塔河油田注氣采油工藝技術應用

＊于國龍

（中石化西北油田分公司采油三廠 新疆 841600）

塔河油田注氣采油工藝技術應用

＊于國龍

（中石化西北油田分公司采油三廠 新疆 841600）

針對制約提高采收率瓶頸，塔河油田于2012年底開展了注氣替油先導試驗。為實現(xiàn)不動管柱進行多輪次注氣及注氣與采油快速轉換，塔河采油三廠利用桿式泵的性能優(yōu)勢，發(fā)展了注采一體化井口配套桿式泵和70MPa采氣樹配套桿式泵及抽油桿懸掛器等一套比較成熟的注氣采油工藝技術，為注氣提高采收率工作的開展提供了強有力的技術支撐。

縫洞型油藏；注氣采油；配套工藝；采收率

1.前言

塔河油田油藏屬碳酸鹽巖縫洞型油藏，對于供液不足油井，通過周期注水，可在一定程度上補充地層能量，提高采收率。但多輪次注水后，次生油水界面不斷抬升，注入的油田水將縫洞體中原油驅(qū)替到儲集體頂部及遠井地帶，形成“閣樓油”，導致注水替油失效。向此類油井注入氣體，通過重力分異作用形成次生氣頂，可將注水未能波及到的頂部剩余油向下驅(qū)替進入井筒，從而提高采收率。為此，塔河油田開展了注氣替油先導試驗，并迅速發(fā)展了相關配套工藝技術，為塔河油田提高采收率奠定了堅實的基礎。

2.注入氣選擇及注入方式

由于塔河油田目前地面沒有配備高壓注氣設備及管線，暫時無法將油田產(chǎn)的天然氣增壓后進行注氣。考慮注入氣的安全性及方便性，注入氣源選擇氮氣。氮氣氣源有兩種，即工廠伴生的副產(chǎn)品液態(tài)氮和制氮拖車現(xiàn)場生產(chǎn)的氮氣。

注氣方式主要分為三種：注液氮、注氮氣和氣水混注。由于塔河油藏埋藏深，地層開啟壓力一般在60～70MPa，單純注入液氮或氮氣需要高壓注氣設備，施工壓力高，存在井控安全隱患，并且耗資較大；氣水混注可有效降低施工壓力，35MPa制氮拖車即可滿足注氣需求，故塔河油田注氣方式主要以氣水混注為主。

3.注氣采油工藝

為滿足高壓注氣及不動管柱進行多輪次注氣需要，兼顧注氣與采油的快速轉換，同時方便后期維護作業(yè)，塔河油田經(jīng)過不斷摸索，形成了注采一體化井口配套桿式泵和70MPa采氣樹配套桿式泵及抽油桿懸掛器等一套比較成熟的注氣采油工藝技術。

(1)管柱結構

塔河油田注氣管柱結構如圖1。使用油管為抗拉與氣密封性能俱佳的TP-JC油管，管柱中接有注氣單流閥、桿式泵泵座接頭（抗拉60t）和7″PHP-MCHR液壓封隔器。該管柱結構的主要特點如下：

①注氣單流閥：環(huán)空打壓和正打壓可分別打開和關閉單流閥，實現(xiàn)環(huán)空摻稀或加藥生產(chǎn)與油管注氣、注水快速轉換。

②桿式泵泵座接頭：用于支承桿式泵，解封桿式泵可滿足注氣及前期自噴生產(chǎn)需要，上吊車坐封桿式泵即可機抽生產(chǎn)，方便快捷；后期檢泵時不用動井口，同時不需上大型修井機解封封隔器和起、下管柱作業(yè)，由小型修井機即可完成檢泵作業(yè)，大大節(jié)約作業(yè)時間和修井費用。

③7″PHP-MCHR液壓封隔器：通過投球打壓坐封，用于封隔油套環(huán)空，保護套管。

(2)注氣井口

塔河油田主要使用承氣密封壓70MPa的注氣采油一體化井口和采氣井口兩種井口進行注氣，通過配套抽油桿懸掛器，可實現(xiàn)不動管柱進行多輪次注氣及注氣與采油的快速轉換。

①注采一體化井口

注采一體化井口主要由采油樹和油管四通兩部分組成（圖2），最大承氣密封壓70MPa。采油樹包括小四通、主閥、翼閥、節(jié)流閥和采氣樹帽五部分，其小四通、一號主閥、上法蘭為一整體，另一主閥為清蠟閥，注氣時安裝在小四通上面，機抽時拆去。翼閥共四個，每翼外側帶可調(diào)節(jié)流閥和固定節(jié)流閥各一只。油管四通與套管頭、油管懸掛器均采用金屬密封加橡膠密封方式進行密封。

圖1 注氣管柱結構示意圖

修井作業(yè)時，先在油管掛上端安裝好抽油桿支架，安裝采油樹后，將已下入井內(nèi)的桿柱（底帶桿式泵，未坐封）通過注采一體化井口配套的抽油桿懸掛器懸掛于抽油桿支架處，即可進行注氣。開井停噴后，上提抽油桿柱，用工具取出抽油桿懸掛器，將清蠟閥更換為雙閘板防噴器、坐封桿式泵后即可機抽生產(chǎn)。二次注氣時解封桿式泵，起甩3-4根抽油桿后再次將桿柱懸掛起來，恢復注氣井口即可。

②70MPa采氣井口

70MPa采氣井口主要包括采油樹和油管四通兩部分（圖3），最大承氣密封壓70MPa。采油樹由小四通、主閥、清蠟閥、翼閥及節(jié)流閥組成，1號主閥與油管頭上法蘭為整體結構。油管四通底部帶一道金屬密封與兩道“FS”型二次密封。金屬密封結構通過擰緊法蘭連接螺栓擠壓金屬密封圈，使金屬密封圈與套管及油管四通壁緊密貼合起到密封作用，密封安全可靠；非金屬密封為免注塑密封，密封性能好，可方便試壓。

修井過程中，穿換油管四通后，通過加工的抽油桿懸掛器（圖5）將已下入井內(nèi)的桿柱（底帶桿式泵，未坐封）懸掛于油管掛處，后安裝采氣樹，即可進行注氣。開井停噴后，通過對扣取出抽油桿懸掛器，將清蠟閥更換為雙閘板防噴器、坐封桿式泵即可機抽生產(chǎn)。二次注氣時解封桿式泵，起甩3-4根抽油桿后再次將桿柱懸掛起來，恢復采氣井口即可。

圖2 注采一體化井口

圖3 70MPa采氣井口

(3)配套工藝

①42MPa雙閘板手動防噴器

塔河油田機抽井一般采用承壓21MPa的雙閘板手動防噴器及ZYMF-Ⅲ型隨動調(diào)偏光桿密封器組合來密封光桿。注氣井轉抽生產(chǎn)初期，前期注入的高壓氣體可能因地層無足夠的儲集空間而通過井筒運移至井口，導致井口壓力異常升高?？紤]常規(guī)機抽井口承壓有限（最高承壓35MPa）及后期注氣采油快速轉換需要，注氣井轉抽時一般只將原注采一體化井口或采氣樹的清蠟閘門拆除后安裝光桿密封器即可。原21MPa雙閘板手動防噴器及ZYMF-Ⅲ型隨動調(diào)偏光桿密封器組合的承壓及整體高度（約1000mm）顯然不能滿足生產(chǎn)需求。42MPa雙閘板手動防噴器（圖4）因此應運而生，其結合了前兩者之長，而且雙閘板密封能力達到42MPa，盤根盒密封能力7MPa，總體高度僅575mm，大大降低了抽油機基礎高度，提高了井口的安全性和后期維護作業(yè)方便性。

圖4 42MPa雙閘板手動防噴器

圖5 抽油桿懸掛器剖面圖

② 抽油桿懸掛器

抽油桿懸掛器如圖5所示，整體由45#鋼制作而成，呈圓柱形。其長度為200mm，最大直徑77．5mm，上端為1″抽油桿母扣，下端為1″抽油桿公扣，本體邊緣有三道長寬高18*9*100mm的注氣通道，平面呈120°均勻分布。利用抽油桿懸掛器，可實現(xiàn)安裝70MPa采氣井口的注氣井注氣與機抽生產(chǎn)的快速轉換。

4.實例分析

2013年5月23日在TK718井注氣替油施工中對該工藝進行現(xiàn)場實踐驗證，取得了良好的效果。該井注氣井口采用70MPa采氣井口，注氣前通過抽油桿懸掛器將抽油桿柱懸掛于井口，氣水混注過程中，注氣排量3000m3/h，注水排量約6m3/h，最高泵壓21．5MPa，套壓一直為0，累計注氣60萬方后關井燜井，施工中各項參數(shù)均達到設計要求。燜井15d后開井，井口有氣無液，后直接坐封桿式泵轉機抽生產(chǎn)，開井初期日產(chǎn)液22．1t，日產(chǎn)油7．4t，含水66．6%。自噴轉抽僅花費1d時間，極大的提高了生產(chǎn)時效。

5.結論與建議

(1)塔河油田目前井口裝置及注氣管柱結構完全滿足高壓注氣要求，通過配套相關工藝技術，可成功實現(xiàn)不動管柱進行多輪次注氣及注氣與采油的快速轉換，達到降本增效的目的。

(2)35MPa制氮拖車生產(chǎn)的氮氣純度95%-99%，氧氣含量較高，注完氣后燜井過程中抽油桿因此容易腐蝕，導致后期機抽生產(chǎn)時泵卡或抽油桿斷裂。可考慮注完氣后正注1．5倍油管容積稀油再燜井，避免管桿柱發(fā)生氧腐蝕。

(3)注氣井普遍存在原油乳化現(xiàn)象，對于原油乳化嚴重的井需環(huán)空摻稀或加藥生產(chǎn)，目前使用的注氣單流閥有時存在打開或關閉困難現(xiàn)象，可靠性有待進一步提高。

[1]李鹴,李允．縫洞型碳酸鹽巖孤立溶洞注水替油實驗研究[J]．西南石油大學學報:自然科學版,2010,32(1):117-120．

[2]鄭小敏,孫雷,候亞平等．縫洞型碳酸鹽巖油藏水驅(qū)油機理物理模擬研究[J]．西南石油大學學報:自然科學版,2010,32(2):89-92．

[3]惠健,劉學利,汪洋等．塔河油田縫洞型油藏注氣替油機理研究[J]．鉆采工藝,2013,36(2):55-57．

[4]郭平,苑志旺,廖廣志．注氣驅(qū)油技術發(fā)展現(xiàn)狀與啟示[J]．天然氣工業(yè),2009,29(8):92-96．

(責任編輯：李田田)

Application of Gas Injection and Oil Producing Technology in Tahe Oilfield

Yu Guolong

（No.3 Oil Extraction Plant, Sinopec Northwest Oilfeld Branch Offce, Xinjiang, 841600）

In terms of restricting improving the recovery effciency bottle-neck, Tahe oilfeld has started developing the pilot test of oil replacement by gas injection. In order to achieve the multi-time gas injection and conversion between gas injection and oil extraction of immovable pipelines, Tahe No. 3 oil extraction has developed one set of mature gas injection and oil extraction technologies of integrated injection-extraction well mouth matched rod pump, 70 MPa gas extraction tree matched rod pump and oil pumping hanger by taking use of the property advantages of rod pump and this technology has provided powerful support for the carrying out of improving recovery effciency of gas injection.

fractured-vuggy reservoir；gas injection and oil producing；matching technology；recovery effciency

T < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

A

于國龍（1988～)，男，中石化西北油田分公司采油三廠；研究方向：機采工藝、井下作業(yè)研究。