稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝研究

曹海明 鄭玉靜 李有福（青海油田采油二廠，青海海西州816400）

稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝研究

曹海明 鄭玉靜 李有福（青海油田采油二廠，青海海西州816400）

針對目前昆北油田切十六井區(qū)稠油井開發(fā)應(yīng)用情況來看，稠油井以及桿抽油系統(tǒng)舉升開發(fā)中存在一些的問題和困難，直接影響了稠油資源應(yīng)用。本文將以舉升工藝基礎(chǔ)研究為出發(fā)點(diǎn)，著重對稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝進(jìn)行分析探討，通過工藝設(shè)計(jì)技術(shù)方法與工藝總體框架分析，實(shí)現(xiàn)合理稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝模型建立。

稠油井；桿中管；摻熱流體閉式；舉升工藝

昆北油田切十六井區(qū)地面原油粘度為7.216--69.51MPa.s，凝固點(diǎn)介于36.5-42.0°C，平均為40.3°C，因此對稠油井的開采和應(yīng)用十分重視。

一、舉升工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——常規(guī)抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)分析

1.常規(guī)抽油機(jī)井系統(tǒng)分析

常規(guī)抽油機(jī)井系統(tǒng)主要包括四個子系統(tǒng)：油藏滲流、井筒管流、地面管流、采油設(shè)備。

抽油機(jī)井系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)之間為相互銜接關(guān)系，同時也相互影響，相互協(xié)調(diào)，以保證抽油機(jī)井舉升工藝技術(shù)的高效性［1］。

2.節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法

節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法是抽油機(jī)井舉升工藝設(shè)計(jì)的重要方法之一。

（1）基本原理

主要是指將系統(tǒng)協(xié)調(diào)原理應(yīng)用于原有生產(chǎn)系統(tǒng)，通過對整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的劃分，然后結(jié)合流體壓力損失相關(guān)公式進(jìn)行不同階段分析的方法［2］。

（2）節(jié)點(diǎn)劃分優(yōu)化

在整體分析中油井生產(chǎn)系統(tǒng)是節(jié)點(diǎn)分析的主要對象，如下圖1所示，油井生產(chǎn)系統(tǒng)具體節(jié)點(diǎn)的劃分優(yōu)化，將節(jié)點(diǎn)在下泵深度處進(jìn)行設(shè)置。

圖1 油井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)劃分圖

（3）油層、井筒、抽油設(shè)備協(xié)調(diào)條件

井筒中地層所出現(xiàn)的流體是設(shè)計(jì)過程中的重要問題，主要滿足質(zhì)量守恒、能力守恒以及熱量守恒。

二、稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝分析

1.稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)熱力降粘技術(shù)方法

熱力降粘技術(shù)方法主要是指提升井筒流體溫度，使井筒中流體粘度減小，實(shí)現(xiàn)流體流動條件的有效改善［3］。該循環(huán)方式包括正循環(huán)以反循環(huán)，其循環(huán)工藝結(jié)構(gòu)示意圖如下圖2中a、b所示。

圖a為正循環(huán)結(jié)構(gòu)圖，在正循環(huán)中將熱流體由桿中管中心通過，在空心桿和桿中管中環(huán)空，然后返回，以熱傳遞的方式對地層產(chǎn)出流體實(shí)現(xiàn)加熱。

圖b為反循環(huán)結(jié)構(gòu)圖，在反循環(huán)中將熱流體由空心桿和桿中管通過，環(huán)空后由桿中管中心返回地面，以熱傳遞的方式對地層產(chǎn)出流體實(shí)現(xiàn)加熱。

2.總體框架

根據(jù)以井筒溫度提升降低粘性為主要方式的舉升工藝，進(jìn)行舉升工藝技術(shù)設(shè)計(jì)總體框架的構(gòu)建，主要包括如下圖3幾個部分。

圖2 桿中管摻熱流體閉式循環(huán)工藝管柱結(jié)構(gòu)圖

圖3 稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝技術(shù)設(shè)計(jì)總體框架示意圖

如上圖所示，該框架設(shè)計(jì)中的每個部分都為舉升工藝設(shè)計(jì)提供重要信息，以促進(jìn)該工藝技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語

本文通過對對抽油機(jī)井的生產(chǎn)系統(tǒng)組成進(jìn)行分析，準(zhǔn)確把握舉升工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。并對節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法展開有效論述，對油井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效劃分。在對稠油井桿中管摻熱流體閉式循環(huán)舉升工藝研究中，分為兩個部分進(jìn)行闡述：一方面是設(shè)計(jì)方法：熱力降粘技術(shù)；一方面是設(shè)計(jì)框架。通過上述論述建立了工藝技術(shù)模型，掌握該工藝設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)，目的在于促進(jìn)該工藝的更好應(yīng)用，促進(jìn)稠油資源開發(fā)與利用效率的提升。

［1］孫立柱，尚躍強(qiáng)，張友振，孫秀釗，趙明.稠油井桿套循環(huán)加熱舉升工藝［J］.特種油氣藏2012，06（25）：12-114.

［2］楊元亮，王輝，張建，李清方，龐會中，王增林，汪俊義.基于最優(yōu)化原理的熱流體循環(huán)數(shù)學(xué)模型求解方法［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2013，09（25）：456-458.

［3］Gholamzadeh M.A.，Hashemi P.，Dorostkar M.J..New Improved Oil Recovery From Heavy and Semi-Heavy Oil Reservoir by Implementing Immiscible Heated WAG Injection［J］.SPE 132785.