錦16塊化學驅舉升工藝技術研究與應用

李暢（中油遼河油田分公司，遼寧 凌海 121209）

1 錦16塊化學驅生產簡況

1.1 區塊概況

錦16塊化學驅于2008年8月投入試驗，2011年4月正式進入化學驅，目前試驗區日產油保持在280 噸左右，綜合含水為83%，日配注1880m3/d，累產原油28×104噸。其中總井48口，開井45口，抽油機井38口，螺桿泵井7口。

1.2 生產現狀

2014 年，對化學驅生產井產出液聚合物含量進行監測，有27口井不同程度的出現見聚現象，并且有5口井的見聚濃度在500mg/l 以上，部分井出現抽油桿不同步、抽油泵工作不正常的現象。因此，如何采取必要的技術措施，完善生產井舉升工藝及其配套，是目前亟待研究解決的問題。

1.3 化學驅井生產特點

1.3.1 油井見效差異大

在聚合物驅過程中，由于地質條件、油層連通及開發狀況的差異，油井的見效特點也各不相同。根據油井見效時間與聚合物的突破時間，見效井可分為3種類型：

一是油井先見效后突破；

二是油井見效與聚合物突破同時；

三是油井先產出聚合物，后見到降水增油的效果。

1.3.2 產出液粘度發生變化

采出液聚合物的濃度在突破油井后，隨著聚合物的不斷注入，采出液濃度也不斷增大。在產出液中聚合物含量分為三個階段，聚合物質量濃度在200mg/L以下為低含量階段，在200mg/L-400mg/L 之間為中含量階段，在400mg/L-600mg/L 之間為高含量階段。

1.3.3 產液量變化大

注入聚合物后，由于聚合物溶液粘度高，再加上油層對聚合物吸附捕集而引起滲流阻力增加，油井產液能力下降；但隨著聚合物注入量的增加，聚合物突破后，當采出液濃度達到某一值時，產液指數趨于穩定；以后驅油效果緩慢下降，采出濃度上升，采液指數趨于穩定或穩中有升。

2 舉升工藝難點

2.1 產出液聚合物濃度上升增加舉升困難

隨著驅替的不斷深入，化學驅生產井采出液聚合物濃度上升，使得抽油泵吸入困難和凡爾開閉延遲，造成泵筒充不滿、泵漏等情況，部分單井泵效較低，增加了檢泵作業工作量。

2.2 抽油機井桿柱偏磨問題突出

2.2.1 軸向力作用：隨著采出液中聚合物濃度上升，采出液粘度增大，導致抽油機井在運行中粘滯力增加，舉升負荷和下行阻力增大，造成抽油桿下行滯后而發生桿管偏磨。

2.2.2 法向力作用：聚合物屬于粘彈性流體，在流動過程中，由于微觀結構的原因產生非等值的法向力分量，即法向應力差。法向應力差會引起爬桿效應等現象。

2.2.3 其他因素影響：桿管偏磨與含水、結蠟、柱塞及泵徑等因素也有著重要關系。

2.3 抽油機井柱塞泵抽吸狀況差

在聚合物驅過程中，采出液中因含有聚合物，導致產出液粘度增大，不利于柱塞泵凡爾的開關，增加了產出液的進泵阻力，使得生產中部分采出井出現泵工況差等不正常現象，影響抽油機井產量和系統效率。

3 主要研究內容

3.1 對桿柱組合及配重進行優化

桿柱的正弦屈曲和螺旋屈曲是產生桿變形、偏磨的直接原因，減小桿柱的屈曲可以減少偏磨，因此就需要將抽油桿的配重適當增加，使抽油桿處于拉伸狀態。我們通過將舉升優化設計軟件與手工計算相結合，通過對桿柱組合以及配重進行優化，將桿柱的偏磨率降到了最低。

優化后，在目前采用有桿泵生產的38口井中；

一級抽油桿組合（全井∮25mm或∮22mm）9口；

二級抽油桿組合（∮22mm+∮25mm或∮19mm+∮22mm）19口；

三級抽油桿組合（∮19mm+∮22mm+∮25mm）10口。

相對于生產初期抽油桿設計均采用普通的二級組合（∮22mm+∮25mm）來說，目前設計更具有靈活性和適應性。并且對降低桿柱的偏磨率起到至關重要的作用。

3.2 應用新型材料桿扶正器

2012年以前采用的扶正器為合金材料制成，存在摩擦系數大，磨穿油管，碎屑脫落卡泵等弊端，造成不必要的檢泵作業。由于合金扶正器存在以上缺點，我們研究并引進新型扶正器來緩解卡泵現象并延長檢泵周期。新型扶正器是采用特殊的聚四氟合成材料制成；具有耐磨、耐腐蝕性強；表面光滑，摩擦系數小；摩擦無碎屑掉落，不卡泵的優點。

3.3 低摩阻高效柱塞泵的應用

聚合物水溶液在縫隙中流動時，表現出粘彈性效應，可以用兩個明顯的不同過程來描述聚合物在地下多孔介質中的流動性：剪切流動和拉伸流動。因此，溶液的有效粘度由剪切粘度和彈性粘度組成。

從常用的漏失量計算公式推算低磨阻泵的漏失量：可以看出漏失量和液體的粘度成反比，對于聚合物溶液來說，這里的粘度就是有效粘度。現場應用的低磨阻泵的設計依據是環型槽降壓密封的原理。它的結構決定了縫隙中流動的溶液彈性粘度大大增加，使得有效粘度增加，因而漏失量降低了。

4 應用效果及經濟效益

2012-2014年累計進行桿柱組合優化設計52井次，應用新型扶正器共8井次199個，現場應用低摩阻高效柱塞泵15臺，平均單井延長檢泵周期60天，減少檢泵次數38次。共創效163.4萬元，其中節約檢泵作業費用152萬元，節約購置新泵給用11.4萬元。

5 結語

5.1 通過增加抽油桿的配重，使上行負荷加重，撓曲點上升，有效地減小了抽油桿的彎曲，使偏磨現象有效緩解；

5.2 通過桿柱優化設計與新型扶正器的配合應用，有效地解決了桿偏磨問題；

5.3 低摩阻高效柱塞泵的引進應用，真正地起到減小漏失量、延長檢泵周期的作用，并將泵效大幅提高。