稠油熱采中深井高效注采工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

張涵琪

遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010

隨著稠油熱采區(qū)塊的不斷開發(fā)和采出程度的不斷提高，原油開采的難度也越來越大。在產(chǎn)能接替不足、穩(wěn)產(chǎn)的背景下，稠油熱采井的發(fā)展對(duì)注采工藝提出了更高的要求。遼河油田屬于這種類型。油田開發(fā)存在三大難點(diǎn)：一是注汽，Φ70 柱塞泵、上提注汽時(shí)，Φ70 柱塞需要提至泵上油管中，目前油管直徑為76mm，單向流間隙僅為3mm，注汽通道當(dāng)量直徑僅為29mm，注汽通道小，注汽節(jié)流閥大，降低了注汽效果。第二，隔熱。目前深井隔熱方法主要采用隔熱油管+ 熱敏封隔器+ 環(huán)空注氮?dú)猓魺嵊凸芙宇^位置不起作用，接箍熱損失大。通過模擬計(jì)算，如果不使用隔熱套管，井底干燥度損失約10%，嚴(yán)重影響注汽質(zhì)量。但現(xiàn)有保溫套管保溫效果差，易脫落，不能滿足現(xiàn)場要求[1]。同時(shí)，目前使用的膨脹管具有保溫功能，管柱上增加了約7m 的散熱段。第三，在采油過程中，超稠油油井原油粘度大，導(dǎo)致流入液阻力大。目前，進(jìn)口流道最大的偏心稠化泵在原油粘度達(dá)到3500MPa 后，提升效果較差。為了解決這一問題，研究并應(yīng)用了一種在超稠油開采的中深井實(shí)現(xiàn)高效注汽、隔熱、采油的注采工藝。

1 稠油熱采中深井高效注采工藝技術(shù)

1.1 技術(shù)組成

工藝管柱主要由隔熱管、扭轉(zhuǎn)隔熱襯套、防拆隔熱襯套、大通道抽稠泵、熱封隔器、導(dǎo)向四通等組成。基本的成分。①它由襯套、一個(gè)上襯套和一個(gè)下襯套組成。②技術(shù)指標(biāo)。溫度350℃，壓力20MPa，內(nèi)徑最小80mm。③隔熱伸縮管。它由填料環(huán)、填料套、隔熱管、上接頭、中心管組成。

1.2 工藝原理包括注汽、隔熱、采油

①注汽原理。管柱在配備直接注汽倍增泵、注汽抽油桿、分支小泵柱塞和柱塞注汽倍增器、井口進(jìn)汽管、直徑注汽效率和向環(huán)空流動(dòng)形成柱塞泵，最終形成儲(chǔ)層粘度。必要時(shí)，可在注汽前向油套管環(huán)空注入定量氮?dú)狻＂诟魺嵩怼７烂摳魺嵋r套。下井時(shí)，將隔熱套管安裝在兩根隔熱油管之間的聯(lián)軸器上，與隔熱油管連接時(shí)，將隔熱套管壓緊這樣，具有低導(dǎo)熱功能的套管與無保溫功能的套管內(nèi)壁緊密結(jié)合，減少了注汽時(shí)對(duì)套管的導(dǎo)熱作用，提高了注汽質(zhì)量。③可傳扭隔熱伸縮管。下井前，將隔熱管、中心管拉至極限位置，隨管柱下入完成[2]。在注汽過程中，隨著井筒溫度的升高，管柱會(huì)被加熱和拉長。當(dāng)熱膨脹管柱產(chǎn)生的熱量不能釋放時(shí)，隔熱管和中心會(huì)相對(duì)回收。為了釋放注汽過程中產(chǎn)生的熱蒸汽，可以改善管桿軸承，延長管桿使用壽命。隔熱管相對(duì)于中心管回收后，保溫管可覆蓋非隔熱管。采用高真空絕熱層，可以減少注汽過程中蒸汽的熱損失，提高井筒注汽質(zhì)量。④石油生產(chǎn)原理。在上沖程中，柱塞上升，下泵筒和固定閥球隨柱塞上升，泵腔容積增大，壓力降低。此時(shí)，行駛閥關(guān)閉，固定閥打開。環(huán)形液體從橋側(cè)進(jìn)口通道進(jìn)入泵腔，泵油管內(nèi)的液體被提升至地面。當(dāng)沖程減小時(shí)，柱塞下降，下泵筒和固定閥球隨柱塞上升，泵腔容積減小，壓力升高。此時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉并固定固定閥打開后，泵腔內(nèi)的液體被排放到泵內(nèi)。

2 關(guān)鍵技術(shù)問題的解決

2.1 技術(shù)問題

①在Φ70 柱塞泵井，如何提高注汽通道中柱塞與泵之間形成的大管柱的流通面積。②在抽油桿柱下提或抽汲過程中，抽油桿柱與保溫套管內(nèi)壁接觸，產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致套管脫落。③存在著原油粘度高、泵吸阻力大、泵效低、循環(huán)抽油量大等問題。

2.2 解決方案

①泵上注汽器直徑較大，注汽通道為原流道的1．9-3．5 倍，增大了通流面積，減小了注汽節(jié)流。②絕緣套管套管設(shè)計(jì)為兩級(jí)分離結(jié)構(gòu)。上、下缸套螺紋擰緊后，將缸套鑲嵌在外端面上，防止缸套在外力作用下與缸套分離。③“大肚子” 外管和下泵筒使進(jìn)油通道有足夠的設(shè)計(jì)空間，使進(jìn)油通道的流通面積最大化，減小了進(jìn)油阻力，提高了泵在充滿度條件下的高粘度[3]。

3 室內(nèi)效果。

3.1 測試的目的

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，對(duì)被試件的外表面溫度、導(dǎo)熱系數(shù)和溫度曲線進(jìn)行了測試和比較，以評(píng)價(jià)隔熱性能，為保溫工藝的優(yōu)化提供手段和依據(jù)。

3.2 測試內(nèi)容

脫附隔熱套管和膨脹管的傳遞扭轉(zhuǎn)絕緣和間隔棒試驗(yàn)熱油管接頭的隔熱性能。試樣的物理圖形如圖1、圖2 和圖3 所示。

3.3 試驗(yàn)原理

以隔熱套管和隔熱油管接箍為例，按程序連接測試管柱。打開電加熱棒電源，加熱被測件內(nèi)表面。熱導(dǎo)率測量儀中的紅外溫度計(jì)將測量被測零件外表面的溫度和熱導(dǎo)率。內(nèi)表面和外表面將由計(jì)算機(jī)直接讀取溫度曲線。

4 結(jié)語

綜上所述，在注汽方面，針對(duì)大直徑、適用于柱塞的泵，設(shè)計(jì)了注汽增效劑。當(dāng)泵的上柱塞注入蒸汽噴射器時(shí)，增大上部蒸汽噴射器的流通面積（增加值為原值的1．9-3．5 倍）可以減小注汽節(jié)流，提高注汽質(zhì)量。在保溫方面，泵管采用高真空隔熱管柱，在高真空保溫管的頸部安裝防脫附隔熱套管。膨脹管采用帶隔熱功能的膨脹管，井口與注汽封隔器之間易散熱段管柱具有隔熱功能，實(shí)現(xiàn)該段全過程高效注汽。在采油方面，采用適應(yīng)高粘度原油的大通道稠化泵舉升，滿足了生產(chǎn)需要，提高了采油效率。