電磁和加熱技術用于聚驅井集油管道降回壓

陳 陣

大慶油田采油二廠

電磁和加熱技術用于聚驅井集油管道降回壓

陳 陣

大慶油田采油二廠

聚驅采出液在管道中形成淤積，流動阻力增大，回壓升高，都是由原油組分變化和集輸條件決定的。聚驅采出液在電磁加熱及超聲波的作用下，黏度明顯降低，淤積現象減少，管道壓力大幅度降低。聚合物在高頻磁力線作用下發生特性改變，其雜亂的絮團狀纖維產生沿磁力線方向順延的趨勢，而經過加熱抑制蠟和瀝青的析出黏度降低，減小了流動原油順延阻力。超聲波的震動使聚合物與原油分離加速了順延過程，從而減少管道內淤積物的聚集，流動阻力降低，回壓下降，油井產能恢復正常。

電磁；加熱；聚驅管道；降回壓；實驗

1 聚驅井集油管道的回壓

近年來，聚驅油井回壓呈逐步升高的趨勢，部分井回壓超過1.5MPa，嚴重的甚至超過了2.0MPa，造成油井產量下降，冬季摻不進去水，導致管線凍堵。為解決這一生產難題，對堵塞管線進行解剖，發現主要是淤積物造成堵管線。

經測定，淤積物的成分中蠟和膠質瀝青質含量占67%。從井口采出液及淤積物析蠟溫度特征值可以看出，淤積物的析蠟點很高，熔化時間長，僅靠熱水沖洗管道難以達到去除效果。試驗用采出液含水90.7%，含聚濃度296.2mg/L。溫度下降，淤積速度加快，當溫度低于35℃時，淤積程度加劇。含聚濃度升高，淤積厚度增加，采出液黏度增大，引起淤積物剪切彌散作用增強，聚合物包裹、吸附淤積物，形成結晶核心，更易于在管壁上吸附沉積。

綜上所述，聚驅采出液在管道中形成淤積，流動阻力增大，回壓升高，都是由原油組分變化和集輸條件決定的，解決高回壓問題，必須從技術上改變聚驅采出液的流動特性和集輸條件。

2 電磁、加熱及超聲波降回壓實驗

聚驅輸油管道堵塞，影響油井產量；而頻繁的熱洗管道，增加了采油成本。為此，在輸油管道上安裝集電磁、加熱、超聲波為一體的設備，以解決管道堵塞問題。

2.1 測定流動阻力

將聚驅采出液樣品原態注入普通管道，樣品含水90.1%，含聚495mg/L。在室溫20℃環境下，將樣品靜置12 h后注滿模擬管道，加壓使其在管道內流動，流動速度為0.5 m/s，經測定管道壓力為0.048MPa。

2.2 單項動態實驗

（1）樣品在交變磁場中。當磁場頻率變化時，樣品中的原油無變化，聚合物纖維沿管道方向延順，且隨著磁場頻率提高，延順的效果明顯。當磁場頻率超過22 000 Hz時，延順效果降低。管道與磁力線方向夾角12.5°時效果最明顯，樣品在管道中的流動阻力明顯降低，管道壓力為0.022MPa。

（2）樣品在紅外加熱器中。當加熱溫度變化時，樣品中的原油變化明顯，且溫度越高黏度越低。當加熱溫度達到60℃以上時，其黏度變化減緩，聚合物纖維無明顯變化。管道中流動阻力降低，管道壓力為0.039MPa。

（3）樣品在超聲波場中。當超聲波場頻率變化時，樣品中的原油黏度無明顯變化，但原油與聚合物的結合力明顯降低，有相互分離的趨勢。超聲波頻率25 000 Hz時，其結合力降低速度最快，聚合物纖維無明顯變化。管道中流動阻力減小，管道壓力為0.035MPa。

2.3 綜合實驗

樣品在高頻交變磁場、紅外加熱、超聲波共同作用下的綜合實驗。

磁場頻率23 500Hz，磁場強度10 kW，加熱功率8 kW，加熱溫度40℃，樣品在管道內流動速度為0.8m/s。

（1）直接觀察。樣品黏度明顯降低，等質量平面堆積高度實驗前為40mm，綜合實驗后降為12mm。

（2）顯微鏡下觀察。實驗前，樣品中聚合物纖維呈絮團狀無規律混雜在油液中。綜合實驗后，聚合物纖維排列整齊，排列方向一致性達85%。管道壓力降至0.018MPa。通過實驗，聚驅采出液在電磁加熱及超聲波的作用下，黏度明顯降低，淤積現象明顯減少，管道壓力大幅度降低。

3 現場應用

2013年4月19日，在南8—40—P31井安裝1臺電磁加熱裝置。該井在安裝加熱裝置之前，只能用熱洗車沖洗干線保證其正常生產，3～5 d沖洗1次。沖洗干線后回壓最低能達到0.8MPa，68 h后上升到1.5MPa，95 h后上升至2.1MPa，在2.5MPa條件下管線已近堵死，抽油機井不能正常生產。安裝加熱裝置后回壓逐漸下降，由2.1 MPa下降到0.65MPa，之后保持穩定。日產液呈穩定上升趨勢，由80.2 t上升至88.7，日產油由2.2 t上升至18 t。含水值由96.7%下降至81.3%。回壓始終控制在0.7MPa以下，具體結果見表1。

表1 南8—40—P31井安裝電磁加熱裝置效果對比

4 結論

（1）聚合物在高頻磁力線作用下發生特性改變，其雜亂的絮團狀纖維產生沿磁力線方向順延的趨勢，而經過加熱抑制蠟和瀝青的析出黏度降低，減小了流動原油順延阻力。超聲波的震動使聚合物與原油分離加速了順延過程，從而減少了管道內淤積物的聚集，流動阻力降低，回壓下降，油井產能恢復正常。

（2）應用這一技術在解決高回壓的同時，大大減輕了采油隊的管理難度，降低了生產運行成本。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.020