陳正濤
作業(yè)三區(qū)開發(fā)管理的港中油田由于油稠、含蠟量高,集輸管線長,管線輸送液量增加等原因造成井組及井口回壓高。而井口回壓關系著井口產液量,抽油設備能耗,抽油設備使用年限,安全環(huán)保等問題。
為了合理優(yōu)化機采系統(tǒng)及集輸系統(tǒng),達到效益最大化,保障集輸系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。本文主要探討管線摻水,管線熱洗、井組點滴加藥降粘和井組電加熱降回壓四種方法的適應性和效果,并提出了多種方式相結合的構想。
1.什么是回壓?
井口回壓是指原油從井底流至井口的剩余壓力,回壓高低從側面反映出地面管道的流體運行狀態(tài),它與生產壓差呈負線性關系,即回壓升高,生產壓差減少,油井產液量下降。
2.造成井口高回壓的因素有哪些?
流體在運動過程中克服水流阻力而消耗的能量稱為水頭損失,而流體的粘滯性是產生水頭損失的內因,也是根本原因。對于塑性流體,水頭損失可表示為:
其中:
當塑性流體在環(huán)形空間作結構流時,綜合雷諾數為:
因此可以看出,當流體粘度η越大時,則沿程水頭損失hf越大,流體的流動能力越差;而當流動長度L越大時,沿程水頭損失hf越大,流動條件越差;當管徑D越小時,沿程水頭損失hf越大。
由此確定造成回壓高的三個原因主要是:流體粘度η 、管線長度L、管線直徑D
3.機采井高回壓有哪些危害?
●回壓高影響管線原油輸送能力,干線堵塞
●井口回壓高導致井口刺漏,盤根更換頻繁
●增加管桿應力及抽油機懸點載荷,功耗增加,采液單耗上升
●增大了抽油泵漏失量,影響油井產量,嚴重時造成躺井
●干線壓力高易導致管線穿孔,帶來安全環(huán)保隱患
4.如何有效降低回壓?
我區(qū)目前輸油系統(tǒng)現(xiàn)狀:作業(yè)三區(qū)目前正常生產油井98口,抽油機井87口,每天輸送液量2350方,其中三四五組原油通過中一轉油站,進入到馬西聯(lián)合站;采注一二組原油進入港東聯(lián)合站系統(tǒng)處理;共有大小閥組32個,集油干線7條,長度18.5km。
受原油粘度大、含蠟量高,井點分散、干線長等因素影響,我區(qū)房27-22、港356、濱80X1三個井組平均回壓較高,給管理增加了一定難度,我們不斷摸索,因井施策分別采用管線摻水,管線熱洗、電磁加熱三種方法降回壓并取得了一定效果。
1) 房27-22井區(qū)? 電加熱+每月熱洗一次
房27-22井區(qū)共有四口油井,外輸干線為Φ76×2.3km,與房29-36、房27-30兩個井組外輸干線并入一條Φ76干線,實際該管線拖帶10口油井,輸送液量為104.6m3/d。分別在房27-22、房29-36流程出口裝電加熱1臺。每月從干線末端洗干線一次。
2)港356、濱80X1井組? 以注代摻+單井定期熱洗
港356、濱80X1井區(qū)共拖帶16口井,輸送液量大(共180m3/d)、原油含蠟量高,外輸干線較長,冬季回壓最高達2.6MPa,平均回壓1.9MPa,采取主要方式是冬季增加港31-6、中8-45-2兩個摻水點,且每季度對外輸干線進行一次熱洗,確保油井平穩(wěn)生產。
5.抽油機井降回壓產生會產生哪些經濟效益?
1)增產效益
由于回壓的影響,抽油機在上沖程提液時,回壓通過液體作用在活塞上,從而使抽油桿伸長,產生提液滯后現(xiàn)象;抽油機下沖程時回壓通過液體作用在凡爾上,從而使油管伸長,這樣抽油機在上下沖程做功時,抽油桿和油管同時產生兩個變形,影響了抽油泵的泵效,導致產液量下降。
根據胡克定律,當應力不超過比例極限時,桿管伸長量:
下面以一口抽油機井為例:
基本參數:泵徑44mm,泵深1800m,沖程6m,沖次3次/分,抽油桿為全井22mm(f桿=3.8cm2),油管外徑73mm(f管=11.6cm2),內徑62mm(f空=31.65cm2)該井 日產液為28m3,日產油2.4t,系統(tǒng)效率為25%
計算當井口回壓增加1Mpa時,回壓作用在活塞上的作用力為:
F=106×(0.044×0.044)×0.25×3.14=1519.76N
根據胡克定律上沖程抽油桿伸長量:
下沖程油管伸長量:
每天影響的液量為:
(3.42+1.12)×(31.65-3.8)×10-6×3×60×24=0.55m3
則由于回壓每年影響的液量為:0.55×365=200.7m3
2)節(jié)能效益
當回壓降低1MPa時,仍然以前面抽油機為例計算,影響抽油機載荷0.15KN每天節(jié)省電能:
每年節(jié)省電能:43.76×365=1.59×104kwh
以房27-22井組四口抽油機井為例,通過井組降回壓每年可
增加液量約800m3,節(jié)省電能6.4×104kwh。
因此抽油機井降回壓工作是我們在油井管護中應該持續(xù)有效開展的工作之一,它符合當前集團公司質量效益發(fā)展的方針策略,是走低成本可持續(xù)發(fā)展之路的方法之一。
(大港油田公司第一采油廠? ?天津? 濱海新區(qū)? ?300280)