密閉熱水循環降粘工藝的改進與應用

董 睿,司江濤,郭 濤,康文彬

(1.中國石化勝利油田分公司東辛采油廠工藝研究所,山東東營257094;2天津大學熱能與制冷工程系,天津300072; 3.甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司,蘭州730070) *

密閉熱水循環降粘工藝的改進與應用

董 睿1,司江濤1,郭 濤2,康文彬3

(1.中國石化勝利油田分公司東辛采油廠工藝研究所,山東東營257094;2天津大學熱能與制冷工程系,天津300072; 3.甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司,蘭州730070)*

東辛采油廠稠油地質儲量豐富,油井井筒舉升困難,應用密閉式熱水循環降粘工藝能夠解決部分稠油油井的井筒舉升問題,仍存在較多問題,例如加熱深度淺,最大加熱深度1 200 m,無法實現泵下加熱,加熱溫度低。應用過橋泵+不銹鋼真空隔熱管實現過泵加熱,同時使加熱深度達到1 500 m以上,解決了原油進泵以及井筒舉升問題。

稠油;舉升;過泵加熱;真空隔熱管

為了提高稠油開采效果,東辛采油廠引進了密閉式熱水循環降粘工藝,該工藝(如圖1)利用地面循環泵將溫度恒定的熱水注入空心桿(?42 mm)中的隔熱管,使熱水在空心桿中不斷循環流動,加熱油管中的原油,解決井筒舉升問題。隨著該工藝的不斷推廣,一些問題也隨之出現。

1 存在的問題

1.1 不能實施過泵加熱

對于部分深層稠油油井,原油在地層具有較好的流動性,但在泵進口處,粘度仍然很高,無法順利進泵。采用D56/38、D56/44型抽稠泵,這2種泵的泵體沒有空心通道,無法實現過泵加熱的功能,電加熱D56型環空泵,隔熱管(?23 mm×4 mm)無法穿越泵體中心連桿(?22 mm)。

圖1 密閉式熱水循環降粘工藝

1.2 加熱深度受限

密閉式熱水循環降粘工藝平均加熱深度950 m,加熱深度1 200 m時循環泵壓力已達到 2.5 MPa,無法實現1 200 m以下加熱的需求。

2 改進措施

2.1 采用過橋泵[1-2](如圖2)

用大小柱塞串聯結構,增加抽油桿下行動力,有效地解決了下行阻力大 、下行困難的問題,進油閥采用偏心結構以及加大閥球直徑,使得進油流道大,吸入性能好,且進油流程短,阻力小,提高了泵的充滿程度和效率。

2.2 采用不銹鋼隔熱管

上部為2層不同直徑的不銹鋼管,加工后中間產生真空,保證隔熱效果,下部隔熱管外徑 ?19 mm,可順利通過過橋泵,實現過泵加熱功能。不銹鋼隔熱管具有較高的強度(抗拉強度480 MPa),可保證2 000 m深度的隔熱管不會產生縮徑變形而影響加熱效果。通過軟件計算,模擬了循環熱水及油管內原油沿井筒方向的溫度分布曲線[3](如圖3),可以看出,采用不銹鋼真空隔熱管后,在供水溫度70℃時,熱水流至900 m空心桿底部時,溫降僅3℃,不銹鋼真空管隔熱效果明顯,如果供水溫度提高到85℃,則原油進口溫度可達65℃以上,可大幅度降低原油粘度,減小舉升阻力。

圖2 過橋泵結構

圖3 循環熱水及管內原油沿井筒溫度分布曲線

3 應用效果

改進后密閉式熱水循環工藝應用2口井,取得較好的應用效果,其中辛6斜28井2009-07-17因油稠,光桿下不去而停井。2010-02實施過泵熱水循環工藝,采用雙層不銹鋼真空隔熱管,加熱深度1 550 m,泵下加熱50 m,解決原油進泵問題。初期工作制度56×3×1,日產液3.1 m3,日產油2.5 t。目前工作制度56×3×0.7,日產液2.3 m3,日產油1.3 t,鍋爐進、出口水溫85/67℃。

4 結論

改進后的密閉熱水循環工藝由于隔熱管的隔熱性能提升,以及過泵加熱的實現,為稠油井筒舉升提供了新的手段,可替代電加熱等稠油舉升工藝,起到節能降耗的作用,具有良好的應用前景。

[1] 羅 燕,張丁勇,孫衍東,等1特種泵采油技術的研究[J].石油礦場機械,2004,33(增刊):8-10.

[2] 汪建華.抽油泵柱塞和泵筒環隙漏失量計算的新公式[J].石油礦場機械,2009,38(3):58-61.

[3] 林日億,梁金國,楊德偉,等.空心桿內密閉熱水循環降粘技術[J].中國石油大學學報:自然科學版,2010,34 (3):104-108.

Improvement and Application of Viscosity Reduction Technology by Closed Hot Water Circulation

DON G Rui1,SI Jiang-tao1,GUO Tao2,KANG Wen-bin3
(1.Dongxin Technology Research Institute,Shengli Oilf ield Company,Sinopec,Dongying257094,China; 2.Department ofThermal Energy and Ref rigeration Engineering,Tianjin Univercity,Tianjin300072,China; 3.L anpec Technologies Limited,L anzhou730070,China)

Dongxin Oil Field in Shengli is characterized by its heavy crude reserves,in turn,leading to difficulties on wellbore hoisting for some oil wells.The application of closed hot water circulation technology for wellbore viscosity reduction can partially solve this issue.But there still exists other issues.One of the most important issues is the shallow heating depth with maximum value of 1 200 m which avoids the process of under pump heating,and leads to lower heating temperatures.The investigations on across bridge pump combined with stainless vacuum insulated pipe technology have been carried out in this study.The main purpose is to realize the heating while liquid passing through and to make the heating depth higher than 1500m,which can make contribution to oil flowing to pump and wellbore hoisting issues.

heavy crude;lifting;heating while liquid passing through;insulated vacuum pipe

1001-3482(2011)05-0081-02

TE934.503

B

2010-11-03

董 睿(1983-),男,山東陽信人,2006年畢業于山東科技大學熱能與動力工程專業,現從事機械采油工藝研究與應用工作,E-mail:drgreat@163.com。