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        稠油出砂井井筒防砂卡工藝研究

        2016-11-30 18:16:08曹朋青遼寧遼河油田金馬油田開發(fā)公司工藝所遼寧盤錦124010
        中國科技縱橫 2016年12期
        關(guān)鍵詞:防砂螺桿泵稠油

        曹朋青(遼寧遼河油田金馬油田開發(fā)公司工藝所,遼寧盤錦 124010)

        稠油出砂井井筒防砂卡工藝研究

        曹朋青
        (遼寧遼河油田金馬油田開發(fā)公司工藝所,遼寧盤錦 124010)

        油井出砂是疏松砂巖油藏在開采過程中遇到的最大問題,它直接影響了開采的效率和產(chǎn)能,為此,著重研究油井防砂的工藝技術(shù)有著非常重要的現(xiàn)實意義。目前,國內(nèi)的防砂工藝技術(shù)發(fā)展已經(jīng)長達數(shù)十年,國內(nèi)的一些大型的油田也做了許多努力在防砂治理方面,并且取得了一定的成績,給防砂工作的研究提供了豐富的現(xiàn)實經(jīng)驗?,F(xiàn)在最為常用的三大防砂工藝分別是機械防砂、化學(xué)防砂以及符合防砂。本文將給出典型的稠油油藏開采過程中紅防砂工藝分析和研究,以期為日后采油的產(chǎn)能和效率能夠上一個臺階做一點貢獻。

        稠油出砂井 井筒防砂卡 工藝研究

        稠油油藏的特點是油層較薄、埋藏較淺、隔夾層的成巖較差且薄、邊水和底水都十分活躍,這些特點對于油藏開采都有著極為不利的影響,再加之國內(nèi)現(xiàn)在稠油開發(fā)的技術(shù)已經(jīng)成熟,但是在實際的開采過程中隨著產(chǎn)液的降低而導(dǎo)致頻繁的出砂卡泵,也使得油井的免修期變短,難以保證采油效率,對油田的開發(fā)造成了不利的影響。本文就稠油油藏過程中出砂條件、機理和防砂工藝進行分析和研究,并且對防砂相關(guān)的清砂也做了簡單的闡述,以期能夠解決這些問題,提高采油的效率。

        1 稠油油藏的出砂冷采條件

        稠油出砂冷采有一定的適用條件和范圍,通常情況下,最為關(guān)鍵的兩個因素是:第一是地質(zhì)條件,膠結(jié)疏松的地質(zhì)條件更適合出砂冷采;第二是原油中深解氣的含量,一般原油中含有越多的深解氣的出砂效果越好。除了這兩個較為關(guān)鍵的因素外,油層條件也會影響出砂冷采的效果。

        2 油油藏的出砂冷采機理

        雖然稠油出砂冷采技術(shù)在采油過程中被廣泛的使用,并且能夠保證油量的高產(chǎn)和低廉的成本因而受到一致好評,但是相關(guān)理論的研究仍然有不夠完善的地方需要去探索和發(fā)現(xiàn)。有研究結(jié)果顯示出砂冷采的方式能夠保持長時間的高產(chǎn)是基于以下兩個方面:一是大量出砂而形成的蚯蚓洞的網(wǎng)絡(luò);二是有穩(wěn)定的泡沫油流動。

        2.1大量出砂形成蚯蚓洞網(wǎng)絡(luò)

        由于稠油油藏的特點是埋藏較淺且油層的膠結(jié)疏松,加之原油的年度本身較高具有很強的攜砂能力,所以常常導(dǎo)致砂隨著原油一同產(chǎn)出。這樣一來在砂子在產(chǎn)出過程中在油層中便形成了蚯蚓洞網(wǎng)絡(luò),它能夠提高油層之間孔隙度和滲透率,從而提高了原油的流動速率,進一步的提高了原油產(chǎn)量[1]。

        2.2溶解氣形成的泡沫油流

        盡管稠油的溶解系數(shù)比起稀油要低,但是稠油中仍然含有一定含量的溶解氣,加之稠油所處的地層壓力較低,壓差也比較大,這樣使得在地層的壓力下天然氣的狀態(tài)處于飽和。在含有溶解氣的原油進行流動的過程中,孔隙的壓力不斷的減小,導(dǎo)致大量的微氣泡在地層原油中產(chǎn)生,從而形成了泡沫油,這種氣泡的特點是雖然不斷的膨脹但是不容易破裂,性質(zhì)較為穩(wěn)定,有很強的攜砂能力。不斷降低的壓力導(dǎo)致了原油等也不斷的膨脹進而為其流動提供了動力。因此氣泡油攜砂在膨脹的作用下不斷的流動,能夠在較短的時間內(nèi)形成蚯蚓洞,從而提高采油的產(chǎn)量。

        3 稠油油藏出砂冷采配套舉升工藝的分析研究

        從進行采油的設(shè)備上分析稠油產(chǎn)量較高的原因是地層中的大量出砂,從設(shè)備的角度出發(fā),管式泵和桿式泵出現(xiàn)卡泵的現(xiàn)象非常頻繁,大量的實踐表明,螺旋泵是出砂采的設(shè)備配套的最佳選擇[2]。

        3.1螺桿泵舉升工藝井下系統(tǒng)的各部分選擇

        井下螺桿泵是螺桿泵油系統(tǒng)中最為核心的部分,出砂冷采技術(shù)中的螺桿本的要求是能夠攜帶大量的砂,因此常常選用的是井口的高攜砂量螺桿泵。其次是抽油桿的選擇,抽油桿的安全系數(shù)應(yīng)當(dāng)保證在1.2左右,且滿足許用扭矩要比工作扭矩大的設(shè)計原理。其余的油管、井口以及光桿的選擇根據(jù)具體的情形進行合理的選擇即可。

        3.2工藝關(guān)注和下井的方式

        稠油出砂冷采的過程中,泵下的過深或者過淺都會影響開采的效果。泵下的過深的話,當(dāng)出現(xiàn)泵不能及時排砂的情況時很容易堵塞泵從而導(dǎo)致作業(yè)的中斷;而當(dāng)泵下的過淺時,在很短的時間內(nèi)油層很容易被砂子埋住從而阻斷砂子和原油的流出,從而影響開采的產(chǎn)能。所以在進行實際的采油過程中要根據(jù)實際情況精心相應(yīng)的設(shè)計以滿足產(chǎn)油的需求。

        4 井下油管內(nèi)防砂工藝的技術(shù)研究

        稠油井出砂的過程中容易造成卡泵,螺桿泵定子能夠使卡泵的幾率降低,為此,需要對螺桿泵進行研究分析。

        防砂工具的原理:卡泵的形成是由于螺桿泵停井的過程中油管內(nèi)部聚集了過量的地層砂導(dǎo)致回落從而積聚在泵頭和矩桿處。為了使得采油過程順利并且提高采油量,需要對卡泵的現(xiàn)象進行預(yù)防。防砂工具的原理即是:在油管的內(nèi)部增加一些沉砂的空腔,當(dāng)液流在上升時,液流會經(jīng)過內(nèi)部的防砂傘帽從而阻擋其中的砂粒,這些砂粒下沉后會進入到沉砂的空腔內(nèi),此外,當(dāng)停井時,油管上部的砂下沉后落入傘帽并隨著傘帽的坡度落入沉沙腔內(nèi),這樣就能有效的防止地層砂對螺桿泵造成的卡頓現(xiàn)象[3]。

        5 井下油管內(nèi)清砂工藝的分析研究

        雖然有一定的防砂措施,但是油層出砂的現(xiàn)象是不可避免的。為了進一步的降低卡泵現(xiàn)象以及提高產(chǎn)油量,需要對油管的內(nèi)部進行定期的地層砂清理工作。由于液流的舉升流速度較低導(dǎo)致的油管內(nèi)沉沙,為此,需要將液流的速度提升,這樣就能夠?qū)⒌貙由皫У降孛鎻亩鴮崿F(xiàn)排砂。

        清砂工藝的工作原理:將動密封裝置特殊加工之后安裝在驅(qū)動頭光感觸,再將激勵液注入進液通道的空心桿中,這樣激勵液經(jīng)過螺桿泵的上部而進入管桿的環(huán)空部位,在泵壓和舉升的作用下到達井口驅(qū)動出,之后進入到生產(chǎn)管線的流程中去。這個工藝能夠高效的將油管內(nèi)積聚的地層砂清除,從而解決卡桿和卡泵的現(xiàn)象,是十分有效的一種油井砂卡工藝。

        6 結(jié)語

        稠油井出砂是采油過程中最為關(guān)鍵的問題,為了解決這個問題,需要對所采用的設(shè)備即螺桿泵的結(jié)構(gòu)和各部分的工作機理進行分析,對于出砂的原因進行詳細的分析,之后在工藝上進行改進,將地層砂排至地面,必要時定期的進行井下油管內(nèi)部的清砂工作,從而降低卡泵的概率,提升采油的效率和產(chǎn)量。

        [1]劉鐵嶺,沈和平.稠油油藏?zé)岵删錾皺C理模擬實驗研究[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報,2004,26(3):783-84.

        [2]胡玉國,鄧大智,宿輝.我國化學(xué)防砂工藝技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].精細與專用化學(xué)品,2009.18(2):94-97.

        [3]金祥純,張慶龍,高世臣.稠油油藏出砂機理、影響因素及防砂技對策[J].中國海上油氣,2006.18(5):320-324.

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