邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節(jié)能運行模式的建立*

付亞榮　馬獻斌　王　志　楊旭輝　程秉義　王淑珍

（1.中國石油華北油田分公司第五采油廠；2.中國石油華北油田分公司第一采油廠；3.渤海石油職業(yè)學(xué)院；4.河北科技大學(xué)工程教育實驗班化工1201班）

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邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節(jié)能運行模式的建立*

付亞榮1馬獻斌2王志3楊旭輝4程秉義1王淑珍1

（1.中國石油華北油田分公司第五采油廠；2.中國石油華北油田分公司第一采油廠；3.渤海石油職業(yè)學(xué)院；4.河北科技大學(xué)工程教育實驗班化工1201班）

為解決邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井降凝降黏問題，經(jīng)研究試驗研制出了雙空心桿地面加熱裝置。應(yīng)用1個加熱系統(tǒng)，實現(xiàn)油井單獨間隔運行或3口油井同時運行的工作模式，滿足叢式高凝、高黏、高蠟油井的正常生產(chǎn)。應(yīng)用后，由3口油井組成的叢式井組日節(jié)電1440 kWh，節(jié)能效果顯著，具有在同類油井上推廣應(yīng)用價值。

叢式油井高凝高黏高蠟

高凝、高黏、高蠟原油即“三高”原油，采用化學(xué)降凝降黏是保障油井正常生產(chǎn)的措施，但往往因化學(xué)降凝降黏不能很好地改變蠟晶的狀態(tài)和形成良好的乳狀液，致使油田應(yīng)用效果不理想［1-2］。高凝、高黏原油是一種非牛頓流體，物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其本構(gòu)方程中包含多個隨流體狀態(tài)的變化而變化的物質(zhì)參數(shù)，并根據(jù)冪律流體流動規(guī)律分別建立了有桿抽油井上沖程和下沖程過程中井筒和桿管環(huán)形管道內(nèi)流體流動的速度場模型和相對應(yīng)的流體黏度計算模型［3］；根據(jù)傳熱學(xué)基本原理建立了高凝原油井筒溫度場數(shù)學(xué)模型，產(chǎn)液量、體積含水率、油管導(dǎo)熱系數(shù)和電熱桿加熱功率對井筒溫度影響較大，體積含水率（乳化水）的增加對井筒結(jié)蠟具有惡化作用［4］。對于距離站場遠、村落近的邊零叢式的高凝、高黏、高蠟油井，根據(jù)其受環(huán)境、設(shè)備、電力負荷等因素的影響，研制出雙空心桿地面加熱裝置，解決叢式井1口或多口油井連續(xù)或間隔清蠟降黏問題，現(xiàn)場在多個叢式井組應(yīng)用后，每個井組日節(jié)電近1000 kWh。

1　技術(shù)方案

位于冀中南部的邊零叢式油井多為探井，且油井無伴生天然氣，無法利用常規(guī)伴生氣加熱解決油田生產(chǎn)問題；日常清蠟、降凝、降黏等措施因遠離油田生產(chǎn)系統(tǒng)，費時費力；同時，油井熱洗后的返排水需要汽車拉運至幾十千米以外的聯(lián)合站處理。

面對邊零叢式井“三高”問題需要使用一套地面加熱設(shè)備，這就需要增加加熱系統(tǒng)的功率，不僅需要增加投資，而且浪費能源。對由3口井組成的叢式井組經(jīng)研究試驗研制出了雙空心桿地面加熱裝置見圖1，組成地面加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)不增加加熱功率。

圖1　雙空心桿地面加熱裝置示意圖

儲水罐的水經(jīng)電磁加熱器加熱后，經(jīng)循環(huán)泵通過管線可以由球閥和針型閥控制，從油井雙空心桿三通進口進入，經(jīng)過井下同軸雙空心桿循環(huán)，由雙空心桿三通出口返出，然后經(jīng)過管線返回儲水罐，實現(xiàn)1口油井單獨間隔或3口油井同時連續(xù)清蠟降黏。

2　現(xiàn)場應(yīng)用

當(dāng)需要單獨對1#油井進行清蠟降黏時，打開運行1#油井的球閥；關(guān)閉其它球閥，打開針型閥即可，單獨對2#或3#油井進行清蠟降黏時，操作方法相同，當(dāng)需要對1#、2#、3#油井進行清蠟降黏時，運行所有的閥門裝置即可。

自2013年6月開始，在18口油井上（6組）應(yīng)用，制定了油井單獨間隔運行、3口油井同時運行的工作模式，滿足了油井正常生產(chǎn)需要。

在同類單個油井上應(yīng)用同軸式雙空心抽油桿，單井每天耗電840 kWh，采用叢式井組用雙空心桿地面加熱系統(tǒng)，3口油井每天耗電1080 kWh；因此，在邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節(jié)能運行模式下，每組叢式井日節(jié)電1440 kWh。

3　結(jié)論

1）叢式井用雙空心桿地面加熱裝置應(yīng)用1個加熱系統(tǒng)，實現(xiàn)油井單獨間隔運行或3口油井同時運行的工作制度，滿足叢式高凝、高黏、高蠟油井的正常生產(chǎn)。

2）叢式井用雙空心桿地面加熱裝置應(yīng)用后，由3口油井組成的叢式井組日節(jié)電1440 kWh，節(jié)能效果顯著，具有在同類油井上推廣應(yīng)用價值。

［1］李詳同.化學(xué)防蠟、降凝、降黏復(fù)合工藝在勝利高凝高黏油田的應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報，2007，29（3）：146-148.

［2］譚禮榮.原油的化學(xué)降凝與防蠟（譯文集）［M］.北京：石油工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報研究所，1998：88-92.

［3］沈國華.高凝高黏原油井筒黏度計算模型［J］.石油鉆探技術(shù)，2008，36（4）：67-70.

［4］姚傳進，雷光倫，吳川，等.高凝原油井筒溫度場影響因素研究［J］.石油鉆探技術(shù)，2011，39（5）：74-78.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.11.005

2015-03-30）

付亞榮，高級工程師，1987年畢業(yè)于重慶石油學(xué)校（油田應(yīng)用化學(xué)專業(yè)），從事油氣田開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用工作，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。

中國石油華北油田科技重大專項“華北油田采油采氣工藝技術(shù)研究”，項目編號：2013-HB-Z0807。