付亞榮（華北油田第五采油廠）

同軸雙空心抽油桿的稠油節(jié)能開采實踐

付亞榮（華北油田第五采油廠）

同軸雙空心抽油桿采油工藝具有適應范圍廣、可連續(xù)加熱的特點，根據(jù)其工作原理，從選井原則、選擇加熱深度、熱載體軟化水溫度優(yōu)化、選擇工作制度等方面進行了同軸雙空心桿采油工藝設計。現(xiàn)場13口油井應用后，減少熱洗67井次，增加油井有效時率3.45個百分點，節(jié)省清蠟、降黏劑24.7 t，增油5782.9 t，單井平均日耗電量比電加熱桿節(jié)約376.3 kWh，平均年耗電量節(jié)約137349.5kWh。

稠油開采 同軸雙空心抽油桿 節(jié)能 增油

稠油開采要解決的關鍵問題是地層原油怎樣順利地流入井筒，井筒原油怎樣舉升到地面，原油在舉升過程中是一個降壓、脫氣、降溫、變稠的過程[1]。螺桿泵配套稠油開采工藝雖然管理方便、壽命長，但下泵深度受到限制，且井斜不能大于14°，抽油桿扶正工藝尚需配套；電熱桿存在投資高、能耗高等缺點；空心桿摻水工藝復雜且油井有效時率受影響。同軸雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)加熱技術[2]是稠油開采的新方式，由內(nèi)、外兩層空心桿組成，在內(nèi)、外空心桿之間形成液流通道，靠液流的熱能加熱外空心桿，由外空心桿加熱油井產(chǎn)液，實現(xiàn)稠油井筒降黏舉升；現(xiàn)場應用表明該工藝具有綜合成本低、維護方便、熱利用率高的優(yōu)點，有較好的推廣價值。

1 同軸雙空心抽油桿工作原理

同軸雙空心抽油桿是中國專利ZL200820106412.3所公開的一種空心抽油桿[2]。它是在普通空心桿的空腔內(nèi)又設計了一個獨立的空心通道，終端器溝通兩個通道，雙向密封外管選用優(yōu)質合金鋼加工而成內(nèi)管采用雙層不銹鋼本體，填充航天用無機中空顆粒，外敷微米級組合聚氨酯，隔熱層導熱系數(shù)小于0.02，形成了與外部完全隔離的閉路循環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)的熱載體軟化水不進入井筒，只在雙空心桿內(nèi)形成密閉循環(huán)，而且軟化水進入桿體內(nèi)管下行時要盡量減少熱損失，從外管返回時通過散熱對油管內(nèi)的原油加熱，降低高凝高蠟原油的黏度，提高稠油的舉升效果。熱載體的加熱手段非常廣范，如套管氣、空氣熱源泵、伴熱水熱交換、燃煤、燃氣、太陽能等。

2 同軸雙空心抽油桿采油工藝設計

2.1 選井原則

1）受螺桿泵下井深度限制，抽油機又無法正常生產(chǎn)的油井；

2）頻繁用熱洗和化學方法來維持正常生產(chǎn)的油井；

3）電加熱桿生產(chǎn)的油井；

4）停電時間超過2 h不能正常啟抽的油井。

2.2 合理選擇空心桿加熱長度

螺桿泵下井深度依據(jù)油井的供液能力確定，雙空心桿加熱長度依據(jù)原油黏度—溫度曲線的拐點溫度確定，井筒中每點的原油溫度均高于拐點溫度，并將拐點溫度作為井筒油流的最低溫度[3]。

2.3 優(yōu)化熱載體軟化水的溫度

同軸雙空心桿內(nèi)每千米熱載體軟化水的質量600 kg，熱載體先通過換熱器與井口伴熱水進行熱交換，然后再根據(jù)需要用電磁加熱器加熱。依據(jù)井口出油溫度、回壓和加熱深度優(yōu)化熱載體軟化水的循環(huán)溫度，達到既滿足油井正常開采、集輸，又可以實現(xiàn)節(jié)能降耗、延長電熱設備使用壽命的目的。

2.4 油井工作制度的選擇

供液能力充足，下井泵深度小于1800 m的油井，按正常工作制度運行；對供液不足的油井，采取長沖程低沖速的工作制度。

3 現(xiàn)場應用

自2010年起在晉401等13口油井應用同軸雙空心抽油桿采油技術后，減少熱洗67井次，增加油井有效時率3.45個百分點，節(jié)省清蠟、降黏劑24.7 t，增油 5782.9 t。

典型井例1：趙36-1X井含蠟16.26%，凝固點34℃，黏度392.38 mPa·s，每7 d加50 kg降黏劑維護油井。2010年7月16日采用雙空心抽油桿依靠井口循環(huán)水（換熱）加熱后，油井停止加藥，正常生產(chǎn)至今，累計增油1293.4 t，節(jié)約藥劑費用2.7×104元。

典型井例2：澤10-38井含蠟16.93%，凝固點32℃，黏度359.68 mPa·s，2009年8月17日措施補孔后，螺桿泵受下井深度限制，抽油機無法正常生產(chǎn)關井。2010年9月26日采用雙空心抽油桿后液面恢復到1920 m左右，油井不加藥、不熱洗，實現(xiàn)了油井正常生產(chǎn)，已累計生產(chǎn)原油1029.8 t。

4 節(jié)能效果

對部分油井使用電加熱桿及雙空心桿井筒加熱技術進行了耗電量的統(tǒng)計對比，雙空心桿井筒加熱技術單井平均日耗電量比電加熱桿節(jié)約376.3 kWh，平均年耗電量節(jié)約137349.5 kWh。

5 結論

同軸雙空心抽油桿能有效地解決稠油、高含蠟、高凝點原油的正常開采問題，使部分長期停止生產(chǎn)的井恢復了生產(chǎn)，提高了油田采收率，改善了三抽設備的工作狀況，延長了油井檢泵周期。

[1]王立影,李啟堂,林建平,等.電加熱空心抽油桿溫度分析與應用[J].石油勘探與開發(fā),2008,35（3）:362-365.

[2]李國棟,劉樹林,王劍飛,等.一種空心抽油桿:中國,200820106412.3[P].2009-07-22.

[3]楊浩,楊進,周長所,等.稠油在不同壓差下的流動機理實驗研究[J].石油鉆采工藝,2007,29（5）:33-34.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.01.011

付亞榮，1987年畢業(yè)于重慶石油學校，高級工程師，主要從事油田開發(fā)方面的研究，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。

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