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        塔河油田摻稀降黏技術研究及應用

        2012-11-09 00:30:26鄢宇杰李永壽邱小慶
        石油地質(zhì)與工程 2012年6期
        關鍵詞:稀油塔河稠油

        鄢宇杰,李永壽,邱小慶

        (1.中國石化西北分公司工程技術研究院,新疆烏魯木齊 830011;2.中國石化華北分公司工程技術研究院)

        塔河油田摻稀降黏技術研究及應用

        鄢宇杰1,李永壽1,邱小慶2

        (1.中國石化西北分公司工程技術研究院,新疆烏魯木齊 830011;2.中國石化華北分公司工程技術研究院)

        塔河油田稠油降黏技術以摻稀降黏工藝為主,通過對摻稀降黏工藝參數(shù)分析結(jié)果表明:摻稀降黏工藝更適合高黏度、低含水稠油井,摻稀體積比選擇1∶2至1∶1降黏效果較好,摻入深度越深,摻稀效果越好。結(jié)合摻稀井開采現(xiàn)狀,鑒于稀油資源嚴重不足的問題,總結(jié)了高含水摻稀井停摻稀、中低含水摻稀井優(yōu)化摻稀量、井下?lián)较』炫淦魇褂萌N摻稀優(yōu)化方案。這些方案現(xiàn)場應用效果良好,有效提高了稀油利用率。

        塔河油田;稠油開發(fā);稀油利用率;摻稀混配器

        塔河油田稠油油藏埋藏深度在5 400 m以下,地面原油密度0.79~1.14 g/cm3,平均0.96 g/cm3;50℃地面原油黏度378~650 000 mPa·s;含硫2.28%~3.35%。稠油主要分布于塔河油田6、7、8及10區(qū)部分油井。原油在儲層中具有較好的流動性,而向地面流動的過程中隨著井筒溫度的降低,原油黏度增大,因而大部分井需要采取降黏措施生產(chǎn)。

        塔河油田稠油降黏技術主要有電加熱(電纜加熱、加熱油管、電加熱管)降黏、摻稀降黏、化學降黏等工藝。其中以摻稀降黏工藝為主。筆者對不同摻稀降黏工藝參數(shù)、摻稀優(yōu)化方案等問題做了相關研究。

        截止2011年11月28日,采油三廠共有摻稀生產(chǎn)井23口,日摻稀油603.2 t,日產(chǎn)液837.9 t,日產(chǎn)油545 t,含水35%,摻稀比1.1。詳見表1。

        表1 采油三廠摻稀井生產(chǎn)現(xiàn)狀統(tǒng)計

        1 井筒摻稀降黏技術

        摻稀降黏技術是利用相似相溶原理,通過油管或者套管向井內(nèi)摻入稀油,減少混合油中瀝青的質(zhì)量比例,增加稠油在稀油中的溶解量,從而達到降低稠油黏度的目的。摻稀降黏較水溶性化學降黏等方式效果要好,且相對穩(wěn)定。摻稀油生產(chǎn)的油井產(chǎn)液舉升到地面上后,一般不需要增加附加的手段及措施就可實現(xiàn)進罐或進流程。其工藝依據(jù)為:

        (1)降低稠油的黏度和稠油液柱壓力及稠油流動阻力,增大井底生產(chǎn)壓差,使油井恢復自噴或達到機抽的條件。

        (2)低密度稀油與地層稠油混合后的混合液密度小于原稠油密度,可降低井筒靜壓損失,從而提高產(chǎn)量或降低井底流壓。

        摻稀降黏的地面設施主要由地罐、齒輪泵、儲油罐、過濾器、高壓注入泵、單流閥、井口及地面流程、閥門等組成(見圖1)。

        圖1 摻稀降黏地面流程示意

        2 摻稀工藝參數(shù)分析

        2.1 稠油黏度與摻稀比例對降黏效果的影響

        塔河油田T801(K)原油黏度175 000 mPa·s(20℃),TP8-2原油黏度15 740 mPa·s(20℃),摻入不同比例的稀油,降黏效果如表2所示。

        表2 T801(K)井摻稀降黏實驗數(shù)據(jù)(20℃)

        表3 TP8-2井摻稀降黏實驗數(shù)據(jù)(20℃)

        由表2、3數(shù)據(jù)可知:稠油黏度越高,摻入稀油后降黏率越大,這說明高黏度稠油井更適合摻稀降黏度。一般當黏度大于50 000 mPa·s時以摻稀降黏為主,黏度低于50 000 mPa·s時以摻化學劑降黏為主[2]。還可得知相同溫度條件下,摻稀比例越大其降黏效果越好。但考慮到舉升成本,應盡可能減少摻稀油體積比,一般摻稀油體積比選擇1∶2至1∶1效果較好。

        2.2 稠油含水對降黏效果的影響[3-4]

        在同等摻稀比例、稀油溫度、摻入稀油方式等條件下,對不同含水的稠油在井筒同一深度溫度進行模擬計算,見圖2。圖2表明,雖然產(chǎn)液含水升高,摻稀后井筒溫度也升高,但高含水條件下?lián)较∮凸に嚨木擦鲃幼枇υ龃蟆A硗?,當含水量上升后,產(chǎn)液出現(xiàn)反相乳化現(xiàn)象,造成井筒流體黏度急劇升高,摻稀降黏效果變差。因此對于含水較高的井,建議采用化學降黏工藝。

        圖2 不同含水率對摻稀井井筒溫度的影響

        2.3 稀油摻入點對降黏效果的影響

        在同等摻稀比例、稀油溫度、稠油含水、井筒條件相同等條件下,稀油摻入點不同,井筒中同一深度壓力不同,具體見表4。表4表明,摻入深度越深,井筒流動阻力越小,井口壓力越高,說明摻入深度越深,摻稀效果越好。塔河油田一般直接在井底摻稀。

        表4 摻稀深度對摻稀井筒壓力的影響

        2.4 稀油摻入方式對降黏效果的影響

        摻入方式有正摻(油管摻入、套管生產(chǎn))、反摻(套管摻入、油管生產(chǎn))兩種方式。目前塔河油田主要摻稀方式為反摻,因為反摻生產(chǎn)適合中-低產(chǎn)井,理論上稀油注入環(huán)空的接觸面積大,而混合液從油管出,減小了摩阻面積,舉升時消耗的能量要小一些。且機抽井較多,而機抽井的注入方式只能是套注。

        3 摻稀優(yōu)化方案

        稠油摻稀生產(chǎn)雖具有降黏效果好、生產(chǎn)穩(wěn)定以及易于管理等特點,但是由于油田生產(chǎn)規(guī)模的擴大,低產(chǎn)低效井增多,目前塔河油田面臨稀油資源嚴重不足的問題。為了提高稀油利用率,急需對目前的摻稀方案進行優(yōu)化。摻稀優(yōu)化方案主要有高含水摻稀井停摻稀、現(xiàn)有摻稀井優(yōu)化摻稀量、井下?lián)较∈褂没炫淦鳌?/p>

        3.1 高含水井停摻

        采油三廠含水高于90%摻稀井共有4口井,2011年停摻優(yōu)化7井次,有效優(yōu)化井次為3井次。TK828井于6月19日停摻,停摻前后抽油機電流相差不大,運行正常。停摻期間累計增油0.54 t,累計節(jié)約稀油30 t,有效優(yōu)化天數(shù)為6天。所以對于高含水摻稀井,可以采取停摻的方法節(jié)約稀油。截止2011年11月28日,4口高含水井停摻累計節(jié)約稀油4 692.1 t。

        3.2 中低含水井優(yōu)化摻稀

        在保證摻稀井穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下,根據(jù)每日井口混合油樣黏度、密度化驗結(jié)果實時調(diào)整,以最小的摻稀量產(chǎn)出最大的稠油量,不斷摸索稠油井的最佳摻稀比。

        2011年11月優(yōu)化摻稀14井次,有效優(yōu)化井次為9井次,有效率達60%。11月優(yōu)化摻稀期間累計增油1616.7 t,累計節(jié)約稀油1 331 t,平均有效優(yōu)化天數(shù)為20天。通過以上措施,平均每日可節(jié)約稀油65.9 t。

        如圖3、4所示,TK725井從11月5日開始將摻稀量逐步優(yōu)化至17.3 t/d,相比先前節(jié)約稀油14.7 t/d;TK841井從9月18日將摻稀量優(yōu)化至49.8 t/d,相比先前節(jié)約稀油8.6 t/d。而2口井日產(chǎn)油量均呈上升趨勢,稀油利用率得到有效提高。

        圖3 TK725井摻稀優(yōu)化效果

        圖4 TK841井摻稀優(yōu)化效果

        但有些摻稀井對摻稀量比較敏感,所以優(yōu)化摻稀量時要特別小心,一旦發(fā)現(xiàn)井口參數(shù)異常,必須及時恢復或者加大注入量直至井口參數(shù)、井口出液正常。這也間接反映了目前摻稀量是最優(yōu)注入量。

        3.3 井下?lián)较』炫淦鞯氖褂?/p>

        如果現(xiàn)場所摻稀油在井下沒有與稠油充分混合,就達不到理想的效果,從而造成稀油浪費。自動混配器工藝結(jié)構(gòu)簡單,使用時直接安裝在泵下油管上,不需另外增加動力設備,僅靠液體在混合器內(nèi)的多次分流、渦流、反流等過程產(chǎn)生自我攪拌作用,從而實現(xiàn)稀、稠油的各自分散與彼此混合,以最少的摻稀量達到最好的降黏效果。

        以TH12113井為例。該井使用井下混配器后,日平均節(jié)約稀油14.1 t,注采比由3.87下降至1.80,在5 m×3 s工作制度下抽油機上行電流由66 A下降到55 A。這表明該井使用井下混配器后,增強了稠油與稀油的混合能力,節(jié)約了稀油,提高了稀油的利用率。

        4 結(jié)論及建議

        (1)摻稀降黏工藝更適合高黏度、低含水稠油井。綜合舉升成本與摻稀降黏效果,摻稀體積比選擇1∶2至1∶1效果較好。摻入深度越深,摻稀效果越好。由于反摻舉升時消耗的能量要小一些,適合中-低產(chǎn)井,所以塔河油田主要采用反摻工藝。

        (2)目前塔河油田摻稀優(yōu)化方案有高含水摻稀井停摻稀、現(xiàn)有摻稀井優(yōu)化摻稀量、井下?lián)较』炫淦魇褂萌N。根據(jù)目前摻稀井生產(chǎn)動態(tài),選擇合理的優(yōu)化方案可以有效提高稀油利用率。目前以第2種方案為主,但最佳摻稀量的確定無理論公式計算,只能靠現(xiàn)場摸索,在一定程度上影響了生產(chǎn)實效。

        (3)動態(tài)監(jiān)測困難影響泵效的提高。目前對于摻稀機抽井無法監(jiān)測動液面,稀油的摻入提高了油井液面,這就對油井“本來面目”的認識帶來困難,對油井優(yōu)化設計和生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整帶來麻煩,因此需要今后研究解決。

        [1] 滿江紅,陳雷.摻稀降黏工藝在塔河油田試油開采中的應用[J].石油鉆探技術,2002,30(4):65-67.

        [2] 林日億,李兆敏.王景瑞,等.塔河油田超深井井筒摻稀降黏技術研究[J].石油學報,2006,5(3):115-119.

        [3] 張琪.采油工程原理與設計[M].山東東營:石油大學出版社,2001:102-108.

        [4] 王世杏.井筒降黏技術在超深層稠油油藏開采中的應用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2009,28(2):101-106.

        TE357

        A

        1673-8217(2012)06-0108-03

        2012-05-30

        鄢宇杰,碩士,1986年生,2011年畢業(yè)于長江大學油氣田開發(fā)專業(yè),從事油田開發(fā)技術研究工作。

        李金華

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