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摘 要:超稠油油藏由于原油粘度高、对温度的敏感性强,普遍采用注蒸汽热采开发。针对超稠油油藏的特点及其在举升过程中容易出现的问题,本文通过系统的研究,制定相应的对策,克服超稠油油藏在举升过程中出现的问题,实现稠油油井的正常生产。文章中对超稠油油藏注采一体化举升工艺作了介绍。
关键词:超稠油油藏 注采一体化 配套
一、超稠油油藏注汽采油一体化管柱举升工艺技术
胜利油田累积探明稠油面积
1、特超稠油开采特点
近几年初步开展了特超稠油油藏渗流特点的实验研究,总结分析了特超稠油油藏的生产动态的特点和规律,为工艺的研究配套打下了良好的基础。
(1)超稠油的特殊流变性特点需要在更高温度下才能够流动
室内实验表明,模拟油藏条件(高压和含有溶解气)测定了乐安油田西南区超稠油的粘度—温度关系,压力为10MPa时测得的粘度—温度关系,相当于原始油藏条件下原油粘度—温度关系。
(2)超稠油开采对注入蒸汽的质量(温度和干度)要求非常高
在实验室研究了超稠油在120℃,160℃和200℃不同温度下热水驱和蒸汽驱的驱油效率。结果表明,在注入热水或蒸汽的体积低于一倍油层孔隙体积时,温度、蒸汽干度和注入剂体积对驱油效率的影响非常敏感。注入剂体积大于一倍时,其变化对驱油效率影响不大,对超稠油油藏而言,高温、高干度是关键,不能靠提高注入剂体积来提高驱油效率。说明随原油粘度增大,残余油饱和度增大,采收率降低是必然的。
通过上述分析表明,特超稠油油藏要想取得较好的开发效果,一是要确保注汽质量;二是减少作业环节,充分利用高温期抢产。
2、注采一体化工艺管柱
为了防止转周作业对超稠油井生产的影响,研制了注汽、采油一体化工艺(图1、2)。这种工艺是泵筒随高真空隔热油管一起下入井内,注汽焖井后不用起出隔热油管,而将柱塞直接下入隔热油管内的泵筒上,隔热油管作为生产油管。
(1)注采一体化工艺优点
常规稠油蒸汽吞吐开采要经过“注汽-焖井-放喷-压、洗井-下泵-开抽”几个过程。 转抽过程的作业对稠油的开采有很多不利,研究了稠油蒸汽吞吐注采一体化工艺技术,将原来的开采工艺缩减为“注汽-焖井-放喷-开抽”几个过程,大大减少了作业施工工作量,节约了成本,取得了可观的经济效益。
注采一体化工艺技术是采用特种注采泵和与之配套的管杆组合,利用一趟管柱实现稠油井多轮次注汽、采油两个过程的工艺技术,可以满足稠油井转注、转抽均不动管柱,与其他注采工艺相比有以下优势:
①充分利用注汽后地层处于高温状态的有利条件,不动管柱直接转抽,并可实现多轮次的注汽—采油过程。
②能避免或减少转抽作业时的压井、洗井作业,减少了入井液体对油层的冷伤害。
③隔热油管具有很好的保温效果,能减少井筒散热,提高产液温度,延长生产周期。
④转抽方法简单,可节省大量的作业工时,减少作业费用,降低工人的劳动强度。
⑤管柱具有自泄油功能,最大限度地减少地面污染,利于环保。
(2)注采一体化泵
注采一体化工艺技术的核心是注采一体化泵。在近些年的研究发展中,针对不同特征稠油油藏的开发研制出相应的注采一体化泵,形成注采一体化泵系列。目前在胜利油田应用的注采一体化泵主要有以下几种:
①打捞固定凡尔注采泵
工作原理: 转注时,下放抽油杆,柱塞通过脱接装置与可打捞固定凡尔总成对接,上提抽油杆,将柱塞和可打捞固定凡尔提出泵筒并悬挂在泵上油管内,此时注汽通道畅通,高温高压蒸汽可顺利注入油层。转抽时,下放抽油杆,使可打捞固定凡尔总成复位并被锁紧在密封筒上。提出防冲距,抽油泵即进入抽油状态。
性能特点:该泵固定凡尔可以打捞出地面,利于后续的冲砂、洗井等作业。
②环流注采泵
工作原理:转注时,上提抽油杆,抽油柱塞离开泵筒,密封柱塞连离开环流阀,环流阀密封孔作为注汽通道,实现注汽;转抽时,下放抽油杆,使抽油柱塞和密封柱塞复位,实现采油。
性能特点:该泵可采用空心密封柱塞,下部可与空心杆连接,在稠油井筒举升困难的情况下可以下入加热电缆,实施过泵电加热。
(3)配套工具
为配合注采一体化工艺技术的实施,专门开发了高温高压盘根盒、杆柱悬挂装置等配套工具,并开发了隔热管系列。
①高压高温盘根盒
特点:采用卡箍结构,可直接安装在注汽井口上;采用耐高温、高压的密封结构,可保证正常注汽;设计了抽油密封结构,可顺利抽油;设计了由注汽到抽油转换机构,生产过程中更换橡胶盘根方便。
②杆柱悬挂装置
特点:该装置直接安装在注汽井口上,在注汽过程用于悬挂抽油杆;具有耐高温、高压的密封结构,可保证正常注汽;转抽时下入光杆,安装盘根盒即可正常转抽。
③隔热管
为达到良好的注采效果,防止注汽时热量损失,提高采油时的采液温度,胜利油田研制开发高真空隔热管、防氢害隔热管和普通隔热管等几种类型隔热油管。在注采一体化工艺技术中,由于隔热油管既是注汽通道,又是采油通道,因此通常选用外管41/2in,内管为31/2in高真空隔热油管作为注采管柱。
3、注采一体化工艺管柱应用情况
在现河采油厂乐安油田共使用20多井次,总体效果较好,平均使用3-4个周期。
在使用过程中,注采一体化技术出现的问题主要是管内污物造成卡泵、泵漏和超高壓注汽井泵筒、柱塞结垢卡泵。另外占用隔热油管导致的生产成本增加也是该技术推广应用的主要问题。
关键词:超稠油油藏 注采一体化 配套
一、超稠油油藏注汽采油一体化管柱举升工艺技术
胜利油田累积探明稠油面积
1、特超稠油开采特点
近几年初步开展了特超稠油油藏渗流特点的实验研究,总结分析了特超稠油油藏的生产动态的特点和规律,为工艺的研究配套打下了良好的基础。
(1)超稠油的特殊流变性特点需要在更高温度下才能够流动
室内实验表明,模拟油藏条件(高压和含有溶解气)测定了乐安油田西南区超稠油的粘度—温度关系,压力为10MPa时测得的粘度—温度关系,相当于原始油藏条件下原油粘度—温度关系。
(2)超稠油开采对注入蒸汽的质量(温度和干度)要求非常高
在实验室研究了超稠油在120℃,160℃和200℃不同温度下热水驱和蒸汽驱的驱油效率。结果表明,在注入热水或蒸汽的体积低于一倍油层孔隙体积时,温度、蒸汽干度和注入剂体积对驱油效率的影响非常敏感。注入剂体积大于一倍时,其变化对驱油效率影响不大,对超稠油油藏而言,高温、高干度是关键,不能靠提高注入剂体积来提高驱油效率。说明随原油粘度增大,残余油饱和度增大,采收率降低是必然的。
通过上述分析表明,特超稠油油藏要想取得较好的开发效果,一是要确保注汽质量;二是减少作业环节,充分利用高温期抢产。
2、注采一体化工艺管柱
为了防止转周作业对超稠油井生产的影响,研制了注汽、采油一体化工艺(图1、2)。这种工艺是泵筒随高真空隔热油管一起下入井内,注汽焖井后不用起出隔热油管,而将柱塞直接下入隔热油管内的泵筒上,隔热油管作为生产油管。
(1)注采一体化工艺优点
常规稠油蒸汽吞吐开采要经过“注汽-焖井-放喷-压、洗井-下泵-开抽”几个过程。 转抽过程的作业对稠油的开采有很多不利,研究了稠油蒸汽吞吐注采一体化工艺技术,将原来的开采工艺缩减为“注汽-焖井-放喷-开抽”几个过程,大大减少了作业施工工作量,节约了成本,取得了可观的经济效益。
注采一体化工艺技术是采用特种注采泵和与之配套的管杆组合,利用一趟管柱实现稠油井多轮次注汽、采油两个过程的工艺技术,可以满足稠油井转注、转抽均不动管柱,与其他注采工艺相比有以下优势:
①充分利用注汽后地层处于高温状态的有利条件,不动管柱直接转抽,并可实现多轮次的注汽—采油过程。
②能避免或减少转抽作业时的压井、洗井作业,减少了入井液体对油层的冷伤害。
③隔热油管具有很好的保温效果,能减少井筒散热,提高产液温度,延长生产周期。
④转抽方法简单,可节省大量的作业工时,减少作业费用,降低工人的劳动强度。
⑤管柱具有自泄油功能,最大限度地减少地面污染,利于环保。
(2)注采一体化泵
注采一体化工艺技术的核心是注采一体化泵。在近些年的研究发展中,针对不同特征稠油油藏的开发研制出相应的注采一体化泵,形成注采一体化泵系列。目前在胜利油田应用的注采一体化泵主要有以下几种:
①打捞固定凡尔注采泵
工作原理: 转注时,下放抽油杆,柱塞通过脱接装置与可打捞固定凡尔总成对接,上提抽油杆,将柱塞和可打捞固定凡尔提出泵筒并悬挂在泵上油管内,此时注汽通道畅通,高温高压蒸汽可顺利注入油层。转抽时,下放抽油杆,使可打捞固定凡尔总成复位并被锁紧在密封筒上。提出防冲距,抽油泵即进入抽油状态。
性能特点:该泵固定凡尔可以打捞出地面,利于后续的冲砂、洗井等作业。
②环流注采泵
工作原理:转注时,上提抽油杆,抽油柱塞离开泵筒,密封柱塞连离开环流阀,环流阀密封孔作为注汽通道,实现注汽;转抽时,下放抽油杆,使抽油柱塞和密封柱塞复位,实现采油。
性能特点:该泵可采用空心密封柱塞,下部可与空心杆连接,在稠油井筒举升困难的情况下可以下入加热电缆,实施过泵电加热。
(3)配套工具
为配合注采一体化工艺技术的实施,专门开发了高温高压盘根盒、杆柱悬挂装置等配套工具,并开发了隔热管系列。
①高压高温盘根盒
特点:采用卡箍结构,可直接安装在注汽井口上;采用耐高温、高压的密封结构,可保证正常注汽;设计了抽油密封结构,可顺利抽油;设计了由注汽到抽油转换机构,生产过程中更换橡胶盘根方便。
②杆柱悬挂装置
特点:该装置直接安装在注汽井口上,在注汽过程用于悬挂抽油杆;具有耐高温、高压的密封结构,可保证正常注汽;转抽时下入光杆,安装盘根盒即可正常转抽。
③隔热管
为达到良好的注采效果,防止注汽时热量损失,提高采油时的采液温度,胜利油田研制开发高真空隔热管、防氢害隔热管和普通隔热管等几种类型隔热油管。在注采一体化工艺技术中,由于隔热油管既是注汽通道,又是采油通道,因此通常选用外管41/2in,内管为31/2in高真空隔热油管作为注采管柱。
3、注采一体化工艺管柱应用情况
在现河采油厂乐安油田共使用20多井次,总体效果较好,平均使用3-4个周期。
在使用过程中,注采一体化技术出现的问题主要是管内污物造成卡泵、泵漏和超高壓注汽井泵筒、柱塞结垢卡泵。另外占用隔热油管导致的生产成本增加也是该技术推广应用的主要问题。