邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節能運行模式的建立*

付亞榮　馬獻斌　王　志　楊旭輝　程秉義　王淑珍

（1.中國石油華北油田分公司第五采油廠；2.中國石油華北油田分公司第一采油廠；3.渤海石油職業學院；4.河北科技大學工程教育實驗班化工1201班）

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邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節能運行模式的建立*

付亞榮1馬獻斌2王志3楊旭輝4程秉義1王淑珍1

（1.中國石油華北油田分公司第五采油廠；2.中國石油華北油田分公司第一采油廠；3.渤海石油職業學院；4.河北科技大學工程教育實驗班化工1201班）

為解決邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井降凝降黏問題，經研究試驗研制出了雙空心桿地面加熱裝置。應用1個加熱系統，實現油井單獨間隔運行或3口油井同時運行的工作模式，滿足叢式高凝、高黏、高蠟油井的正常生產。應用后，由3口油井組成的叢式井組日節電1440 kWh，節能效果顯著，具有在同類油井上推廣應用價值。

叢式油井高凝高黏高蠟

高凝、高黏、高蠟原油即“三高”原油，采用化學降凝降黏是保障油井正常生產的措施，但往往因化學降凝降黏不能很好地改變蠟晶的狀態和形成良好的乳狀液，致使油田應用效果不理想［1-2］。高凝、高黏原油是一種非牛頓流體，物質結構復雜，其本構方程中包含多個隨流體狀態的變化而變化的物質參數，并根據冪律流體流動規律分別建立了有桿抽油井上沖程和下沖程過程中井筒和桿管環形管道內流體流動的速度場模型和相對應的流體黏度計算模型［3］；根據傳熱學基本原理建立了高凝原油井筒溫度場數學模型，產液量、體積含水率、油管導熱系數和電熱桿加熱功率對井筒溫度影響較大，體積含水率（乳化水）的增加對井筒結蠟具有惡化作用［4］。對于距離站場遠、村落近的邊零叢式的高凝、高黏、高蠟油井，根據其受環境、設備、電力負荷等因素的影響，研制出雙空心桿地面加熱裝置，解決叢式井1口或多口油井連續或間隔清蠟降黏問題，現場在多個叢式井組應用后，每個井組日節電近1000 kWh。

1　技術方案

位于冀中南部的邊零叢式油井多為探井，且油井無伴生天然氣，無法利用常規伴生氣加熱解決油田生產問題；日常清蠟、降凝、降黏等措施因遠離油田生產系統，費時費力；同時，油井熱洗后的返排水需要汽車拉運至幾十千米以外的聯合站處理。

面對邊零叢式井“三高”問題需要使用一套地面加熱設備，這就需要增加加熱系統的功率，不僅需要增加投資，而且浪費能源。對由3口井組成的叢式井組經研究試驗研制出了雙空心桿地面加熱裝置見圖1，組成地面加熱系統，該系統不增加加熱功率。

圖1　雙空心桿地面加熱裝置示意圖

儲水罐的水經電磁加熱器加熱后，經循環泵通過管線可以由球閥和針型閥控制，從油井雙空心桿三通進口進入，經過井下同軸雙空心桿循環，由雙空心桿三通出口返出，然后經過管線返回儲水罐，實現1口油井單獨間隔或3口油井同時連續清蠟降黏。

2　現場應用

當需要單獨對1#油井進行清蠟降黏時，打開運行1#油井的球閥；關閉其它球閥，打開針型閥即可，單獨對2#或3#油井進行清蠟降黏時，操作方法相同，當需要對1#、2#、3#油井進行清蠟降黏時，運行所有的閥門裝置即可。

自2013年6月開始，在18口油井上（6組）應用，制定了油井單獨間隔運行、3口油井同時運行的工作模式，滿足了油井正常生產需要。

在同類單個油井上應用同軸式雙空心抽油桿，單井每天耗電840 kWh，采用叢式井組用雙空心桿地面加熱系統，3口油井每天耗電1080 kWh；因此，在邊零叢式高凝、高黏、高蠟油井節能運行模式下，每組叢式井日節電1440 kWh。

3　結論

1）叢式井用雙空心桿地面加熱裝置應用1個加熱系統，實現油井單獨間隔運行或3口油井同時運行的工作制度，滿足叢式高凝、高黏、高蠟油井的正常生產。

2）叢式井用雙空心桿地面加熱裝置應用后，由3口油井組成的叢式井組日節電1440 kWh，節能效果顯著，具有在同類油井上推廣應用價值。

［1］李詳同.化學防蠟、降凝、降黏復合工藝在勝利高凝高黏油田的應用［J］.石油天然氣學報，2007，29（3）：146-148.

［2］譚禮榮.原油的化學降凝與防蠟（譯文集）［M］.北京：石油工業部科學技術情報研究所，1998：88-92.

［3］沈國華.高凝高黏原油井筒黏度計算模型［J］.石油鉆探技術，2008，36（4）：67-70.

［4］姚傳進，雷光倫，吳川，等.高凝原油井筒溫度場影響因素研究［J］.石油鉆探技術，2011，39（5）：74-78.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.11.005

2015-03-30）

付亞榮，高級工程師，1987年畢業于重慶石油學校（油田應用化學專業），從事油氣田開發技術研究與應用工作，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。

中國石油華北油田科技重大專項“華北油田采油采氣工藝技術研究”，項目編號：2013-HB-Z0807。