陳 勇，景天豪，高明建 葛紅雨，趙 兵 （中石化河南油田分公司第二采油廠，河南 唐河473415）

河南油田稠油熱采防返吐?lián)剿鞈?yīng)用效果分析

陳 勇，景天豪，高明建 葛紅雨，趙 兵 （中石化河南油田分公司第二采油廠，河南 唐河473415）

針對(duì)河南油田稠油熱采摻水系統(tǒng)壓力不平穩(wěn)、單井摻水量波動(dòng)范圍大、波動(dòng)頻繁的技術(shù)難題，通過(guò)在單井摻水管線上安裝防返吐?lián)剿?，?duì)油井摻水最佳摻水量進(jìn)行研究，對(duì)不同出油溫度、產(chǎn)液量油井的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析，研究結(jié)果為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

稠油熱采；摻水水嘴；摻水量；河南油田；應(yīng)用效果

1 稠油熱采單井摻水量控制技術(shù)研究背景

1.1 單井摻水量調(diào)節(jié)頻繁

稠油熱采井開(kāi)抽期出油溫度、產(chǎn)液量相差較大［1～3］。單井采用摻水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)摻水量，受單井回壓、出油溫度及含水等因素的影響，摻水量不平穩(wěn)，需頻繁調(diào)節(jié)單井摻水量，增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)易引起摻水系統(tǒng)壓力不穩(wěn)，進(jìn)一步增加了單井調(diào)節(jié)摻水量的頻率。

1.2 易誘發(fā)油井堵線事故

部分油井隨著油井出油溫度及含水量的下降，井口回壓升高、摻水量下降。當(dāng)井口回壓高于摻水壓力時(shí)，會(huì)使原油進(jìn)入摻水管線造成堵線事故。這時(shí)采用蒸汽吹掃油井出油管線，如果掃不通只能開(kāi)天窗掃線，造成工作量增加、油井停產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)等極為被動(dòng)的后果。

1.3 易引起摻水調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏

摻水系統(tǒng)壓力在1.6～2MPa之間，單井摻水量在0.4～0.8m3/h之間。摻水調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期在高壓、小流量狀態(tài)下易發(fā)生內(nèi)漏現(xiàn)象。

2 防返吐水嘴控制單井摻水量技術(shù)

2.1 水嘴結(jié)構(gòu)及工作原理

防返吐水嘴主要結(jié)構(gòu)為三通，采用低進(jìn)高出結(jié)構(gòu)從兩端同軸線焊接安裝。三通內(nèi)部有一個(gè)M14的螺孔用來(lái)安裝水嘴，上部有一個(gè)0.5in管螺紋內(nèi)扣用來(lái)安裝堵頭。單流裝置采用鋼球安裝在右側(cè)出口端。

通過(guò)更換不同直徑的水嘴，得到不同的單井摻水量，解決了頻繁調(diào)節(jié)單井摻水量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了摻水系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。由于具有防返吐功能，可在油井堵線后用蒸汽進(jìn)入摻水管線對(duì)油井出油管線進(jìn)行伴熱，而后對(duì)出油管線進(jìn)行吹掃即可解除堵塞，恢復(fù)油井正常生產(chǎn)。

2.2 安裝使用

安裝位置在單井摻水調(diào)節(jié)閥與單井摻水控制閥之間。安裝步驟：①倒流程泄壓；②電氣焊割去約60mm原管段；③焊接安裝水嘴套；④安裝水嘴；⑤安裝堵頭；⑥打開(kāi)單井摻水控制閥。

3 油井摻水最佳摻水量的確定

稠油是通過(guò)提高含水率改變流態(tài)，即水拖動(dòng)油流動(dòng)。油井摻水量不是越大效果越好，摻水量應(yīng)根據(jù)油井產(chǎn)液量、含水率來(lái)確定。根據(jù)管道模擬試驗(yàn)，含水率超過(guò)85%后，若再提高含水，粘度下降幅度非常小，此時(shí)集油管道流量增加，流速會(huì)增大，管道摩阻與流速的平方成正比，會(huì)引起管道阻力上升，特別是對(duì)于遠(yuǎn)距離的油井若再增加摻水，管道壓力損失更大。因此，含水率達(dá)到一定后，就不能再提高摻水量，若再提高摻水量造成摻水系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷增加，能耗上升，甚至引起回壓升高。為此，對(duì)不同油井使用不同直徑水嘴的摻水量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同油井摻水量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

通過(guò)對(duì)上述2口油井進(jìn)行的水嘴直徑與摻水量的試驗(yàn)可以看出：在油井回壓相同的情況下，相同直徑的水嘴得到的摻水量并不相同且差值較大。因此在摻水量的控制方面，要求按照規(guī)定0.4～0.6m3/h的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行摻水。應(yīng)以回壓作為調(diào)整摻水量的主要依據(jù)，要求油井回壓最高不能超過(guò)0.3MPa，對(duì)部分原油粘度高的油井摻水量可適當(dāng)超出上限。

4 油井摻水最佳時(shí)機(jī)的確定

4.1 出油溫度與回壓的關(guān)系

根據(jù)原油管道模擬試驗(yàn)結(jié)論，古城原油動(dòng)力粘度隨含水率增加有一個(gè)先增加后減小過(guò)程，即存在轉(zhuǎn)相點(diǎn)，轉(zhuǎn)相點(diǎn)含水率在41%左右。溫度對(duì)轉(zhuǎn)相點(diǎn)的影響并不大，即不同溫度下的轉(zhuǎn)相點(diǎn)基本相同（見(jiàn)圖1）。

在古6605井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過(guò)油井出油溫度與回壓的關(guān)系曲線可以看出：當(dāng)出油溫度低于50℃時(shí)，油井回壓開(kāi)始明顯上升，古6605井高達(dá)0.35MPa以上。回壓過(guò)高后抑制油井產(chǎn)能，同時(shí)能耗會(huì)上升，易造成油井堵線。因此當(dāng)油井出油溫度低于50℃時(shí)，需及時(shí)對(duì)油井進(jìn)行摻水，以降低油井回壓 （圖2）。

圖1 不同溫度下的原油動(dòng)力粘度轉(zhuǎn)相點(diǎn)

圖2 古6605井回壓與出油溫度關(guān)系曲線

稠油蒸汽吞吐熱采生產(chǎn)井口出液溫度相差較大，放噴初期井口溫度80～110℃，吞吐后期溫度28～35℃，各計(jì)量站管轄油井有放噴初期和吞吐后期的，混合溫度目前還沒(méi)有一個(gè)確定范圍，因此，摻水溫度只能給出一個(gè)相對(duì)值。為節(jié)約能耗，冬季生產(chǎn)中可根據(jù)具體情況，調(diào)整摻水溫度。夏季地溫高，系統(tǒng)溫降小，可按來(lái)液溫度脫水后直接摻水。

4.2 油井含水與回壓的關(guān)系

通過(guò)油井含水與回壓的關(guān)系曲線可以看出：當(dāng)油井含水50%左右時(shí)，油井回壓上升并不明顯，因此當(dāng)油井含水低于50%時(shí)，對(duì)油井進(jìn)行摻水，以降低油井回壓。

溫度對(duì)動(dòng)力粘度的影響與含水率有關(guān)。在含水率比較小時(shí)，可以通過(guò)增加溫度來(lái)降低粘度，進(jìn)而減小流動(dòng)阻力。在含水率比較高的情況下，溫度對(duì)粘度影響非常小，增加溫度對(duì)于降粘和減阻不會(huì)有太大的作用。所以，在含水率小于55%時(shí)，可以實(shí)行增溫降粘；但當(dāng)含水率大于55%時(shí)，粘度幾乎不受溫度影響，增溫降粘效果不明顯。

5 結(jié)論和建議

1）防返吐水嘴能杜絕惡性堵線事故，減少了事故損失；能降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，防止摻水調(diào)節(jié)閥被損壞。

2）摻水量宜控制在0.4～0.6m3/h之間。

3）當(dāng)油井出油溫度低于50℃或含水低于50%時(shí)，應(yīng)對(duì)油井進(jìn)行摻水以降低油井回壓。

［1］凌建軍.實(shí)用稠油熱采工程 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

［2］劉文章.稠油注蒸汽熱力開(kāi)采工程 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998.

［3］張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì) ［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2002.

TE937

A

1000－9752（2011）06－0377－03

2011－04－22

陳勇 （1986－），男，2009年大學(xué)畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事油田開(kāi)發(fā)工作。

［編輯］ 蘇開(kāi)科