熱流體閉式循環井筒的加熱降黏

劉廣友

中國石化勝利油田孤東采油廠

熱流體閉式循環井筒的加熱降黏

劉廣友

中國石化勝利油田孤東采油廠

熱流體閉式循環系統耗電部件主要是驅動加壓泵的電機，該電機實際耗電功率小于2 kW，與電加熱相比，其耗電量大幅度降低。熱流體閉式循環井筒加熱降黏存在溫度分布不合理問題，其技術改進思路有3個：一是提高內管隔熱性能；二是優化流速；三是提高注入熱水溫度。空心抽油桿里的內管隔熱效果是制約井筒溫度合理分布的關鍵因素，采用較小直徑的連續PB管，取得了較好的應用效果。

空心抽油桿；熱流體閉式循環；黏度；井筒

空心抽油桿內熱流體閉式循環是在空心抽油桿中加入一個直徑更小的內管，熱流體由內管注入，從內管與空心抽油桿之間的環空返出。采用水作為熱流體，水經加熱、加壓后注入，從井內循環出來的水重復加熱、加壓，形成閉式循環。

1 技術特點

1.1 節電

熱流體閉式循環系統耗電部件主要是驅動加壓泵的電機，該電機實際耗電功率小于2 kW，與電加熱相比，其耗電量大幅度降低。

1.2 熱功率大且可調節

熱流體閉式循環給井下輸入的熱量折合成熱功率為0～60 kW，最多可以提升井筒溫度30℃以上，不會出現電加熱井筒局部過熱問題。停井時間不受限制，長時間停井后可重新開啟熱流體循環，待井筒溫度達到預期值后再開啟抽油機采油。該技術應用的油井黏度和產量范圍非常廣。對于油黏度較高的井，如蒸汽吞吐熱采的井，可以在采油初期停止熱流體循環加熱，待井筒溫度下降后再開啟使用。對于普通稠油井，可以長期連續加熱。燒鍋爐消耗燃料的量可根據加熱需求而變化，以燃煤為例，每天耗煤量可在50～400 kg調節。

1.3 對原油油品無影響

溫度是影響原油黏度最敏感的參數，熱流體閉式循環僅提升產出液溫度，與產出液不混合，相對于開式熱流體加熱和加藥降黏，可以避免對原油品質的影響。

2 技術改進

熱流體閉式循環井筒加熱降黏存在溫度分布不合理問題，技術改進思路有以下3個：

（1）提高內管隔熱性能。PB管的熱導系數較一般塑料低，為0.17W/（m·K），熱水在這種材質的內管中傳輸熱損失較少。選擇聚丁稀作為內管材料是一個比較好的方案。不銹鋼導熱系數為16.2 W/（m·K），不銹鋼管需要制作成雙層真空管或者在管外加工隔熱層。

（2）優化流速。適當減小內管外徑和內徑，入井通道的內管面積小于上返通道的環空面積。此技術一方面可以加快入井熱水的流速，盡快把熱水輸入到深井段；另一方面還可使上返通道面積增大一些，降低流速，增加向產出液傳遞熱量的時間。例如，內管外徑由25 mm減小為22 mm，內徑由18 mm減小為15 mm，可以提高注入熱水流速44%，降低返出流速33%，使井筒溫度趨于合理。

（3）提高注入熱水溫度。采用壓力鍋爐和不銹鋼內管方案，可以實現注入熱水溫度120℃的目標。

3 現場應用效果

A井是蒸汽吞吐熱采井，50℃原油黏度為8 890 mP·s。注蒸汽結束后燜井、放噴、轉抽，采用連續小直徑PB管作為內管，循環注入熱水溫度90℃，返出溫度67℃，日耗燃煤約150 kg，井口產出液溫度不低于55℃，油井生產正常。

4 結論

（1）空心抽油桿內熱流體循環加熱相對于電加熱可大幅度降低耗電量，對原油油品無影響，熱功率可調節范圍大，是一種較好的井筒加熱方式。

（2）空心抽油桿里的內管隔熱效果是制約井筒溫度合理分布的關鍵因素，采用較小直徑的連續PB管，取得了較好的應用效果。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.076