電伴熱采油工藝在東勝堡油田的應用

摘 要：東勝堡油田是高凝油油田，開采高凝油的技術關鍵是保證它從井筒到地面至煉油廠全過程中要有較好的流動性，開發初期以閉式熱水循環伴熱采油工藝為主，后期轉為空心桿熱線伴熱和油管電加熱采油工藝為主。本文對空心桿熱線伴熱和油管電加熱采油工藝的原理、現場應用和各自的優缺點進行了分析論述，認為電伴熱采油工藝能夠滿足大部分高凝油井生產的需要。

關鍵詞：電伴熱采油 空心桿熱線伴熱 油管電加熱 高凝油

中圖分類號：TE35文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0101-01

東勝堡油田是高凝油油田，其生產的高凝油含蠟量超過30%，凝固點一般在42℃以上，最高67℃。高凝油由于重烴含量高，具有特殊的流變性，原油粘度對溫度相當敏感。它的溫度在析蠟點以下呈非牛頓流體，接近凝固點或在凝固點以下時出屈服值，成為屈服塑性流體，在溫度低于凝固點以下時，將有大量固體蠟晶析出，造成剪切應力隨溫度降低而成直線急劇上升，造成井筒舉升十分困難，因此，開采高凝油的技術關鍵是保證它從井筒到地面至煉油廠全過程中要有較好的流動性，否則就會出現凝管問題。開發初期以閉式熱水循環伴熱采油工藝為主，隨著油田綜合含水的不斷上升，閉式熱水循環采油工藝暴露出的問題也越來越突出，主要表現在兩個方面：一是油井動液面和產液剖面無法錄取，二是采油成本居高不下。由于這兩方面的原因，后期逐步轉為空心桿熱線伴熱和油管電加熱采油工藝為主。空心桿熱線伴熱和油管電加熱采油都屬于電伴熱采油工藝。近些年經過研究和改進，電伴熱采油工藝日臻成熟，在保證高凝油井正常生產的情況下，大幅度降低了采油成本。

1 東勝堡油田高凝油井生產概況

東勝堡油田共有高凝油井980多口，開井720多口，平均日產液22.2t，日產油3.7t。620多口高凝油生產井中，空心桿熱線伴熱井有330口，油管電加熱井80多口。

2 電伴熱采油工藝的應用

2.1 空心桿熱線伴熱采油工藝

2.1.1 工作原理

該工藝主要由變扣接頭、回路短接、空心抽油桿、空心光桿、光桿密封器、整體電纜、井口熱線三通、地面控制柜和變壓器組成。空心抽油桿內的電纜是單相，三相交流電經過控制柜的調整，變成兩相交流電，與空心抽油桿內的電纜相連，通過空心抽油桿底部的回路短接與空心抽油桿構成回路，在電纜線和桿體上形成集膚效應使空心抽油桿發熱。加熱油管內的液體，使其順利流至地面。

2.1.2 現場應用情況

1995年東勝堡油田與盤錦華孚公司合作研制開發出空心桿熱線伴熱采油工藝，9月3日在靜35-67井開始試驗應用，使該井成功的維持了正常生產。試驗表明，空心桿熱線伴熱采油工藝適合于高凝油井的生產。

2.1.3 技術優缺點

該工藝對低產液、低含水油井加熱效果較好；該工藝利用空心抽油桿做熱源體，不受液面限制，能夠較好的解除油卡和蠟卡現象。但也有一定的局限性，主要表現在：一次性投資大；耗電量大、運行成本高；加熱電纜存在老化、擊穿等現象，使用壽命短，一般為2-3年，維護及更新費用高。

2.2 油管電加熱采油工藝

2.2.1 技術原理

當工頻交流電流通過鐵磁性鋼管材料時，由于集膚效應的作用，使鋼管的有效過電截面積減少，交流阻抗顯著增大而發熱。本系統用油管做熱源體，將電能轉化為熱能，直接加熱油管內的液體，使其順利流到地面，進行轉換。

2.2.2 現場應用情況

經過對其他油田油管電加熱技術應用的調研、分析和反復論證，2002年開始，東勝堡油田進行了油管電加熱采油工藝試驗。2002年3月1日在靜67-149井首次試驗應用，取得了較好的應用效果。2003年開始推廣應用，到2005年油管電加熱總井數達到210口，年產油量29.6萬t，占油田總產量的35.1%。在推廣應用過程中，技術人員積極進行技術革新和改進，先后對絕緣短節、接觸器、高壓電纜密封器等進行了多次改進，取得了多項專利成果，完善了相關配套技術，使油管電加熱采油工藝成為東勝堡油田一項主要的生產工藝。

2.2.3 工藝優缺點

與空心桿熱線伴熱井相比，油管電加熱井在平均免修期、抽油機懸點載荷，尤其是在投資和運行費用方面有著較大的優勢。

（1）節約投資和運行費用。一次性投資油管電加熱井比空心桿熱線伴熱井節約近2萬元；年運行費用油管電加熱井比空心桿熱線伴熱井節約也近2萬元。

（2）平均免修期長。經過統計分析，平均免修期油管電加熱井比空心桿熱線伴熱井長30天左右。

（3）降低了抽油機的懸點載荷。經過對相關油井示功圖測試對比，采用油管電加熱比采用空心桿熱線伴熱抽油機懸點載荷可降低1.5t左右，利于油井深抽。

與空心桿熱線伴熱相比，其缺點是送電熱效率稍低，由于空心桿熱線伴熱井是抽油桿發熱，所以在油井卡井時空心桿熱線伴熱井更容易解開。

3 電伴熱油井送電功率的確定

油井送電功率的確定是根據油井的井口出液溫度變化、產液量變化、生產電流變化和油井生產載荷變化來制定的。在生產中多數油井的送電功率參照油井的井口出液溫度進行調整。對含水低產液量低的油井，適當提高送電功率，可以提高防蠟效果；對于產量高的重點油井，或者生產情況比較特殊的油井也確定相應的送電功率。除參照油井的井口出液溫度外，生產中確定送電功率的其它幾種方法如下：

（1）電流法：依據生產中每天測試的生產電流變化，畫出電流波動曲線，當電流變化量超過一定范圍5～8A時，結合其它生產參數的變化來斷是否需要提高送電功率。

（2）產量波動法：每口油井的產液量每天都是在變化的，可以根據每月的產量作出波動曲線，油井管內結蠟時，產量會持續走低，當產量低于正常值較多時，結合其它生產參數的變化判斷是否需要提高送電功率。

（3）示功圖測試法：油井溫度低結蠟時，示功圖上會表現出載荷增加，結蠟較多的表現出波紋肥大曲線。這種情況下要提高送電功率。

（4）綜合法：通常情況下，送電功率的制定多數是綜合以上三種方法來確定的。送電功率的大小是以根據實際生產情況適當調整的。

4 結語

（1）電伴熱采油工藝能夠滿足大部分高凝油井生產的需要。

（2）空心桿熱線伴熱和油管電加熱兩種電伴熱采油工藝各有其優缺點。

（3）油井的生產情況不同，所需的電伴熱功率也不同，應根據實際情況判斷，并根據生產條件的變化隨時進行調整。

參考文獻

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