小洼油田稠油熱采開發配套工藝技術研究與應用

楊婉羚

摘 要：金海采油廠所轄小洼油田為稠油熱采開發油田，采用蒸汽吞吐開采。然而，隨著稠油吞吐開采發展，用原熱采技術無法實現對上述特殊吞吐井的分注選注措施。為此，研究并應用了熱采開發配套工藝技術，提高了油井產量，改善了稠油熱采開發蒸汽吞吐效果。

關鍵詞：小洼油田 稠油熱采開發配套工藝技術

1 前言

金海采油廠所轄小洼油田為稠油熱采開發油田，采用蒸汽吞吐開采。然而，在吞吐開采過程中，反復吞吐后，使油層含油飽和度降低，存水率上升，而油層下部及低滲透層卻得不到有效動用。為此，我們研究并應用了熱采開發配套工藝技術：水平井雙管注氣技術、一次管柱泵工藝技術和中頻電加熱技術，解決了稠油區塊油井注汽輪次較高、油層采出程度差異較大及薄互油層交替分布且未動用層較多油井的吞吐生產，提高了油井產量，延緩了遞減，改善了稠油熱采開發的蒸汽吞吐效果。

2 小洼油田地質特征

小洼油田洼38塊位于遼河斷陷盆地中央隆起南部傾沒帶的中北端，位于大洼斷層上升盤，東部為中央隆起，向南逐漸傾沒，自下而上發育五套地層。且含油井段長，油水關系復雜，多套油水疊加組合，體現了層狀油藏特點，油藏類型多。原油屬普通稠油-特稠油，縱向上原油性質“上稀下稠”，具有“二高一低”即高粘度、高密度、低含蠟量的特點。

3 開發存在的主要問題

3.1原油粘度影響，吞吐效果變差

研究表明，原油粘度越高，加熱降粘到相同的某一個粘度級別所需溫度越高。而在現有注汽條件下，粘度越高，注汽條件和注汽質量越差，無法滿足熱采高粘度原油所需更高溫度。

3.2注汽參數影響，吞吐效果變差

注汽參數主要包括注汽量、注汽干度和注汽速度。熱采水平井與直井相比，生產壓差小，采液（油）強度低，如果一個周期注汽量大，而回采時動用范圍有限，油層熱利用低，周期油汽比降低，若注汽量過小，則周期產量會降低；提高蒸汽干度有利于提高水平段的吸入長度，改善蒸汽注入均勻性，提高水平井注汽效果。受工程限制，目前井口干度只有75%，因此要提高井底干度，要優選隔熱管柱或改變現有注汽工藝，減少井筒熱損失。

4 稠油熱采開發配套技術研究與應用

4.1 水平井雙管注汽技術

4.1.1 技術原理

在內徑為76mm的4 1/2"真空隔熱管內下入1.9"無接箍油管，實現小環空和1.9"油管分別對水平井A點（腳跟）和B點（腳尖）注汽。從鍋爐出來蒸汽經過等干度分配裝置分成兩股，一股注入1.9"無接箍油管，對水平井段B點進行注汽，另外一股注入1.9"無接箍油管與4 1/2"真空隔熱管環空，對水平井段A點進行注汽，進而達到對水平井全井段同時注汽目的，可緩解水平段吸汽不均的問題，提高油層動用程度。

4.1.2 主要配套工具

⑴ 等干度分配器：干度測量范圍：30-90%，干度測量誤差：≤±5%，流量測量范圍：3-23t/h，流量測量誤差：≤±5%，流量調節誤差：±2%。

⑵ 不壓井蒸汽驅井口（KBQR-21/370）：公稱通徑Φ80mm，工作壓力21MPa，工作溫度-35—370℃，大四通垂直通徑Φ160mm。

⑶ 41/2"真空隔熱管：外管直徑Φ114.3mm～100.53mm，內管直徑Φ88.9mm～76mm，接箍外徑Φ132.08mm。

⑷ 1.9"無接箍油管：外徑Φ48.3mm，內徑Φ38.1mm，最大外徑Φ53.6mm，壁厚5.1mm，上下為1.9"油管螺紋。

⑸ 油管懸掛器：外徑Φ174mm，內徑通徑Φ80mm，長度390mm。

⑹ 流點式溫度計：長度：170mm，直徑：7mm，最大刻度： 300 ℃。

⑺ 機械式溫度計：外徑：Φ18mm，長度：200mm，記錄最高溫度值。

⑻ 機械式壓力計：外徑：Φ32mm，長度：500mm，1.9″ 篩管前端下入1個。

4.1.3 現場應用

該技術是針對水平井井段長且有分層的油井而開展，2014年至2017年12月共實施18井次，措施有效率100%，措施后日產油由措施前的37.1t提高至57.5t（1口新井9t），階段增油4083t，有效地提高了水平井生產能力。

4.2 一次管柱泵工藝技術

4.2.1 技術原理

一次管柱泵的游動閥、固定閥均為機機械式強開強閉閥，取代了常規式球閥。環形固定閥在泵體上部，當柱塞放到泵底時，工作光桿上端有一縮徑接頭置于環形閥當中，留出注汽通道，同時柱塞下部游動閥也與柱塞脫開，形成通道，此時泵上下貫通，即可注汽，轉抽時，只需上提桿柱較常規防沖距多提90cm即可[1]。

4.2.2 技術特點

⑴ 該泵適用于大斜度、水平稠油井蒸汽吞吐后直接轉抽；

⑵ 充分利用注汽后地層熱量，不動管柱直接轉抽，縮短注汽轉抽時間，降低注汽后能量損耗，提高油井生產效率。

⑶ 泵閥為機械式強開強閉閥，開啟關閉速度快，且不受氣體影響，從而提高了泵效；

4.2.3 現場應用

該技術在洼79井區應用2口井，如洼東H304井，該井2013年12月下泵注汽，燜井3天，后對桿直接掛抽生產，累計產液999.1m3，累計產油262.2t。

4.3 中頻電加熱技術

4.3.1 裝置結構

電加熱采油技術主要由地面裝置和井下裝置兩部分組成。地面裝置由變壓器、電控柜、地面電纜、空心光桿、井口三通和井口密封器等組成。井下裝置由油管、空心桿、抽油泵、井下電纜、加長桿、特種空心桿和回路接頭等組成。

4.3.2 工作原理

將三相380V電壓輸入后，經三相全波整流，變成直流電壓，然后再將直流電壓經主回路和控制回路及變頻變壓器分壓，逆變成頻率為400～800Hz單相中頻電壓，由中頻變壓器副邊輸送到油井電纜加熱。對于變頻電加熱裝置來說，交變電流產生磁場，磁場中又產生旋渦電流，頻率越高，高次諧波成分越多，渦流作用越顯著，電熱效率也越高。通過加熱電纜與空心桿的集膚效應，使空心桿產生熱量，達到加熱油管里油流，起到升溫降粘目的。

4.3.3 電加熱配套技術的改進

電加熱技術由工頻發展到中頻，加熱方式由泵上發展到泵上泵下同時加熱，加熱電纜由橡膠軟電纜發展到鋼鎧硬電纜，逐步實現了電加熱技術的改進與完善。

4.3.4 現場應用

在水平井投產主要采用泵上中頻電加熱方式，加熱功率150KW。2009年至2017年在小洼油田18口井應用中頻電加熱技術投產，其中5口井采用間歇式生產，日產油110t，日產液745.2m3，井口出液溫度一直保持在50—60℃之間，達到了預期設計目的。

5 效益評價

累計實施38井次，投入資金34.9萬元，增油5255.6t，按原油2957.0元/噸計算經濟效益如下：

⑴ 產出經濟效益=增油量×噸油價格=5255.6×2957.0=1554.1萬元；

⑵ 投入資金=34.9萬元；

⑶ 投入產出比=總投入/產出經濟效益=34.9萬元/1554.1萬元=1：44.5。

6 結論

⑴水平井雙管注汽技術，提高了水平井的動用程度，延長了油井高產周期。

⑵注采一次管柱泵改變了常規抽油泵等注汽停噴后，起出注汽管柱才能下泵轉抽的狀況，減少了作業量，充分利用了熱能和有效采油期，為稠油熱采水平井提供了技術支持。

⑶中頻電加熱技術的改進，實現了泵下及泵上的全程加熱，解決了稠油舉升困難、光桿滯后等采油工藝難題，可以提高泵效，滿足油田開發需要。

參考文獻：

[1]鄭南方，等. 水平井注汽與舉升工藝技術研究[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2005，82-84