力 25 MPa

最高耐溫 370℃

適用油井套管 ?177.8 mm(7英寸)

懸掛油管 ?73.0或?88.9 mm

隔熱管 ?88.9或?114.3 mm

3 優點

a) 功能多,不動井口裝置既可懸掛生產管柱,又可懸掛注蒸汽吞吐管柱。

b) 安全可靠,可使用不壓井作業裝置和安裝防噴器,安全系數高。

c) 作業工序少,簡化了工藝,省時、省力、省時間,成本低。

d) 可在熱采井施工過程實施帶壓作業工藝。

4 室內試驗

采用幾種密封件對注汽采油多用井口裝置進行高溫試驗,整套井口裝置安裝完成后進行了室內壓力試驗。

4.1 密封件高溫試驗

利用電加熱設備對密封件總成加熱,檢驗密封件在高溫下的密封性能和耐溫性能,試驗數據和結果如表1。

表1 密封件試驗數據和結果

4.2 井口裝置試壓

a) 試壓方案 組裝整套井口,采用配套工裝密封大四通,試驗壓力35 MPa,試壓時間5 min,檢驗整套裝置密封是否有泄漏。

b) 試壓設備 計算機控制自動試壓裝置。

c) 執行標準 Spec 6A井口裝置及采油樹規范。

試驗數據和結果如表2。

5 應用前景

隨著稠油油藏熱采工藝的進步和井口裝置功能的不斷完善,注汽采油多用井口裝置在降低采油成本、提高作業效率、提高施工安全等方面將發揮巨大作用,為稠油開發做出貢獻。

表2 井口裝置試壓數據和結果

6 結論

1) 注汽采油多用井口裝置是用于稠油開采的一種專用井口設備,作業時可不更換井口裝置懸掛注汽、采油2種管柱,大大提高了施工效率,降低了開采成本。

2) 使用該裝置可在熱采井實施帶壓作業工藝。

3) 通過試驗,該裝置在高溫、高壓下密封可靠,不泄漏,完全能夠滿足注汽、采油2種工藝要求。

[1] 崔學政,馬 強,陶 軍,等.隨動對中抽油井口光桿密封裝置的研究與應用[J].石油礦場機械,2004,33(2): 83-85.

[2] 楊小平,張建成,尤 蔚,等.采氣井口裝置自動化氣密封試驗臺的設計[J].石油礦場機械,2008,37(5):109-112.

[3] 陳 輝,賈 斐,韓 鵬,等.新型抽油機調偏抗磨井口裝置的研制與應用[J].石油礦場機械,2007,36(10): 85-87.

[4] SY/T5328—1996.熱采井口裝置[S].

Development on Multi-purpose Wellhead of Steam Injection and Oil Production

HUANG Xia1,LI Xiao-nan1,WAN G Hui2
(1.Oil Production Research Institute,Shengli Oilf ield,Dongying257000,China;
2.International Oil and Gas Engineering Company,Kerui Group Co.,Ltd.,Dongying257067,China)

Cyclic steam injection is one of the most important viscous oil recovery means.Changing wellhead assembly is the must,which are two operations when using present steam stimulation processing.During changing,non-killing operation and BOP installation could not be used, so safety risk is hidden.A dual-use steam injection and oil production wellhead device was developed.Its design basic,working principle and indoor test are presented in this paper.The application foreground is viewed as well.

steam injection;oil production;wellhead;operation under pressure;development

1001-3482(2010)04-0087-03

TE931.1

B

2009-09-28

中石化股份公司科技攻關項目“油水井帶壓作業工藝技術研究”(P08015)

項目來源:國家專利(專利申請號:200920021621.2)

黃 俠(1973-),女,安徽蕭縣人,工程師,1996年畢業于江漢石油學院,主要從事油氣開采工作,E-mail:lxn@ slof.com。