第一篇：八面河油田稠油井注采一體化管柱的適應(yīng)性探討(譚小林 147隊(duì))（推薦）

八面河油田稠油井注采一體化管柱適應(yīng)性探討

黃荊平譚小林(清河作業(yè)部試油147隊(duì))摘 要: 本文詳細(xì)闡述了注采一體管柱及配套技術(shù)在八面河油田稠油注蒸汽井中的適應(yīng)性,該技術(shù)使用桿式泵配合一體管柱生產(chǎn), 并開(kāi)創(chuàng)性地使用普通油管代替隔熱管, 應(yīng)用氮?dú)飧魺嶙⑵? 從而實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱進(jìn)行注汽、采油、檢泵、沖砂等作業(yè)。減少了目前八面河油田傳統(tǒng)注汽燜井換泵抽管柱采油的方式造成生產(chǎn)成本的增高, 經(jīng)濟(jì)效益變差的狀況。該技術(shù)的引進(jìn)應(yīng)用節(jié)約了作業(yè)費(fèi)用, 縮短了作業(yè)時(shí)間, 節(jié)省了隔熱管費(fèi)用, 有效降低稠油生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞: 八面河油田； 稠油； 一體管柱； 適應(yīng)性； 桿式泵； 隔熱；

一、注采一體管柱引進(jìn)應(yīng)用的必要性

1.目前八面河油田常規(guī)熱采存在的主要問(wèn)題 1.1 熱量損失大

常規(guī)熱采在注汽結(jié)束后的間噴期，一般為3～5d 左右，由于該期間溫度高，出于安全考慮不能及時(shí)進(jìn)行作業(yè)，增大了油層熱量損失，而這部分油層熱量對(duì)吞吐效果至關(guān)重要，因而降低了熱采井的吞吐效果，進(jìn)而影響產(chǎn)油量；加之下泵抽管柱時(shí)要進(jìn)行熱洗，水溫達(dá)不到，大大損失熱量。1.2 起下作業(yè)頻繁

常規(guī)熱采需要兩次作業(yè)，目前八面河稠油區(qū)塊面138和面120常規(guī)熱采流程為:作業(yè)（下隔熱管柱）→注汽→燜井→放噴→作業(yè)（起出隔熱管柱、下生產(chǎn)管柱和深井泵）→抽油；而注采一體管柱熱采流程為：作業(yè)（下生產(chǎn)管柱和注采一次泵）→注汽→燜井→放噴→抽油。從中可以看出，常規(guī)熱采工藝相對(duì)于注采一體管柱工藝多一次作業(yè)程序，即起出隔熱管柱、下生產(chǎn)管柱和深井泵。

1.3 無(wú)法克服常規(guī)壓井帶來(lái)的缺陷

壓井液將對(duì)地層造成冷傷害，吸收地層熱量，降低稠油油藏吞吐效果并且造成井底污染；壓井液容易造成油層堵塞，影響液體流入井內(nèi)；大量的壓井液從井中排出一般需要2～3d 的時(shí)間，增加了熱采井的無(wú)效生產(chǎn)時(shí)率。1.4 周邊注氣井作業(yè)進(jìn)度影響

常規(guī)熱采不能保證熱采井停噴時(shí)及時(shí)作業(yè)，如500m內(nèi)有注氣井，即使停噴也不能作業(yè)。常規(guī)熱采停噴至下泵作業(yè)一般需要10d 左右的時(shí)間，這大大降低了熱注效率及措施增油量。

綜上知,目前八面河油田稠油區(qū)塊油井傳統(tǒng)的采油作業(yè)方式成本較高，通過(guò)注采一體管柱的引進(jìn)應(yīng)用可以大大改善蒸汽吞吐效果和降低面138和面120稠油區(qū)塊的開(kāi)發(fā)成本。注采一體管柱集注氣、采油功能于一身，采用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱，只需起下抽油桿的情況下即可完成注氣、舉升采油，因而大大減少起下作業(yè)工作量，降低生產(chǎn)成本，提高油井生產(chǎn)時(shí)效和經(jīng)濟(jì)效益。為熱采措施增油提供配套工藝技術(shù)，為油田上產(chǎn)提供技術(shù)保障，具有廣闊的推廣前景。因此，八面河油田合理選用注采一體管柱, 完成配套工具以及工藝系統(tǒng), 使注采一體管柱工藝配套技術(shù)在八面河油田大面積推廣應(yīng)用, 并取得較好的應(yīng)用效果勢(shì)在必行。

二、注采一體管柱的工作原理及主要構(gòu)件 2.1 工作原理

注采一體管柱基本原理: 稠油井注采一體管柱的管柱結(jié)構(gòu)主要由油管、油管扶正器、桿式泵懸掛器、桿式泵以及井口懸掛器等組成。熱采井直接下入一體管柱, 在油管注蒸汽的同時(shí), 從套管注入定量的氮?dú)? 并采取定時(shí)補(bǔ)氮的方法, 確保氮?dú)獾母魺嵝Ч?。注汽結(jié)束后再下桿柱生產(chǎn)。該工藝也可以在油井周期末檢泵時(shí)下入一體管柱生產(chǎn), 待油井能量不足需要注汽時(shí), 上提抽油桿, 用懸掛器將桿式泵懸掛在泵上管內(nèi)(以形成注汽通道)；注汽后,下放抽油桿轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)（如下圖所示）。

2.2 主要構(gòu)件桿式泵

注采一體管柱，主要是靠桿式泵達(dá)成其經(jīng)濟(jì)效益，因此桿式泵的引進(jìn)選用尤其重要，普通桿式泵內(nèi)外工作筒之間采用橡膠圈密封,耐溫能力差(≤60℃), 不能滿足注汽要求, 因此,改進(jìn)了密封材料及方式, 解決了密封件耐溫問(wèn)題,能夠滿足注汽后下泵生產(chǎn)。且桿式泵內(nèi)工作筒可以互換, 對(duì)一些不需動(dòng)管柱的油井, 可以實(shí)現(xiàn)反復(fù)多次注汽-轉(zhuǎn)抽, 而且檢泵時(shí)可以將管內(nèi)的原油泄出, 不需安裝泄油器。通過(guò)實(shí)踐,注采一體管柱工藝,已全部使用桿式泵作為注采一體管柱用泵且能夠得較理想的使用效果和較好的經(jīng)濟(jì)效益。2.1.1 結(jié)構(gòu)

注采桿式稠油抽油泵主要由密封活塞、密封泵筒、工作活塞、工作泵筒、游動(dòng)閥總成、固定閥總成及錨定總成等組成, 結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖

1注采桿式稠油抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖

1-抽油桿接頭;2-備帽;3-密封泵筒;4-環(huán)形閥;5-密封活塞;6-拉桿;7-工作泵筒;8-外管;9-游動(dòng)閥罩;10-游動(dòng)閥副;1 1-游動(dòng)閥壓帽;12-工作活塞;1 3-固定閥罩;1 4-固定閥副;15-支撐密封接頭;1 6-支撐密封座;1 7-固定卡簧。2.1.2 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

注采桿式稠油抽油泵是在高溫高壓環(huán)境下工作, 注汽溫度最高能達(dá)到350℃, 采用常規(guī)的密封方式不能適應(yīng)這種工況。注采桿式稠油抽油泵內(nèi)工作筒和外工作筒之間采用雙密封結(jié)構(gòu), 上部采用泵筒與柱塞阻流密封結(jié)構(gòu)形式，柱塞和泵筒都經(jīng)過(guò)硬化處理；下部采用錐形閥密封結(jié)構(gòu)，密封可靠，內(nèi)工作筒的取出與重入方便, 能夠承受高溫及油井放噴時(shí)油井出砂對(duì)密封面的磨蝕。2.1.3 工作原理

其工作過(guò)程是工作活塞上行時(shí), 固定閥打開(kāi), 游動(dòng)閥關(guān)閉, 完成吸油過(guò)程;工作活塞下行時(shí), 固定閥關(guān)閉, 游動(dòng)閥打開(kāi), 完成排油過(guò)程。注蒸汽時(shí), 將抽油桿柱上提, 抽油桿柱帶動(dòng)拉桿、工作活塞、密封活塞、工作泵筒、固定閥總成、錨定總成等部件一起上行, 錨定部分脫開(kāi), 形成注汽通道, 從井口注入的蒸汽通過(guò)通道進(jìn)入地層。注完汽后, 燜井自噴；自噴后, 下放抽油桿柱至碰泵位置, 調(diào)好防沖距進(jìn)行抽油, 在注蒸汽與轉(zhuǎn)抽過(guò)程中不需要起出抽油桿柱和油管, 實(shí)現(xiàn)了注采一體化管柱, 可避免修井過(guò)程中油層的能量損失。修井作業(yè)時(shí), 將光桿上提一定高度(注汽狀態(tài)的高度), 進(jìn)行正循環(huán)洗井。在井口卸掉盤根盒, 取出抽油桿、拉桿、工作活塞、密封活塞、工作泵筒、固定閥總成、錨定總成等部件, 更換一個(gè)新的泵心下入, 下放抽油桿至碰泵位置后, 調(diào)好防沖距抽油, 這樣就完成了該井的修井作業(yè)。與傳統(tǒng)蒸汽吞吐井的修井作業(yè)相比, 它可以減少修井時(shí)間50%以上, 避免修井時(shí)油管上的死油散落在井場(chǎng), 保持了井場(chǎng)的清潔, 減輕了對(duì)井場(chǎng)周圍環(huán)境的污染。2.1.4 技術(shù)參數(shù)

泵的規(guī)格:Φ44mm;柱塞沖程: 2.1~ 3.0m;坐卡力: 5kN;解卡力: 10kN;適應(yīng)油管內(nèi)徑: ≥62mm;適應(yīng)井深: ≤1500m。三、八面河油田的引進(jìn)及選用 3.1 如何選井

（1）井況、固井質(zhì)量好，保證滿足熱采的要求。（2）主力油層相對(duì)發(fā)育集中，有效厚度在8m以上。（3）原油粘度較高，符合熱采開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）注氣井狗腿度較小，能夠滿足生產(chǎn)油管下到油層頂部的要求。（5）井斜度較小，最大限度減少抽油桿、注采一次泵與生產(chǎn)油管的偏磨，以防抽油桿斷、注采一次泵磨漏。根據(jù)上面的選井原則，注采一次泵試驗(yàn)選在面120和面138區(qū)塊小斜度井。3.2 所選試驗(yàn)井及區(qū)塊的基本概況

面138和面120區(qū)塊具有相對(duì)密度大、粘度高、凝固點(diǎn)高、含蠟量高的特點(diǎn)。50℃地面脫氣原油粘度60～80MPa·s，凝固點(diǎn)17.8℃，含蠟量13.8%，平均原油密度0.877g/cm3 油層中部溫度31.5℃，原始地層壓力4.2MPa，飽和壓力3.6MPa。3.3 如何選注采一次桿式泵

目前如河南和吉林油田常用的注采一次泵主要有打撈固定閥注采泵、環(huán)流注采泵、長(zhǎng)柱塞式注采泵、串聯(lián)式注采泵等，如扶余油田注采一次管柱試驗(yàn)井采用的是該油田采油院設(shè)計(jì)的注采一次泵。該泵是將常規(guī)深井泵的固定凡爾改裝成懸掛式固定凡爾球裝置。注氣時(shí)凡爾球懸在凡爾座上，打開(kāi)注氣通道，實(shí)現(xiàn)注氣功能；舉升時(shí)將注采一次泵活塞下放將凡爾球撞入凡爾座，實(shí)現(xiàn)舉升功能。

3.4 對(duì)試驗(yàn)井注采一次管柱設(shè)計(jì)

故要想對(duì)八面河油田進(jìn)行注采一體管柱下井試驗(yàn)，注氣前作業(yè)下入油管管柱串，活塞下到離泵筒上部約0.5m左右的距離，預(yù)留該距離是避免注采一次泵活塞將懸掛式凡爾球撞入球座，造成注氣通道關(guān)閉而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。井口利用三通向盤根盒內(nèi)充填耐高溫350℃的石墨，光桿經(jīng)盤根盒緊固在懸繩器上，用方卡鎖緊以防折斷，并確保其在懸繩器以上露出7m左右的距離。

注蒸汽前自油套環(huán)空注入氮?dú)?，進(jìn)行氮?dú)飧魺岜Ｗo(hù)套管。管柱下入井內(nèi)后，連好注氣管線，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的安全檢查合格后，開(kāi)始注氣。注汽結(jié)束后下放抽油桿，使柱塞入工作筒，通過(guò)30kg左右的撞擊力碰泵4次，使凡爾球被擊落出開(kāi)瓣彈簧并落入球座，抽油機(jī)以適當(dāng)沖程抽吸出液，說(shuō)明試驗(yàn)成功。3.5 預(yù)期效果（1）采用注采一次泵完全可以替代常規(guī)深井泵行使舉升采油的功能，同時(shí)兼有注氣功能，實(shí)現(xiàn)注氣、采油一體管柱，達(dá)到簡(jiǎn)化注氣工藝管柱的目的。（2）采用耐高溫350度石墨盤根可以達(dá)到密封300度以上的高溫效果。（3）采用帶總閘門的熱采井口可以達(dá)到井控要求。

（4）能夠部分解決因狗腿度變化大導(dǎo)致隔熱油管下不去無(wú)法注蒸汽的問(wèn)題。

四、結(jié)論及建議

八面河油田稠油井注抽一體管柱工藝技術(shù)引進(jìn)應(yīng)用成功, 使其在配套工具、工藝上成熟, 這標(biāo)志著八面河油田稠油井開(kāi)采又多了一新的有效途徑。

然而, 該工藝技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中可能還存在著一定的不足, 主要有以下幾個(gè)方面: 工藝配套的防砂措施還不完善, 出砂井易卡泵；桿式泵的密封材料耐溫不能滿足注汽要求(不能超過(guò)240℃), 不能滿足管、桿一次性下入井內(nèi)；因此, 該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)施的過(guò)程中, 應(yīng)注意選用合適的桿式泵。初期由于泵型與油井產(chǎn)能不匹配,激勵(lì)油層出砂卡泵。在注氮、注汽過(guò)程中, 個(gè)別熱采井口出現(xiàn)漏汽現(xiàn)象。影響措施效果, 造成不必要的浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

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