朱治國 苗彥平 李棟 林旭 冉俊義 孫永田 于偉

（中國石油華北油田分公司第三采油廠）

1 現(xiàn)狀及潛力分析

華北油田采油三廠地處饒陽凹陷中南部油層，平均中深3 000 m，油層溫度在86～162 ℃之間，生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)有地?zé)崮?.12×1018J。下泵深度平均為1 952 m，井口油溫在25～37 ℃之間，析蠟段在井口以下600～800 m 之間，凝固點(diǎn)在30～33 ℃之間。生產(chǎn)過程中，油井需要定期進(jìn)行熱洗化防等日常維護(hù)工作，地面采用三管伴熱、摻水集輸、單管常溫集輸工藝流程[1-3]。

現(xiàn)有的技術(shù)開發(fā)使得在生產(chǎn)過程中存在以下三個方面的問題：油井熱洗工作量大，據(jù)統(tǒng)計采油三廠年熱洗工作量在1 000 井次左右，熱洗時泵壓和增加的液柱壓力打破了地層原有的壓力平衡系統(tǒng)，洗井液易侵入油層，不僅造成油層污染，而且隨產(chǎn)液緩慢采出形成較長含水恢復(fù)期，影響油井產(chǎn)量近0.85×104t；油井化防藥劑用量大，采油三廠油井開井1 176 口，每年有近1/3 的油井需要使用清蠟劑、降黏劑等油井化防藥劑進(jìn)行日常維護(hù)，年使用藥劑近300 t 左右；集輸系統(tǒng)能耗大，排放的二氧化碳、氮氧化物等污染物對環(huán)境造成一定污染。

綜上所述，給油田節(jié)能減排、降低安全環(huán)保風(fēng)險提出了迫切的要求，而華北油田豐富的地?zé)豳Y源恰好為油田高效環(huán)保開采提供了有利的條件[4-5]。

2 材料研發(fā)及結(jié)構(gòu)設(shè)計

在普通油管外壁均勻包裹一層具有超強(qiáng)隔熱保溫功能、導(dǎo)熱系數(shù)低、防水性好的隔熱材料，形成隔熱保溫層[6-7]，保溫隔熱油管結(jié)構(gòu)如表1 所示，外觀如圖1 所示。該隔熱保溫層可大大降低油管內(nèi)原油由井底向井口流動過程中地層散失的熱能損失，提高井口產(chǎn)液溫度，改善原油在井筒中的流態(tài)。

3 先導(dǎo)試驗(yàn)

利用地層自身的熱能實(shí)現(xiàn)油井低成本高效開采是一項(xiàng)高投資、高技術(shù)的新試驗(yàn)，需選擇具有代表性的油藏區(qū)塊開展先導(dǎo)試驗(yàn)，為規(guī)模推廣應(yīng)用提供理論及數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.1 區(qū)塊選擇原則

1）選擇的區(qū)塊油藏溫度高，有一定的產(chǎn)液能力，具有較高的開發(fā)價值。

表1 保溫隔熱油管結(jié)構(gòu)

圖1 保溫隔熱油管外觀及其接箍

2）在長期的油藏開發(fā)實(shí)踐中，選擇積累了豐富的地質(zhì)地?zé)崽卣骷安捎蜕a(chǎn)數(shù)據(jù)等資料的區(qū)塊。

3）單井熱洗化防工作量大，油井結(jié)蠟較為嚴(yán)重，生產(chǎn)能耗較其他單井高，且地面為三管伴熱集油流程。

4）注采井網(wǎng)、地面配套設(shè)施完善，可以依托目前油田生產(chǎn)條件，盡量減少先導(dǎo)試驗(yàn)的地面改造工程量和投資費(fèi)用。

3.2 試驗(yàn)區(qū)塊

根據(jù)試驗(yàn)區(qū)的選擇原則，綜合考慮區(qū)塊、油層溫度、含蠟等18 個因素，選取了3 口井進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn)（表2）。

表2 先導(dǎo)試驗(yàn)井?dāng)?shù)據(jù)

3.3 試驗(yàn)效果

先導(dǎo)試驗(yàn)期間，組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行全程跟蹤，并錄取試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，具體結(jié)果如表3 所示。

表3 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)

由表3 可知，油井井口溫度平均提高14.8 ℃，懸點(diǎn)最大載荷平均下降10.4 kN，日耗電平均下降36.4 kWh，檢泵周期延長400 天以上并持續(xù)有效，應(yīng)用后單井不再進(jìn)行熱洗化防，效果良好。

4 先導(dǎo)性試驗(yàn)的目的和意義

先導(dǎo)試驗(yàn)的目的如下：

1）試驗(yàn)現(xiàn)有條件開發(fā)的保溫隔熱油管的應(yīng)用性能，錄取相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)，為技術(shù)的完善升級做好鋪墊。

2）研究保溫隔熱油管在華北油田采油三廠的適應(yīng)性，篩選不同區(qū)塊、不同產(chǎn)液量的油井進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，研究出不同區(qū)塊、不同油井的應(yīng)用條件。

3） 研究保溫隔熱油管應(yīng)用后對地面集輸?shù)挠绊憽?/p>

4）根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)情況、保溫及地面集輸?shù)木C合對比評價，通過試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)來指導(dǎo)地?zé)豳Y源綜合利用，確定下步應(yīng)用的范圍及規(guī)模。

5）在確保油田開發(fā)不受影響的前提下，實(shí)現(xiàn)油田地?zé)豳Y源的綜合利用。

先導(dǎo)試驗(yàn)的意義如下：

1）先導(dǎo)試驗(yàn)表明，保溫隔熱油管技術(shù)在降低井筒熱能損失方面體現(xiàn)出絕對的優(yōu)勢，在不增加任何外界補(bǔ)充能源和設(shè)備的條件下，充分利用地層自身熱能；通過在采油生產(chǎn)管柱上增加油管隔熱功能，減少原油從井底流向井口過程中的熱能損失，達(dá)到提高原油井口溫度的目的。同時，取消了原先的單井周期性熱洗化防，并且井口溫度的提高可以為地面常溫集輸提供熱量。

2）通過對先導(dǎo)試驗(yàn)各項(xiàng)資料的動態(tài)監(jiān)測及其資料數(shù)據(jù)來指導(dǎo)保溫隔熱油管的應(yīng)用，確定下步重點(diǎn)應(yīng)用范圍及研究方向。

5 結(jié)論

通過應(yīng)用保溫隔熱油管技術(shù)，減少了井筒舉升過程中的熱能損失，提高了井口出油溫度，溫度的提高使得油井結(jié)蠟點(diǎn)上移，單井不再進(jìn)行熱洗化防等日常維護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能清潔環(huán)保生產(chǎn)。此技術(shù)滿足了油井在不依靠任何外界能量的條件下常溫集輸進(jìn)站，是井筒舉升工藝以及地面集輸方式的革命性變革，保溫隔熱油管的成功應(yīng)用對高含水、高含蠟油田的開發(fā)和維護(hù)提供了技術(shù)借鑒。