干抽采油工藝在高凝油區(qū)塊的應(yīng)用

馬志堅(jiān)

(中油遼河油田公司高升采油廠，遼寧盤錦 124125)

1 油田生產(chǎn)概況

牛心坨油田屬于高凝油區(qū)塊，該區(qū)塊原油具有明顯的三高特點(diǎn)，即凝固點(diǎn)高、黏度高及相對(duì)密度高，地面原油密度0.89 ～0.93 g/cm3，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量 31.5% ～49.98%，原始地層原油黏度 76.3 mPa·s，油層溫度73.3℃［1］。目前地面原油黏度一般在2 000 mPa·s以內(nèi)，最高9 613 mPa·s，平面中部低、周圍高，縱向變化不大。含蠟10.8% ～15.5%，凝固點(diǎn)35～43℃，析蠟溫度51～64℃［2］。原始地層壓力20.07 MPa，飽和壓力 4.71 MPa［3］。

目前牛心坨油田有常規(guī)采油站7個(gè)，受流體性質(zhì)決定，牛心坨油田采用的主要生產(chǎn)工藝為循環(huán)水生產(chǎn)和電加熱生產(chǎn)。其中，循環(huán)水生產(chǎn)工藝在牛心坨油田應(yīng)用最早，目前有4個(gè)采油站使用該工藝，共89口井;電加熱生產(chǎn)工藝2008年底開始在牛心坨油田進(jìn)行應(yīng)用，目前有3個(gè)采油站使用該生產(chǎn)工藝，共54口井。

2 存在的主要問題

2.1 循環(huán)水生產(chǎn)工藝

1)循環(huán)水生產(chǎn)工藝使用時(shí)間較長(zhǎng)，至今超過30 a，其井下管柱及地面管線均存在不同程度的老化問題，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中出現(xiàn)循環(huán)水漏失的現(xiàn)象，導(dǎo)致水量消耗增加造成浪費(fèi)。同時(shí)由于循環(huán)水生產(chǎn)工藝需要更復(fù)雜的井下管柱及地面管網(wǎng)系統(tǒng)，造成作業(yè)及日常維護(hù)難度和費(fèi)用增加。

2)受井下管柱結(jié)構(gòu)限制，無法完整地錄取地質(zhì)資料。采用循環(huán)水生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)的油井無法進(jìn)行動(dòng)液面測(cè)試工作，致使無法推測(cè)油層壓力，影響油田后期開發(fā)。

3)熱水循環(huán)生產(chǎn)工藝需要消耗大量天然氣，導(dǎo)致噸液耗氣量過高，并且與目前天然氣供應(yīng)日趨緊張的局面相悖。牛心坨油田4個(gè)循環(huán)水站共啟用循環(huán)水加熱爐12臺(tái)，年耗氣量超過1 000萬m3，年產(chǎn)液量30萬t，噸液耗氣量33 m3。

2.2 電加熱生產(chǎn)工藝

1)電加熱井配套裝置多，井下結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致作業(yè)及日常維護(hù)費(fèi)用較高。

2)電加熱井配套裝置耗電量過高，經(jīng)過測(cè)試單井冬季電加熱中頻柜加熱功率為73 kW/h，夏季略低約為54 kW/h，牛心坨共有54口電加熱井全年耗電量超過3 000萬kW/h，年產(chǎn)液量只有21萬t，噸液耗電142萬kW/h。造成噸液成本居高不下。

3 技術(shù)原理

牛心坨油田自1988年開始進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)，開發(fā)初期受流體性質(zhì)制約，牛心坨油田須采用相應(yīng)的伴熱輔助進(jìn)行生產(chǎn)。隨著油田轉(zhuǎn)入注水開發(fā)，原油含水逐漸上升［4］，能耗大，成本高。原有的采油工藝已不再適應(yīng)目前的開采需要，急需開展采油工藝轉(zhuǎn)換，引進(jìn)干抽采油工藝。

3.1 工藝原理

干抽工藝，即取消原有的井筒摻液及電加熱采油工藝(井筒降黏)，采用普通的有桿泵閉抽工藝。將原有摻液及電加熱的空心桿更換為普通實(shí)心抽油桿，即實(shí)現(xiàn)了向干抽工藝的轉(zhuǎn)換。由于同等溫度條件下，不同含水量的混液黏度相差較大，因此，混液黏度是制約油井生產(chǎn)工藝的重要因素，為此通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同含水量的原油在各溫度條件下的黏度值［5］(表1)。

表1 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的不同含水量原油不同溫度條件下黏度值 mPa·s

溫度也是影響?zhàn)ざ鹊闹饕蛩兀瑴y(cè)定了牛心坨油田地層溫度變化情況(圖1)，牛心坨油田井下溫度變化范圍在40～80℃，其中井口溫度最低在42℃左右。

3.2 技術(shù)條件

要使原油合理舉升到地面就要保證在40℃時(shí)原油未失去流動(dòng)性。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)得知，要使牛心坨油田原油在40℃時(shí)保持流動(dòng)性需要黏度不超過2 000 mPa·s。針對(duì)牛心坨油田開抽油井進(jìn)行含水分級(jí)統(tǒng)計(jì)(表2)，從而確定油井可以進(jìn)行工藝轉(zhuǎn)換的技術(shù)條件。

表2 牛心坨油田油井含水分級(jí)統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，牛心坨油田綜合含水量在70%以上的油井共53口，其中采用電加熱生產(chǎn)工藝的油井24口，采用熱水循環(huán)生產(chǎn)工藝的油井29口。

4 實(shí)施效果

目前牛心坨油田已經(jīng)逐步地進(jìn)行著干抽生產(chǎn)工藝在該區(qū)塊的引入工作。已累計(jì)將34口循環(huán)水生產(chǎn)油井、29口電加熱生產(chǎn)油井引入了干抽生產(chǎn)工藝，目前日產(chǎn)液1 455 t，日產(chǎn)油380 t，含水量73.8%。

4.1 舉升方面

引入干抽生產(chǎn)后，井筒內(nèi)由于沒有伴熱導(dǎo)致原油溫度降低，可能會(huì)出現(xiàn)掛壁、堵塞井筒等現(xiàn)象，導(dǎo)致抽油機(jī)負(fù)荷加大，進(jìn)而造成倒井。根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，牛心坨油田綜合含水量在70%以上的油井，在井筒舉升過程中可以時(shí)刻保持流動(dòng)性。同時(shí)進(jìn)行加密測(cè)試功圖，通過測(cè)試結(jié)果找出各自洗井周期，進(jìn)行周期性維護(hù)洗井工作，避免倒井現(xiàn)象發(fā)生。通過實(shí)施與監(jiān)測(cè)(表3)，未發(fā)生干抽生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)特例造成躺井，油井生產(chǎn)正常。

表3 牛心坨油田油井主要生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比表

4.2 集輸方面

干抽生產(chǎn)后，原油出井溫度降低，極有可能出現(xiàn)原油進(jìn)站困難的現(xiàn)象，解決集輸問題的本質(zhì)就是改善原油在管線中的流動(dòng)性，為此可以通過安裝井口加熱爐、井口管線纏電熱帶、安裝井口溜水閥門，適量溜水等輔助措施保證原油平穩(wěn)進(jìn)站。同時(shí)針對(duì)于產(chǎn)液量相對(duì)較低尤其是間出的油井，安裝加熱爐、纏電熱帶的方法不能解決的集輸問題。這類油井同周圍合適的高產(chǎn)井合并進(jìn)站，保持原油在管線內(nèi)的充滿性和流動(dòng)性，確保油井正常進(jìn)站生產(chǎn)。

4.3 節(jié)能效果

實(shí)現(xiàn)干抽工藝轉(zhuǎn)變后，實(shí)現(xiàn)年節(jié)約天然氣量532.25×104m3，年節(jié)約電量1 299.01×104kW·h，年節(jié)能耗33 355.53×104MJ，年節(jié)約折合標(biāo)煤8 390.41 tce，節(jié)能了能源，減少了安全隱患。

5 結(jié)論

1)干抽采油工藝適應(yīng)牛心坨油田的后期開發(fā)，油井在引入干抽生產(chǎn)工藝以后生產(chǎn)基本保持平穩(wěn)，成功地在高凝稠油區(qū)塊引入了干抽生產(chǎn)工藝。

2)干抽采油工藝在保證油田正常生產(chǎn)的同時(shí)，大大減少了牛心坨油田能耗，降低了生產(chǎn)成本。

3)干抽生產(chǎn)工藝在牛心坨油田取得的成功，證明了在高凝稠油區(qū)塊開發(fā)后期尤其是高含水期同樣可以進(jìn)行無伴熱生產(chǎn)，可以在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用，以便創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］張波.雙空心桿采油工藝研究與應(yīng)用［J］.承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2012，14(4):37－39.

［2］潘智勇.超高分子內(nèi)襯油管技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2012，14(4):40－43.

［3］馬強(qiáng)，婁銀環(huán).油氣生產(chǎn)周轉(zhuǎn)材料使用周期影響因素分析［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2013，29(3):22－23.

［4］馬強(qiáng)，朱豐坡.單井效益評(píng)價(jià)圖版的研制與應(yīng)用［J］.北京石油管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，18(3):10－14.

［5］李明.探討井下作業(yè)監(jiān)督管理體制現(xiàn)狀［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013(6):215.