雙河油田加藥降粘輸送方法分析研究

高梧淞

摘要 針對河南油田安棚區塊輸油特點，采用從油井井口加入藥劑方式，改變原油乳狀液相態，從而降低乳狀液在井筒和集輸管路中的摩阻損失，實現減少抽油機、外輸泵等設備能量消耗，取得良好的經濟和社會效益。

關鍵詞 雙河油田；加藥降粘；原油輸送；分析研究

中圖分類號TE3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0026-02

0 引言

河南油田安棚區域，油井與采油站跨度大，輸油管道距離長。由于原油粘度大，造成抽油機負荷大，油流在井筒及管網中流動摩阻損失大。目前在生產過程中采取摻稀油降粘、提高外輸泵壓力和加熱外輸等方法，以達到順利完成原油輸送的目的。針對河南油田安棚板塊油井及原油輸送特點，采用在油井井口加藥降粘輸送的方法，改變原油乳狀液的相態，從而降低油流在管路中的摩阻損失，降低抽油機負荷、減少集輸管網能量損失。達到節能降耗，提高經濟效益的目的。

1 理論依據

1.1 原油乳狀液的形成及其特點

原油與水在油層中向井底流動時，其流速很慢，一般不會產生乳狀液。當油水混合物沿油管由井底向地面流動時，隨著壓力的降低，溶解在油中的伴生氣不斷析出，氣體體積不斷膨脹，從而會對油水產生破碎和攪動作用，形成較為穩定的乳狀液。由于原油中含有瀝青質、膠質、環烷酸、脂肪酸等多種天然乳化劑，經過井筒、油嘴等處的剪切，中低含水率原油在井口多呈油包水型（W/O）乳狀液，更高含水率時，井口原油流動工況是水懸浮的油包水（W/O/W）乳狀液。油包水型乳狀液的粘度高于不含水原油的粘度。

1.2 液體在管路中的流動狀態

液體在管路中流動，由于受到管壁的摩擦，貼近管壁的液體層流速會降低，而流速降低的液體層又會給貼近它的液流一個摩擦阻力，使其流速也降低。依此類推，在液體間摩擦力的作用下，由管中心到管壁存在一個速度梯度，液體的流速在管中心處最高，并沿管道橫切面向外側逐漸減小。液層間摩擦力的大小與液體性質有關，并與流速梯度和接觸面積成正比。對于某一固定管線，其接觸面積為定值，摩擦力只與流體粘度和速度梯度有關，因此可以確定降低液體粘度、控制液體流速對降低液體摩擦力有直接的效果。

2 試驗設計分析研究

在井口加入一定比例的破乳劑，在適當的溫度和剪切作用下，形成油為分散相、水為連續相的水包油型乳狀液。在輸送過程中，由于越靠近管壁處液流的速度梯度越大，使油粒在外層受到較大的剪切，并向管中心運動，最終在管壁周圍形成一個外層水環，使輸油時稠油與管壁的摩擦和稠油相互之間的摩擦，改變為水與管壁之間及水與水之間的摩擦，大大降低管輸時的摩阻。

3 現場應用及分析

為驗證井口加藥降粘方法的可行性和有效性，在2008年下半年先后在安棚區塊安3002、安3003、安3006三口油井進行了井口加藥試驗，同時在安棚6號站進行了外輸管線加藥降粘試驗。

3.1 井口加藥試驗

從試驗數據中可以看出，井口加入破乳劑后油井電流、油壓下降，液量、含水上升，經現場觀察井口放樣粘度明顯降低。

3.2 試驗總結及分析

通過試驗可以確定井口加藥對降低油流在管路中的摩阻損失是有效的。通過這種方法，可有效降低抽油機電機實際消耗功率。同時通過降低回壓可使油井產量有一定提高。

1）井口回壓明顯降低的油井含水基本集中在40%~60%，而含水60%以上的油井回壓降低不明顯。由此可以判定含水40%~60%的原油在管路中流動時，油包水的乳狀液形態使流動阻力很大。破乳反相后水與管壁的摩擦使阻力大大降低，反映為井口回壓的明顯降低。而含水60%以上的原油已經有相當一部分水為游離形態，輸送過程中已經近似是水與管壁的摩擦，加藥后破乳產生的反相效果并不明顯，反映為井口回壓降低不明顯；

2）試驗過程中基于現實條件忽略了流速對液環形成的影響。而這一點經過證明又恰恰是影響試驗效果的關鍵。因為液體在不同的流態下，其內部液體分子的運動狀態也不同。油水乳狀液隨流速增大存在3種流動模型：油水分層流動、均質流動、內向液滴移向管路中心。很顯然要想實現液環輸送的理想狀態就要通過控制流速實現第3種流動模型。下一步就將致力于井筒、輸油管路中油流速度控制的研究。

4 經濟效益分析

4.1直接效益

1）抽油機電機實際消耗功率下降，耗電量下降；2）集輸管網摩阻損失在0.3MPa左右，井口加入破乳劑以后，井口回壓明顯下降，有條件實現油井到采油站的冷輸及采油站到聯合站的自壓輸送。可有效降低天然氣使用量、降低輸油泵耗電量。

4.2間接效益

1）井口加入破乳劑以后，經井筒和地面管線的攪拌，乳狀液在管路內破乳，使聯合站脫水設備的處理能力和處理質量大為改善，給聯合站降低原油脫水溫度創造了條件；2）各采油井實現自壓輸油以后，輸油泵可以停運，可節省大量外輸泵維修費用。

5 結論

井口加破乳劑降粘輸送方法對降低管路摩阻有明顯的效果，通過實施井口加藥可有效降低抽油機負荷、電機電流及井口回壓，從而可實現原油自壓冷輸、降低聯合站脫水溫度、減少破乳劑用量等節能降耗措施，能夠取得巨大的經濟效益。

參考文獻

[1]馮叔初.油氣集輸[M].山東：石油大學出版社，1988.

[2]張琪.采油工程原理與設計[M].山東：石油大學出版社，2000.

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