油井內(nèi)襯外裹油管試驗成功的節(jié)能啟示*

付亞榮 王愛芳 馬永忠 劉春平 付麗霞 靳利 朱偉

（1.華北油田第五采油廠；2.渤海鉆探公司井下作業(yè)分公司；3.華北油田采油工程研究院）

內(nèi)襯油管具有導(dǎo)熱系數(shù)低、耐腐蝕、耐磨損、內(nèi)壁不結(jié)垢、摩擦阻力小等優(yōu)點，同時還具有記憶效應(yīng)，可自動適應(yīng)油井溫度和應(yīng)力變化的特點[1]。廣泛應(yīng)用于油井防偏磨，取得了很好的應(yīng)用效果[2-4]，但為節(jié)約一次性投資，也只是在井斜段使用。馬來增[5]、李小林[6]等學(xué)者對改性玻璃鋼內(nèi)襯油管的隔熱、防腐、防垢、耐壓性能進(jìn)行了試驗，表明其明顯優(yōu)于其他類型的油管，現(xiàn)場應(yīng)用也證明了這一點；同時，勝利油田臨盤采油廠進(jìn)行了注水井防腐防垢應(yīng)用試驗獲得成功[6]。陳濤平[7]等人認(rèn)為，較普通油管而言，內(nèi)襯油管熱阻較高。他們利用水力相當(dāng)直徑的概念，將Muk her jee Brill 氣液兩相管流壓降計算方法拓展到抽油機(jī)井井筒壓力預(yù)測中，同時考慮焦耳-湯姆遜效應(yīng)及油套環(huán)空流體對流換熱對井筒溫度分布的影響，能夠有效預(yù)測高凝油抽油機(jī)井應(yīng)用內(nèi)襯油管后井筒壓力-溫度分布。在沈陽采油廠對5 口油井進(jìn)行預(yù)測，誤差小于10%。2014年，內(nèi)襯油管生產(chǎn)企業(yè)研制出內(nèi)襯外裹油管，并做了保溫防蠟試驗[8-9]，節(jié)電效果明顯。

1 內(nèi)襯外裹油管

內(nèi)襯外裹油管就是在普通油管內(nèi)部嵌入3.8～4.0 mm 的高密度聚乙烯復(fù)合材料；在普通油管外部外裹3～6 mm 的導(dǎo)熱系數(shù)極低、防水性好的隔熱材料，隔熱材料外側(cè)纏繞保護(hù)鋼帶，并在保護(hù)鋼帶外側(cè)均勻地包裹2～3 mm 的高密度聚乙烯保護(hù)層（圖1）；油管與油管之間的接箍使用半圓形隔熱保護(hù)管套（圖2）。內(nèi)襯外裹油管主要提高原油井口溫度，改善原油在井筒中的流態(tài)，減少井筒中結(jié)蠟段長度，實現(xiàn)油井不洗井、不加藥的維護(hù)方式以及油井單管集油的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)節(jié)能創(chuàng)效。

圖1 內(nèi)襯外裹油管

圖2 隔熱保護(hù)管套

2 選井的條件

內(nèi)襯外裹油管隔熱效果好。從油層流入井筒的原油，在井筒舉升過程中，只有微量的熱能傳導(dǎo)至油套環(huán)空、套管、水泥環(huán)等；原油舉升至井口，其溫度仍接近或大于原油析蠟溫度，達(dá)到防止油井結(jié)蠟的目的。為使內(nèi)襯外裹油管發(fā)揮其較大的綜合效益，在選井時需要考慮：油井含水低于70%；泵掛深度小于2000 m；日產(chǎn)液大于10 m3；沉沒度大于200 m；原油凝固點30 ℃以上；原油含蠟量大于15%。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

2014年5月開始，分別在5 口井上進(jìn)行現(xiàn)場試驗。試驗表明，油井井口溫度平均提高13.5 ℃，抽油機(jī)懸點最大負(fù)荷平均下降3.5 kN，最小負(fù)荷平均上升1.3 kN，油井免去熱洗、加藥，平均日節(jié)電37.1 kWh。

典型井例1：某23-XX 井，日產(chǎn)液15 m3，含水65%，原油凝固點32 ℃；膠質(zhì)瀝青質(zhì)34.45%，含蠟23.7%，50 ℃黏度61.9 mPa·s，析蠟點44 ℃，熱洗周期120 d，應(yīng)用內(nèi)襯外裹油管泵掛深度1950 m；井口溫度由33 ℃上升至46.5 ℃，抽油機(jī)懸點最大負(fù)荷下降2.8 kN，最小負(fù)荷上升1.9 kN，油井免去熱洗、加藥，平均日節(jié)電33.8 kWh。

典型井例2：某33-XX 井，日產(chǎn)液25 m3，含水50%，原油凝固點31 ℃；膠質(zhì)瀝青質(zhì)45.18%，含 蠟24.1% ，50 ℃黏 度85.2 mPa· s，析 蠟 點46 ℃，熱洗周期60 d，加藥周期15 d，應(yīng)用內(nèi)襯外裹油管泵掛深度1700 m；井口溫度由31 ℃上升至51.5 ℃，抽油機(jī)懸點最大負(fù)荷下降4.7 kN，最小負(fù)荷上升2.4 kN，油井免去熱洗、加藥，平均日節(jié)電37.9 kWh。

4 結(jié)論

1）內(nèi)襯外裹油管因原油大舉升過程中，熱量散失小，能改善原油在井筒中的流態(tài)，免去油井洗井、加藥。

2）內(nèi)襯外裹油管應(yīng)考慮油井自身情況，才能達(dá)到最好的綜合效益。

3）內(nèi)襯外裹油管應(yīng)用成功后，有可能實現(xiàn)油井單管集輸，實現(xiàn)加熱爐停運(yùn)的生產(chǎn)運(yùn)行模式，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

[1]王海文,趙雷,楊峰,等.HDPE 內(nèi)襯油管防治抽油機(jī)井桿管偏磨研究[J].2008,37(2):74-77.

[2]謝芳.超高分子量聚乙烯內(nèi)襯復(fù)合管技術(shù)前景展望[J].石油石化節(jié)能,2012(1):29-31.

[3]付亞榮.內(nèi)襯油管油井洗井液的研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2011,33(5):110-112.

[4]李文森,景步宏,楊棟祥,等.內(nèi)襯超高分子量聚乙烯油管在黃88 斷塊的應(yīng)用[J].復(fù)雜油氣藏,2014,7(1):81-83.

[5]馬來增,孫衛(wèi)娟,高峰.改性玻璃鋼內(nèi)襯油管性能試驗[J].石油礦場機(jī)械,2001,30(S1):44-46.

[6]李小林,呂學(xué)忠,劉中云,等.改性玻璃鋼內(nèi)襯油管的試驗與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2001,23(2):76-78.

[7]陳濤平,張權(quán).高凝油抽油機(jī)井井筒壓力—溫度分布預(yù)測[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,2011:62-66.

[8]劉興仁.一種耐磨防腐內(nèi)襯隔熱油管:中國,201410367932.X[P].2014-10-29.

[9]劉興仁.一種耐磨防腐外裹隔熱油管:中國,201410371042.6[P].2014-10-15.