稠油携砂冷采技术

稠油携砂冷采技术（共2篇）

篇1：稠油携砂冷采技术

稠油出砂冷采技术

稠油冷采是80年代末期加拿大兴起的一项新技术，其主要做法是，不注蒸汽，也不采取防砂措施，而是射孔后直接应用螺杆泵进行采油。它具有开采工艺简单、生产成本低、适用范围广的优点，一般单井日产油可达8t以上。采收率可达8％～15％。

目前，我国稠油油藏主要采用注蒸汽方式开采，普遍面临着投资大、成本高、效益差的严峻形势，同时还有相当数量的稠油资源或由于原油粘度太高，或由于油层薄、地层系数低而无法投人开发，致使已探明的稠油储量难以有效充分地利用，有限的后备资源难以实现有效的开发接替，严重制约着稠油开发的持续、稳定发展。

1、稠油冷采机理

(1)大量出砂形成“蚯蚓洞网络，使油层孔隙度和渗透率大幅度提高，极大地改善了油层的渗流能力

(2)形成稳定的泡沫油，原油密度变得很低，从而使粘度很大的稠油得以流动

(3)上覆地层压实驱动，由于油井产出大量砂粒，油层本身的强度降低，在上覆地层的作用下，油层将发生一定强度的压实作用，使孔隙压力升高，驱动能量增加

(4)远距离边底水的作用 远距离边底水可以提供一定的驱动能量

该技术最好应用于未开发过的新区，但也有在老区开展并取得成功的，如加拿大的Husky石油公司、Pan Canada石油公司，或在常规采油的老井中，或在冷采的部位钻加密井继续进行冷采，产量提高幅度达1~6倍(加密井产仍达8m3/d)，含水下降10~40个百分点。河南油田，在注蒸汽热采的老区钻加密井进行冷采也取得了良好的效果，表现出该技术在老区也具有较好的适应性。

国内外实践经验表明，稠油冷采成功与否的先决条件是油层能否大量出砂形成“蚯蚓洞”网络，因此除油藏条件外，射孔和采油工艺技术显得尤为重要，这是稠油冷采取得成功与高效的两个技术关键。

(1)射孔必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术

(2)采油工艺必须采用适合高含砂和高原油粘度的大排量螺杆泵开采

2、地面集输及废物处理

目前稠油冷采地面集输方法主要是，在井口设置大罐，产出液直接进大罐进行脱砂、脱水处理，再将经过多级处理的原油泵送到集油站。产出砂及粘稠混合物(原油、泥质、粉砂质及水的复杂乳化物)先暂时存放在混凝土池中，最后经处理以砂浆形式注人合适的地层中。从环保和实用的角度考虑，经济有效地除去产出砂中的污染物或降低其含量，以达到露天排放标准，将是稠油冷采追求的目标。

篇2：螺杆泵稠油携砂冷采技术

1 螺杆泵采油装置组成及工作原理

螺杆泵采油装置主要由地面驱动、螺杆泵和抽油杆3部分组成, 地面驱动部分由电动机、减速箱和光杆密封器等组成, 井下的螺杆泵由定子和转子两个部件组成。

螺杆泵的工作原理:当转子在定子中旋转时, 在转子与定子之间形成许多密封腔。随着转子的转动, 封闭腔沿轴向由吸入端向上运移, 达到泵送液体的目的。

螺杆泵的独特结构, 使其具有广泛的应用范围, 螺杆泵与其它采油设备相比, 具有以下优点:一次性投资低, 地面装置结构简单, 安装方便, 占地面积小。泵效高、节能、管理费用低。适用范围广, 适应高含砂、高含气井和稠油井。允许井口有较高回压, 有利于边远井集输。

2 泵型选择及参数设计

2.1 泵型选择

由螺杆泵特性曲线可看出, 随着螺杆泵输出流量的增加, 其扬程逐渐降低, 因此必须根据油井实际情况选择合适的泵型号。结合区块开发方案要求和螺杆泵的举升能力, 选择190系列和120系列的螺杆泵。

2.2 泵深的确定

在泵口压力相同的情况下, 下泵越浅, 流压越高, 产量越低, 反之, 下泵越深, 流压越低, 产量越大, 下泵深度可以超过油层中部, 但不能使泵每级压差超过其单级承压值, 只有在泵的扬程、排量足够的前提下, 才可以尽量增加下泵深度, 放大生产压差, 提高油井产量。

2.3 泵级数的确定

螺杆泵下泵深度越大, 所需泵的扬程越大, 对螺杆泵级数要求就越多, 螺杆泵级数的计算公式为:

式中:k-螺杆泵定子级数, 级;

ΔH-螺杆泵单级承载能力, m;L-下泵深度, m。

根据该区块新井的油层深度, 首先确定螺杆泵的下泵深度。然后参照螺杆泵单级承载能力计算出螺杆泵级数。

2.4 螺杆泵合理转速的选择

螺杆泵转速受多种因素的影响, 首先要考虑的是原油粘度、磨蚀条件和定子橡胶的疲劳。

原油粘度影响泵的充满系数, 若原油粘度较大, 可使泵的容积效率急剧下降, 同时易造成螺杆泵、衬套之间的局部干磨擦, 对泵的寿命产生严重的影响。可以根据原油动力粘度、转速对容积效率的影响曲线选取使螺杆泵获得较高容积效率的最佳转速。

在高含砂油井中, 磨蚀是限制泵转速的又一重要因素。研究表明, 螺杆泵的衬套磨损量与工作转速的平方成正比。因此在含砂的油井中螺杆泵不宜高速运转, 泵的转速以小于100r/min为宜。

根据开发方案的要求和该区块的原油物性, 螺杆泵扬程选择1500m, 生产初期转速为70-100r/min, 后期可将转速调至100-140r/min。

3 螺杆泵技术配套

3.1 螺杆泵携砂冷采可冲洗管柱

在机杆泵配套技术上, 试验应用了螺杆泵携砂冷采可冲洗管柱。与普通螺杆泵相比, 具有以下优点:

(1) 用ф48mm空心杆代替ф25mmD级抽油杆, 提高了抽油杆的抗扭矩值, 降低了因油稠砂卡带来的抽油杆断、脱事故的发生。

(2) 在空心杆上配套单流阀, 实现了不动管柱冲砂和洗井, 可延长检泵周期, 还可避免异常情况停井时砂卡的风险。

(3) 空心杆与油管之间过流面积减小, 增强了螺杆泵的携砂能力。

(4) 该管柱可实现泵上掺水或向井中加降粘剂, 使螺杆泵在高原油粘度条件下正常生产。

3.2 螺杆泵工况诊断系统软件

诊断系统主要由数据采集和数据分析优化两大部分组成, 利用光杆因受扭转力和轴向拉力而发生扭转和拉伸变形, 将采集到的变形信号转化成能够被计算机采用的数字信号, 实现井下单螺杆泵的光杆载荷、扭矩和转速的实时测试, 并进行对比分析。

该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时检测, 帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数, 指导螺杆泵井的维护工作。

4 现场应用

草13块沙三段共有12口井应用了螺杆泵携砂冷采技术, 平均单井日产液9.3t/d, 日产油4.8t/d, 含水48.4%。生产效果良好。草13区块采用普通方式开采的油井平均检泵周期仅89天, 而采用螺杆泵生产的油井平均生产时间已达370天以上。

5 结论及认识

螺杆泵携砂冷采工艺技术的推广应用, 成功地解决了稠油出砂井举升困难的问题。螺杆泵可冲洗管柱具有高抗扭, 高携砂、高粘度的技术优势, 还可实现不动管柱冲砂, 现场应用效果良好。螺杆泵工况诊断系统软件可进行井下单螺杆泵井生产状况的实时检测, 其推广应用将极大促进螺杆泵生产水平的提高

参考文献

[1]程绍志.稠油出砂冷采技术[M].北京:石油工业出版杜.1998.