張涵琪

遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010

隨著稠油熱采區(qū)塊的不斷開發(fā)和采出程度的不斷提高，原油開采的難度也越來越大。在產(chǎn)能接替不足、穩(wěn)產(chǎn)的背景下，稠油熱采井的發(fā)展對注采工藝提出了更高的要求。遼河油田屬于這種類型。油田開發(fā)存在三大難點：一是注汽，Φ70 柱塞泵、上提注汽時，Φ70 柱塞需要提至泵上油管中，目前油管直徑為76mm，單向流間隙僅為3mm，注汽通道當量直徑僅為29mm，注汽通道小，注汽節(jié)流閥大，降低了注汽效果。第二，隔熱。目前深井隔熱方法主要采用隔熱油管+ 熱敏封隔器+ 環(huán)空注氮氣，但隔熱油管接頭位置不起作用，接箍熱損失大。通過模擬計算，如果不使用隔熱套管，井底干燥度損失約10%，嚴重影響注汽質(zhì)量。但現(xiàn)有保溫套管保溫效果差，易脫落，不能滿足現(xiàn)場要求[1]。同時，目前使用的膨脹管具有保溫功能，管柱上增加了約7m 的散熱段。第三，在采油過程中，超稠油油井原油粘度大，導致流入液阻力大。目前，進口流道最大的偏心稠化泵在原油粘度達到3500MPa 后，提升效果較差。為了解決這一問題，研究并應用了一種在超稠油開采的中深井實現(xiàn)高效注汽、隔熱、采油的注采工藝。

1 稠油熱采中深井高效注采工藝技術(shù)

1.1 技術(shù)組成

工藝管柱主要由隔熱管、扭轉(zhuǎn)隔熱襯套、防拆隔熱襯套、大通道抽稠泵、熱封隔器、導向四通等組成?；镜某煞?。①它由襯套、一個上襯套和一個下襯套組成。②技術(shù)指標。溫度350℃，壓力20MPa，內(nèi)徑最小80mm。③隔熱伸縮管。它由填料環(huán)、填料套、隔熱管、上接頭、中心管組成。

1.2 工藝原理包括注汽、隔熱、采油

①注汽原理。管柱在配備直接注汽倍增泵、注汽抽油桿、分支小泵柱塞和柱塞注汽倍增器、井口進汽管、直徑注汽效率和向環(huán)空流動形成柱塞泵，最終形成儲層粘度。必要時，可在注汽前向油套管環(huán)空注入定量氮氣。②隔熱原理。防脫隔熱襯套。下井時，將隔熱套管安裝在兩根隔熱油管之間的聯(lián)軸器上，與隔熱油管連接時，將隔熱套管壓緊這樣，具有低導熱功能的套管與無保溫功能的套管內(nèi)壁緊密結(jié)合，減少了注汽時對套管的導熱作用，提高了注汽質(zhì)量。③可傳扭隔熱伸縮管。下井前，將隔熱管、中心管拉至極限位置，隨管柱下入完成[2]。在注汽過程中，隨著井筒溫度的升高，管柱會被加熱和拉長。當熱膨脹管柱產(chǎn)生的熱量不能釋放時，隔熱管和中心會相對回收。為了釋放注汽過程中產(chǎn)生的熱蒸汽，可以改善管桿軸承，延長管桿使用壽命。隔熱管相對于中心管回收后，保溫管可覆蓋非隔熱管。采用高真空絕熱層，可以減少注汽過程中蒸汽的熱損失，提高井筒注汽質(zhì)量。④石油生產(chǎn)原理。在上沖程中，柱塞上升，下泵筒和固定閥球隨柱塞上升，泵腔容積增大，壓力降低。此時，行駛閥關(guān)閉，固定閥打開。環(huán)形液體從橋側(cè)進口通道進入泵腔，泵油管內(nèi)的液體被提升至地面。當沖程減小時，柱塞下降，下泵筒和固定閥球隨柱塞上升，泵腔容積減小，壓力升高。此時，游動閥關(guān)閉并固定固定閥打開后，泵腔內(nèi)的液體被排放到泵內(nèi)。

2 關(guān)鍵技術(shù)問題的解決

2.1 技術(shù)問題

①在Φ70 柱塞泵井，如何提高注汽通道中柱塞與泵之間形成的大管柱的流通面積。②在抽油桿柱下提或抽汲過程中，抽油桿柱與保溫套管內(nèi)壁接觸，產(chǎn)生摩擦，導致套管脫落。③存在著原油粘度高、泵吸阻力大、泵效低、循環(huán)抽油量大等問題。

2.2 解決方案

①泵上注汽器直徑較大，注汽通道為原流道的1．9-3．5 倍，增大了通流面積，減小了注汽節(jié)流。②絕緣套管套管設計為兩級分離結(jié)構(gòu)。上、下缸套螺紋擰緊后，將缸套鑲嵌在外端面上，防止缸套在外力作用下與缸套分離。③“大肚子” 外管和下泵筒使進油通道有足夠的設計空間，使進油通道的流通面積最大化，減小了進油阻力，提高了泵在充滿度條件下的高粘度[3]。

3 室內(nèi)效果。

3.1 測試的目的

在整個試驗過程中，對被試件的外表面溫度、導熱系數(shù)和溫度曲線進行了測試和比較，以評價隔熱性能，為保溫工藝的優(yōu)化提供手段和依據(jù)。

3.2 測試內(nèi)容

脫附隔熱套管和膨脹管的傳遞扭轉(zhuǎn)絕緣和間隔棒試驗熱油管接頭的隔熱性能。試樣的物理圖形如圖1、圖2 和圖3 所示。

3.3 試驗原理

以隔熱套管和隔熱油管接箍為例，按程序連接測試管柱。打開電加熱棒電源，加熱被測件內(nèi)表面。熱導率測量儀中的紅外溫度計將測量被測零件外表面的溫度和熱導率。內(nèi)表面和外表面將由計算機直接讀取溫度曲線。

4 結(jié)語

綜上所述，在注汽方面，針對大直徑、適用于柱塞的泵，設計了注汽增效劑。當泵的上柱塞注入蒸汽噴射器時，增大上部蒸汽噴射器的流通面積（增加值為原值的1．9-3．5 倍）可以減小注汽節(jié)流，提高注汽質(zhì)量。在保溫方面，泵管采用高真空隔熱管柱，在高真空保溫管的頸部安裝防脫附隔熱套管。膨脹管采用帶隔熱功能的膨脹管，井口與注汽封隔器之間易散熱段管柱具有隔熱功能，實現(xiàn)該段全過程高效注汽。在采油方面，采用適應高粘度原油的大通道稠化泵舉升，滿足了生產(chǎn)需要，提高了采油效率。