稠油結蠟井無動力連續加藥裝置的研制與應用

羅 琴，張春來，孟向軍

（中石化勝利油田有限公司勝利采油廠，山東東營 257041）

0 引言

稠油結蠟油井由于原油黏度大，抽油桿、光桿在運行過程中所承受負荷大，拉伸強度大，易產生斷桿、卡桿、蠟卡光桿等現象，造成油井生產不正常或井口回壓高等諸多問題；同時導致洗井和作業頻次增加，增加作業成本和工人的工作量和勞動強度。要解決這些問題都需要向油井中投加各種化學藥劑，從而維護油井的正常生產。在生產中多采取人工定期加藥的方法實施人工降黏、防蠟，但目前人工井口加藥的方法存在一次性加藥不能連續發揮藥效、路況差油井和偏遠井加藥質量得不到保證、工人勞動強度大等缺陷，且加藥周期的末期仍會出現稠油結蠟而導致卡桿、斷桿等問題，采油二礦2008-2009年定期加藥的稠油結蠟井卡桿頻率為16井次/年。這些都較大程度地影響著采油隊效益的進一步提升。

針對人工加藥方式所存在的弊端，研制了一種稠油結蠟井無動力連續加藥裝置，用于對稠油結蠟井連續定量加藥。該加藥裝置可根據稠油井藥劑量需求，實現定時、定量自動加藥。

1 稠油結蠟井無動力連續加藥裝置的結構及原理

該加藥裝置由罐體、呼吸管平衡系統、連續加藥量控制系統組成。主要設計參數：罐體為直徑450 mm、高700 mm，液位觀察窗高500 mm，材料為內防腐處理45#鋼，水嘴直徑分0.5、0.7、1.0mm三種。結構如圖1所示。

工作原理：該裝置在向油井加化學藥劑前，先將油井套管閥門關嚴，開啟放空閥門，將罐體內壓放凈，卸掉加藥孔蓋，將要加注的化學藥劑加入到罐體內。通過液位觀察窗觀察液位，再開啟套管閥門，使本裝置與油井的油套環形空間形成一個壓力平衡系統。藥劑將依靠勢能通過加藥閥、水嘴連續流入油井套管環形空間。藥劑用完后，關上套管閥門，開啟放空閥門，再將藥劑加入罐體內，使加藥劑工作不斷進行下去，達到對油井連續定量加藥的目的。

圖1 井口連續加藥裝置結構示意

2 技術特點

（1）該裝置的使用是先把加藥罐裝在井口上方，罐體下部與套管相連，通過設在加藥罐體內的呼吸管平衡裝置，將套管氣引入藥罐上部，使藥液上下液面氣壓相等，再利用藥液的高度落差和自身重量產生的壓力，使藥液順利流入套管內，從而達到定時、定量自動加藥目的。

（2）在罐體上部設計了加藥孔和放空閥。

（3）針對油井套管中存在套管氣，易造成罐體內藥液加入受阻或無法加入的情況，我們在加藥罐體內設計了呼吸管平衡裝置，即利用同心雙管原理，分別設計了藥液加入通道和套管氣排出通道，用膠皮管道將罐體底部與井口套管閘門處相連，形成呼吸管平衡系統，靠呼吸管平衡油套環形空間與罐體容器內壓力，確保加液順暢。

（4）要實現加藥量的連續、平穩，確保加藥效果，就要時刻控制好加藥速度和加藥量。從注水井注水過程中通過改變井下水嘴大小來控制注水量這一環節我們得到啟發，通過在罐底出液孔處加裝不同孔徑的水嘴，來達到控制加藥量的目的。因此，我們根據目前稠油井對藥量的需求，加工了直徑0.5、0.7、1.0 mm三種水嘴，可分別安裝在出液孔處，并在液流通道上安裝直徑102 mm或152 mm的控制閥，以便于更換水嘴時切斷液流。

（5）在裝置底部增設了支撐架，并根據井口的高低設計了不同高度的支撐架，使其與井口連接后底部不懸空。

3 經濟效益分析

2010年4月，我們將 “井口連續加藥裝置”安裝在采油25隊的21N104井上進行了試驗。21N104井原油黏度達2 468 mPa·s，該井使用井口連續加藥裝置之前，產液量在5.6～10.8 m3/d之間波動，使用該裝置后，該井產液水平上升到3.2 t/d，功圖最大負荷由87.3 kN降為72.8 kN。因此，在該井試驗效果較好的基礎上，我們決定將該裝置在礦上其他6口稠油井上推廣應用。同時，由于井口連續加藥裝置的使用，使藥劑被充分使用，提高了其使用效果。措施實施后，平均單井月加藥次數下降4次，加藥量由313 kg降為120 kg，下降了193 kg，效果顯著。

3.1 經濟效益

井口連續加藥裝置已在6口抽油井上應用，截止到目前累計增油1 173 t，原油價格按3 500元/t計算，產生經濟效益為410.55萬元；平均單井月節約藥量為193 kg，每千克藥劑價格按8.5元計算，小組活動后共降低成本為0.82萬元；井口連續加藥裝置每臺5 000元，6口井累計費用為3萬元，所以年創經濟效益合計為408.37萬元。

3.2 社會效益

該裝置的使用，降低了洗井、撈桿作業頻次，方便了油井生產管理。該裝置還可應用于其他結垢油井的加藥管理中，同樣能起到延長免修期的作用。隨著該裝置的推廣應用，必將帶來較好的社會效益。