稠油井摻水計量穩控措施的改進與應用

朱益飛

中國石化勝利油田分公司孤東采油廠 （山東 東營 257237）

油田稠油摻水降黏生產工藝是目前各油田普遍采用的稠油冷采主要工藝，其原理是利用高溫摻水降低稠油黏度，在井筒及地面管線中與低液低含水稠油混合伴輸，達到降低油井回壓，保證油井正常生產的目的[1-2]。當前摻水量調節主要以調節閥配合小排量計量水表共同使用，其特點是摻水量調節操作簡單，已在各油田得到廣泛采用。但由于受計量儀表準確度低、靈敏度低、穩定性差、水量波動大等諸多因素的制約，稠油摻水準確計量問題成為油田稠油開發區塊提高油田開發質量和效益的一道障礙。隨著油田精細化管理的需要，提高稠油油井摻水量計量準確度，降低稠油井原油計量誤差，提高稠油井開發經濟效益，減少油井摻水量的波動和油井開發成本，已成為各油田一項重要的研究課題[3-4]。為此，在調查研究的基礎上，提出了“稠油井摻水計量穩控措施的改進與應用”這一技術改進課題。

1 稠油井摻水計量工藝現狀

圖1為稠油井摻水計量工藝流程圖。

圖1 摻水井計量工藝流程圖

從圖1可以看出，來水經油嘴套、調節閥，再經水表、閥門后出水。該摻水計量工藝流程中的油嘴套中并沒有噴嘴設計，其流量調節主要通過調節閥來調節和控制。現場應用實踐證明，該摻水計量工藝系統主要存在以下幾個問題:一是計量誤差大，由于受摻水壓力波動、調控閥門及水表計量準確度等綜合因素影響，造成油井摻水量計量誤差大，摻水修正系數波動大，無法準確核實油井產量，給油井生產管理和措施制定帶來難度；二是管理工作量大、采油時率低，現場每天對摻水量調整2次，每月對摻水系數計量標定1次，由于計量系統不一致，標定摻水系數時，需2人配合，油井停抽后，將摻水倒入分離器，穩定20～30min后，分別記錄摻水表流量及分離器計量摻水量，進行比對后，即為摻水系數，一般停井50min左右；三是水量波動大，水量調控困難，影響水井的正常注入，摻水井來水多從配水間或水井單井接入，摻水量波動后影響配水間泵壓或水井的注入壓力，影響水井的正常注水。因此，對傳統的稠油井摻水量穩控系統進行改造，穩定油井摻水量，提高油井原油計量準確度，減少計量誤差，具有十分重要的意義[5]。

2 摻水計量穩控系統的工作原理

圖2為改造后油嘴套結構原理圖。其工作原理是利用噴嘴穩壓穩流的原理，實現摻水量的相對穩定。調節配水間出口閥門，保持油嘴套進口壓力為穩定值（6MPa），來水經過濾網、噴嘴后給油井摻水，由于噴嘴前后壓差一定，則水量基本為定值，達到穩定摻水量的目的。調整水量時，只需取下油嘴套上的閥芯，更換噴嘴即可。改造后的穩控系統不僅將摻水井摻水量穩定在一穩定數值，而且在滿足油井正常生產的同時，提高油井計量的準確程度及采油時率，降低工人的勞動強度。

圖2 油嘴套結構原理圖

圖3為改進后的摻水量穩控系統工藝流程圖。來水經閥門、油嘴套、水表、閥門后出水。為方便更換噴嘴，加裝了旁通流程，當需要調整摻水量時，打開旁通閥門，關閉工藝流程中油嘴套前閥門和水表后閥門，更換油嘴套中的噴嘴即可完成水量調整功能。

3 稠油井摻水計量穩控系統的功能與特點

3.1 主要功能

1）具有良好的摻水量調節功能。不同大小的噴嘴具有不同的流量，每一個噴嘴對應一定的流量，當一口摻水井需要調整水量時，操作十分方便，只需取下閥芯更換噴嘴，實現摻水量的調節功能。

2）具有良好的摻水量穩定控制功能。該系統最大的優點就是每一個噴嘴具有穩定的排水量，且水量控制效果非常好，也為提高水表計量準確度提供了有效的支持作用。

圖3 改造后的摻水量穩控系統流程工藝圖

3.2 主要特點

1）工藝流程簡單。該系統工藝流程簡單，改造方便，適應油田生產現場推廣應用。

2）水量穩控效果好。由于噴嘴前后壓差一定，水量穩定控制效果好，計量準確度高。

3）調節水量方便。根據不同生產油井所需摻水量，只要選擇不同大小的噴嘴，更換后即可實現水量的調整。

4）省時省力。應用摻水量穩控系統技術，不僅可以提升摻水油井摻水量的計量準確度，保證摻水井的準確計量，而且可以減輕現場采油工人的調節難度，避免每月頻繁停井標定油井摻水系數工作等問題。

5）提高油井生產時率。應用摻水量穩控系統技術，有效地解決了摻水井計量不準的難題，避免每月的停井標定摻水系數工作，減少產量損失，提高油井采油時率。

4 現場應用情況

該系統技術改造完成后，于2013年6月在中國石化勝利油田分公司孤東采油廠投入現場試驗應用。利用摻水量穩控系統推廣應用30口摻水油井上使用，經過現場多次試驗對比,對摻水系數波動均控制在1.5%以內，提高了摻水井的計量準確度，減輕了現場操作人員的勞動強度，已連續正常使用6個月，達到使用效果。改造前后摻水系數對比見表1。

從表1可以看出，同一口油井改造前油井計量標定摻水計量修正系數變化較大，最大的為3.6%，最小的1.4%，而改造后，油井計量標定摻水計量修正系數多次現場標定非常穩定。

表1 改造前后摻水系數對比表

5 應用過程中應注意的問題

1）摻水量穩控裝置耐壓性能必須達到產品現場摻水油井使用質量要求。

2）現場使用時，必須完全打開摻水調控裝置前后控制閥門。

3）摻水量的確定。利用噴嘴將水量穩定在一固定值的特點，連續標定3次水量取平均值，即為摻水井水量。

4）摻水量標定。調整摻水量時只需更換噴嘴利用油井計量分離器計量工藝流程對噴嘴流量進行重新標定水量即可。

6 綜合效益分析

1）提高摻水量計量準確度。從表1中可以看出，摻水井摻水計量修正波動系數由原來最高的3.6%下降到1.5%左右，而且每次現場標定其修正值相當穩定，說明穩控效果明顯，不僅提高了摻水量計量準確度，解決了稠油摻水井計量不準的難題，而且起到了油井摻水量穩控效果。

2）提高了油井采油時率。有效解決了摻水井計量不準的難題，避免了每月的停井標定摻水系數工作，減少了產量損失，提高油井采油時率，由此帶來了可觀的產量效益。

3）提高了油井產能。摻水穩定后，反映了油井的生產情況，制定與實施有針對性措施，提高了油井產能。

4）應用摻水量穩控技術，減輕了工人的日常調節難度及每月的停井標定工作量，降低了職工的勞動強度，提高了工作效率，具有良好的社會效益。

7 結束語

隨著稠油開發技術的不斷發展，國內各油田稠油開發占油田開發比例比重逐年提升，作為稠油開發重要生產方式的摻水計量開發工藝，提高稠油摻水量穩控效果，降低計量誤差，具有十分重要的意義。實踐證明，該項稠油井摻水計量穩控技術，摻水量穩控效果好，計量準確度高，能有效降低油田稠油油井計量誤差，可為同行提供借鑒。

[1]王壯舉.稠油摻水油井精確計量方式探討[J].江漢石油職工大學學報，2009，22(6):33-36.

[2]劉文章.熱采稠油油藏開發模式[M].北京:石油工業出版社，1995.

[3]霍廣榮，李獻民，張廣卿，等.勝利油區稠油油藏熱力開采技術[M].北京:石油工業出版社，1999.

[4]朱益飛.孤東油田稠油開采節能技術現狀及分析[J].石油工業技術監督，2010，26(7):56-58.

[5]朱益飛，潘道蘭.變壓油井控制裝置在孤東油田的應用[J].中國計量，2004，9（8）:45-47.