組合式節(jié)能增效采油器在低滲透油田的應(yīng)用

陳小山（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

組合式節(jié)能增效采油器在低滲透油田的應(yīng)用

陳小山（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

針對(duì)大慶外圍低滲透油田抽油機(jī)清防蠟、防垢常規(guī)工藝措施局限性大所帶來的高能耗、高清防蠟費(fèi)用等問題，研發(fā)并現(xiàn)場試驗(yàn)了組合式節(jié)能增效采油器。裝置主要由射流發(fā)生器、聲波發(fā)生器、渦流增壓器、高能強(qiáng)磁器組成。現(xiàn)場應(yīng)用表明，對(duì)于外圍低滲透油藏油井，這種裝置可長期在井下隨抽油機(jī)自動(dòng)工作，隨時(shí)解除油井堵塞，改善采出液井筒內(nèi)舉升狀態(tài)，降低抽油機(jī)能耗，從而達(dá)到節(jié)能增效的目的。

組合式 低滲透油田 節(jié)能增效

大慶外圍低滲透油藏以巖性油藏和構(gòu)造巖性油藏為主，屬于“三低、三高”油田，這些區(qū)塊的特點(diǎn)是油層滲透率低，儲(chǔ)量豐度低，單井產(chǎn)量低；原油 凝點(diǎn)高， 黏 度 高 ， 含蠟高[1]。

外圍低滲透油藏油井清防蠟措施主要采用化學(xué)藥劑清防蠟、超導(dǎo)熱洗車清蠟、洗井作業(yè)等措施。化學(xué)清防蠟成本較高、工作量較大，合理加藥周期和加藥量很難控制，對(duì)高液面井清防蠟效果不明顯[2]；超導(dǎo)熱洗車適合產(chǎn)液量高、含水低的油井，對(duì)于產(chǎn)量低、泵效差的油井效果不明顯；熱洗井需要配備專人和專用車輛，易受天氣、道路影響，不能按正常清蠟周期洗井。

1 組合式節(jié)能增效采油器

1.1工作原理和技術(shù)特點(diǎn)

裝置主體安裝在抽油泵下、篩管之上，不需要外加電源與動(dòng)力。借助抽油機(jī)的能量，原油通過本裝置時(shí)，油井采出液的流速、流態(tài)、溫度、壓力、黏度、氣液相溶解度、固液相混合度、晶體析出溫度、吸附生長環(huán)境、烴類組分的微觀結(jié)構(gòu)等會(huì)產(chǎn)生一系列物理變化，使產(chǎn)液高度融溶并乳化，達(dá)到降低原油黏度，增加流動(dòng)能力，防止結(jié)蠟、結(jié)垢，提高泵效，增加油井產(chǎn)量的目的，起到防蠟、防垢，降 黏增油的 顯 著 效 果[3]。

組合式節(jié)能增效采油器同原單一的聲波或者磁防蠟技術(shù)相比，增加了以下幾方面的技術(shù)應(yīng)用：

1）油層液體進(jìn)入深井泵前，首先通過射流發(fā)生器，噴射口采用特殊耐磨材料錳鈦合金，流量系數(shù)和流速系數(shù)高，能夠保證在采油總功耗基本恒定的前提下，從該噴口噴出的是具有最佳動(dòng)能的射流，并初步抑制其結(jié)晶。

2）油層液體隨后經(jīng)過聲波發(fā)生器 （圖1）， 聲波振蕩器安裝在射流發(fā)生器噴射口外端。在射流的沖擊作用下，聲波振蕩器中的限位彈簧產(chǎn)生 4～25 kHz的聲波振蕩。這種聲波既能逆流方向傳播到篩管、近井巖層和油層，也能順油流方向傳播到抽油泵，利用超聲液哨的原理，混合液體通過兩級(jí)收縮截面，再經(jīng)過噴嘴產(chǎn)生爆破擴(kuò)張，激發(fā)振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生聲波振動(dòng)，產(chǎn)生空化、加熱、剪切效應(yīng)，起到攪拌、分散乳化、解聚降黏的作用，同時(shí)對(duì)井筒周圍具有解堵作用。

圖1 聲波發(fā)生器示意圖

3）渦流增壓器 （圖2）被設(shè)計(jì)為大導(dǎo)程螺旋型通道，促使液體產(chǎn)生劇烈的渦流、紊流運(yùn)動(dòng)，通過渦流產(chǎn)生的高速漩動(dòng)、劇烈紊動(dòng)和攪拌摻混作用，網(wǎng)狀結(jié)合的石蠟分子得以分散在混合液中，進(jìn)一步抑制其結(jié)晶，起到防蠟、防垢、降黏的作用。

圖2 渦流增壓器示意圖

4）液體最后通過高能強(qiáng)磁器，利用磁防蠟技術(shù)產(chǎn)生磁致結(jié)晶效應(yīng)，對(duì)抽油設(shè)備起防蠟、防垢、降黏的作用。

組合式節(jié)能增效采油器各部分連接和井下管柱中的安置見圖3、圖4。

圖3 組合式節(jié)能增效采油器連接示意圖

圖4 組合式節(jié)能增效采油器井下管柱安置圖

1.2裝置性能特點(diǎn)

1）提高泵效，平均增加產(chǎn)液量 5%～15%；降低負(fù)荷，平均節(jié)電可達(dá)1%～5%。

2）緩解油井結(jié)蠟、結(jié)垢現(xiàn)象，減少洗井次數(shù)，延長洗井周期。

3）適用范圍廣，適用于各類含蠟井和稠油井，適用人工舉升和自噴井，泵徑 ? 28mm～ ? 56mm的抽油機(jī)井均適用，對(duì)斜井的井斜角無限制，直井可以安裝油管錨。

4）降低原油黏度，增大產(chǎn)液流動(dòng)性能。

5）對(duì)油層無傷害，不破壞地層，對(duì)強(qiáng)水敏的井效果尤為顯著；有一定的增滲作用，不用或少用化學(xué)藥劑。

6）延長檢泵周期，減少檢泵次數(shù)，不需要對(duì)已安裝井看護(hù)，裝置隨抽油井抽汲過程同步工作，有效時(shí)間長。

2 試驗(yàn)效果分析

2012年 1月陸續(xù)開始選試驗(yàn)井，2月完成全部 5口試驗(yàn)井增油裝置的安裝。截至6月底，5口試驗(yàn)井平均生產(chǎn) 40天，單井有效率 100%。措施后平均單井增液 1.5t/d，增油 0.5t/d。5 口井的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

從表1中可看出，該裝置日增液 50%、日增油25%，增油效果明顯；油井沉沒度上升 68m，使井筒與油層壓力平衡關(guān)系更趨于合理，抽油機(jī)工況得到改善，含水下降2%。

從表2中可以看出，該裝置里的渦流增壓部、高能強(qiáng)磁部在工作時(shí)能夠產(chǎn)生一定的防蠟、防垢、降黏的作用，可有效減緩原油中蠟晶體析出集結(jié)附著于油管內(nèi)壁，使原油流道的縮小程度減小，從而降低抽油機(jī)載荷比，防止桿管承受較大的交變載荷導(dǎo)致抽油機(jī)井漏失和桿管斷脫，發(fā)揮節(jié)能降耗的作用。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

該裝置在檢泵作業(yè)時(shí)下入，連接位置在油管上，安裝簡便、耐用性強(qiáng)，不需要任何人工費(fèi)、燃料費(fèi)、維修及其他費(fèi)用。因此，單井預(yù)計(jì)成本為裝置購入費(fèi)用 4.15 萬元。

目 前 平 均 單 井 日 增 油 0.5t， 預(yù) 計(jì) 有 效 期 210天，預(yù)計(jì)單井年累計(jì)增油 105t，油井時(shí)率按 95%，油 價(jià) 按 2640 元/t計(jì) 算 ， 單 井 平 均 年 增 產(chǎn) 效 益 為26.334萬元。

目 前 平 均 單 井 日 節(jié) 電 4.3kWh， 按 0.57 元/kWh計(jì)算，單井平均年降耗增效 0.05 萬元。

因此，每口試驗(yàn)井年增效收益 26.384 萬元，年純 收 益 21.3 萬 元 。 投 入 產(chǎn) 出 比 為 0.194 年 ， 即 僅 需要 0.194 年便可收回成本 （在有效期范圍內(nèi)），單井平均每年預(yù)計(jì)增加 21.3萬元效益。

4 技術(shù)指標(biāo)

裝置適用于稀、稠油井，具體指標(biāo)如表3、表4。

表1 組合式解堵增油裝置增油效果統(tǒng)計(jì)

表2 組合式節(jié)能增效采油器節(jié)能降耗效果統(tǒng)計(jì)

表3 組合式解堵增油裝置技術(shù)指標(biāo)

裝置適用范圍較廣，安裝容易，具體指標(biāo)如表4。

表4 組合式解堵增油裝置規(guī)格指標(biāo)

5 結(jié)論

從組合式節(jié)能增效采油器現(xiàn)場使用效果可以得出以下結(jié)論:

1）裝置具有節(jié)能效果好、無污染、不傷害儲(chǔ)層、增液效果明顯的特點(diǎn)，可成為節(jié)能高效開發(fā)低滲透油田的重要手段之一。

2）對(duì)于外圍低滲油田開發(fā)若干年后產(chǎn)能明顯下降的油井，安裝增油裝置后，增液、增油效果明顯，油井沉沒度趨于合理，抽油機(jī)工況得到改善，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3）增油裝置里的渦流增壓部、高能強(qiáng)磁部在工作時(shí)能夠發(fā)揮防蠟、防垢、降黏的作用，從而降低抽油機(jī)載荷比，防止桿管承受較大的交變載荷導(dǎo)致抽油機(jī)井漏失和桿管斷脫，與泵上保護(hù)器配合使用，能夠延長檢泵周期，發(fā)揮節(jié)能降耗的作用。

[1]趙福麟.提高原油采收率原理[M].山東東營：石油大學(xué)出版社,2001:51-63.

[2]米卡爾 J 埃克諾米德斯.油藏增產(chǎn)措施[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002:56-79.

[3]王 啟 民,隋 軍.大 慶 油 田 三 次 采 油 技 術(shù) 的 時(shí) 間 與 認(rèn) 識(shí)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2001,20(2):1-25.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.014

2013-03-01）

陳小山，2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，從事油氣田開發(fā)工作，E-mail： chenxiaoshan@petrochina.com.cn，地 址 ：黑龍江省 大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠第三油礦技術(shù)隊(duì)，163514。