混水抽稠油泵的研制與應用
2017-10-26
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核心提示:表1原油粘溫測試數值表表2原油物性分析目前,稠油開采主要使用螺桿泵、越泵電加熱桿、電加熱桿和泵上摻水四種主導工藝。螺桿泵的使用范圍在3000mPa.S以內;越泵電加熱桿和電加熱桿的使用范圍在8000mPa.S以內;泵上摻水的適用范圍在6000mPa.S以內。螺桿泵的使用范圍太低,只限于…
表1原油粘溫測試數值表表2原油物性分析目前,稠油開采主要使用螺桿泵、越泵電加熱桿、電加熱桿和泵上摻水四種主導工藝。螺桿泵的使用范圍在3000mPa.S以內;越泵電加熱桿和電加熱桿的使用范圍在8000mPa.S以內;泵上摻水的適用范圍在6000mPa.S以內。
螺桿泵的使用范圍太低,只限于低粘度稠油開采使用。越泵電加熱桿和電加熱桿的耗電量太大(日耗電1500多KWH)。因此使用較少,泵上摻水使用較多,它能較好的適應中高粘度的油井。而且還節電節能。缺點是使用被動摻水方式。受水源和摻水壓力的影響較大,一旦摻水壓力變低,水溫下降,刮風下雨停電。就常常出現稠油堵塞輸油管線和稠油反排進入套管,造成稠油井停產。
為了克服稠油開采難度大、產量低、費用高、周期短等問題,研制開發了種混水抽稠油泵,該泵兩級結構,使用該泵也可進行泵內摻水混采,使用水源可以是井口分離的產出水,也可以是地下的含水層,還可以使用地面輸送的高壓或低壓水:使用該泵還可以根據稠油粘度調節泵徑級別,控制摻水用量,使油水在泵內高壓混合達到最佳的混合粘度,然后將混合液一同排到地面,使用該泵最高可采10000mPa.S粘度的稠油。
1稠油的物性特點1.1原油粘溫測試數值勝利油田東辛采油廠的稠油塊主要分布在四礦營十段塊。通過對Y86C5B與Y85-6兩口井原油樣品的粘度測試,發現Y86C5B井50C時的原油粘度是12520mPa.S,70C時的原油粘度是3240mPa.s;Y85-6井50C時的原油粘度是19451mPa.s,70C的原油粘度是5632mPa.s.說明兩區塊原油的拐點溫度在70~80C之間(見下表1)。1.2原油物性分析通過做原油物性分析,發現油包水型乳狀液的原油粘度高,一般在15000~50000mPa.s之間,屬特、超稠油,密度大、凝固點高、膠質和瀝青質含量高。通常瀝青質成分占7~16%左右,膠質成分占45%~55%左右,瀝青質和膠質成分占原油總組分的50飛5左右(見表2)。由于膠質、瀝青質在原油中是天然的油包水型的乳化劑,他們在油水界面上能形成較牢固的乳化膜。
為了取得最佳的摻水數值,選用50C的溫度。
3.2工作原理針對電加熱和電熱管耗電量大,井筒化學降粘無配套的管網體系等現狀,引進使用混水節能抽稠油泵。使用該泵也可以實現泵內摻水乳化,將油包水的連續流體改變成水包油的分散流體,從而使流體轉相使粘度降低,從而達到開采和舉升稠油的目的。
混水節能抽稠油泵裝置是一種套疊式串聯泵抽裝置,該泵能同時抽吸地層流入井筒的稠油和摻水管道摻入的水流體,并在泵內高壓混合,增加剪切力,同時通過調節泵的參數改變摻水量,將油包水相轉變成水包油相,將連續的0/稠油乳化流體轉化成分散的W/O水包油流體,從而降低油水混合液的粘度從而達到舉升條件,然后再經該泵抽吸舉升到地面。
混水抽稠泵是一種套疊式串聯泵,大泵在上,小泵在下,共同使用一套柱塞總成,下泵抽吸被分隔的下部稠油。上泵抽吸被分隔的需要摻入套管的水,并在泵內形成高壓混合低粘度的油水混合液,再經該泵混合液一同抽排到地面。
混水抽稠泵在抽油的過程中,環套內水從抽油泵摻水孔處進入抽油泵內,通過混水閥均勻的與產出液混合。降低原油的粘度,改善原油的流動性。
3.3功能特點該工藝與其他稠油開采工藝相比,施工工藝簡單,容易掌握,而且投入費用相對較低。
?、剖褂梅秶鷱V,能解決10000mPa.S以內稠油的提升問題,與使用越泵電加熱泵、電加熱桿相比,在同樣產液情況下節電1000多度。
⑶摻入的水流體對柱塞做功,可降低抽油機的載荷,能降低抽油機電機的耗電量。
該泵有泄油器環保功能,當柱塞提出泵筒可自行泄油該泵有兩套相對獨立的抽吸系統,采用泵內摻水混排工藝,比使用電加熱流動阻力降低幅度大,泵凡爾漏失量小、產稠油量高。
該泵能隨時停井保養抽油機,并且稠油不會反排到套管中,比泵上摻水優越的多。
混水抽稠油泵能適應高稠油混水開采,又可用于壓差大、千擾嚴重、可封隔的不同層段的油層進行二級同時開采。
3.4使用條件(1)油井要求固井質量合格,無套管變形和套管外竄漏現象;⑷油井含砂量矣2%,如含砂>2%須采用防砂措施;⑶具有摻水條件。
3.5注意事項(1)運送泵時要密封包扎,以防雜物進入泵內。
⑵運送泵時車上要設置46個支撐點,并水平排放,以防造成泵筒或活塞彎曲。
?。?)下井油管與抽油桿要千凈無雜物。
?、韧昃凸芘c抽油桿要丈量準確,核對無誤,并查驗絲扣完好。
?、窍峦昃凸芎统橛蜅U時,下放速度要均勻,下入速度每小時不得超過15根。
?。?)提防沖距大小按設計要求執行,并做到精確無誤。
設計與研究公稱直徑(mm)969.85/957.15上部連接油管螺紋3 1/2TBG下部連接油管螺紋2 7/8TBG連接抽油桿螺紋CYG22最大外徑(mm)9107(7)在短距離人力搬運時,搬運人員最好不少于三人,并沿全長均勻分布,要輕拿輕放、防止掉落、震壞或碰撞。
3.6作業方式將下端連有固定閥的泵筒總成,通過上部油管直接聯接在油管柱下端,隨油管柱下到預定的泵掛深度處。
將柱塞總成隨抽油桿柱下入泵筒內,直至柱塞總成下端面與固定閥上端面接觸,然后上提柱塞,按照常規方法調整防沖距和沖程。3.7技術參數4混水抽稠油泵的應用混水抽稠油泵現場試驗施工6口,交井5口,正在作業1口,效率達100%,實驗取得了良好的實驗效果。
Y11-4井2008年11月2日下混水節能抽稠油泵施工完開井。施工后平均日液22.3t,日油3.9t,平均單井日增油1.0t,累計產液1003.5m3,產油202.5t,平均單井比電加熱日節電1660Km.h(見表4)。
Y11-3井2008年11月17日下混水抽稠油泵施工完井。施工后平均每日液24.2t,日油4.7t,累計產液484.5m3.產油141t,平均單井比電加熱節電1020Kw.h. 5試驗結論(1)稠油開采摻水的影響比較大,使用射流采油工藝、電熱桿工藝、電熱管工藝都能較好的解決舉升問題,但是都存在投入大,投資費用高,施工復雜,后續服務時間長等情況。
表4混水抽稠油泵實驗效果統計表井號開井日期措施前(電熱桿措施后(節能菊日產液曰產油含水量抽油機日耗電量Kw.h電加熱功率電加熱日耗電生產天數日產液曰產油含水量抽油機日耗電電加熱日耗電累計產油日節電量新井采用混水節能抽稠油泵,投資較低,施工工序簡單,事故率低,不需要電加熱,具有較大的推廣價值。
螺桿泵的使用范圍太低,只限于低粘度稠油開采使用。越泵電加熱桿和電加熱桿的耗電量太大(日耗電1500多KWH)。因此使用較少,泵上摻水使用較多,它能較好的適應中高粘度的油井。而且還節電節能。缺點是使用被動摻水方式。受水源和摻水壓力的影響較大,一旦摻水壓力變低,水溫下降,刮風下雨停電。就常常出現稠油堵塞輸油管線和稠油反排進入套管,造成稠油井停產。
為了克服稠油開采難度大、產量低、費用高、周期短等問題,研制開發了種混水抽稠油泵,該泵兩級結構,使用該泵也可進行泵內摻水混采,使用水源可以是井口分離的產出水,也可以是地下的含水層,還可以使用地面輸送的高壓或低壓水:使用該泵還可以根據稠油粘度調節泵徑級別,控制摻水用量,使油水在泵內高壓混合達到最佳的混合粘度,然后將混合液一同排到地面,使用該泵最高可采10000mPa.S粘度的稠油。
1稠油的物性特點1.1原油粘溫測試數值勝利油田東辛采油廠的稠油塊主要分布在四礦營十段塊。通過對Y86C5B與Y85-6兩口井原油樣品的粘度測試,發現Y86C5B井50C時的原油粘度是12520mPa.S,70C時的原油粘度是3240mPa.s;Y85-6井50C時的原油粘度是19451mPa.s,70C的原油粘度是5632mPa.s.說明兩區塊原油的拐點溫度在70~80C之間(見下表1)。1.2原油物性分析通過做原油物性分析,發現油包水型乳狀液的原油粘度高,一般在15000~50000mPa.s之間,屬特、超稠油,密度大、凝固點高、膠質和瀝青質含量高。通常瀝青質成分占7~16%左右,膠質成分占45%~55%左右,瀝青質和膠質成分占原油總組分的50飛5左右(見表2)。由于膠質、瀝青質在原油中是天然的油包水型的乳化劑,他們在油水界面上能形成較牢固的乳化膜。
為了取得最佳的摻水數值,選用50C的溫度。
3.2工作原理針對電加熱和電熱管耗電量大,井筒化學降粘無配套的管網體系等現狀,引進使用混水節能抽稠油泵。使用該泵也可以實現泵內摻水乳化,將油包水的連續流體改變成水包油的分散流體,從而使流體轉相使粘度降低,從而達到開采和舉升稠油的目的。
混水節能抽稠油泵裝置是一種套疊式串聯泵抽裝置,該泵能同時抽吸地層流入井筒的稠油和摻水管道摻入的水流體,并在泵內高壓混合,增加剪切力,同時通過調節泵的參數改變摻水量,將油包水相轉變成水包油相,將連續的0/稠油乳化流體轉化成分散的W/O水包油流體,從而降低油水混合液的粘度從而達到舉升條件,然后再經該泵抽吸舉升到地面。
混水抽稠泵是一種套疊式串聯泵,大泵在上,小泵在下,共同使用一套柱塞總成,下泵抽吸被分隔的下部稠油。上泵抽吸被分隔的需要摻入套管的水,并在泵內形成高壓混合低粘度的油水混合液,再經該泵混合液一同抽排到地面。
混水抽稠泵在抽油的過程中,環套內水從抽油泵摻水孔處進入抽油泵內,通過混水閥均勻的與產出液混合。降低原油的粘度,改善原油的流動性。
3.3功能特點該工藝與其他稠油開采工藝相比,施工工藝簡單,容易掌握,而且投入費用相對較低。
?、剖褂梅秶鷱V,能解決10000mPa.S以內稠油的提升問題,與使用越泵電加熱泵、電加熱桿相比,在同樣產液情況下節電1000多度。
⑶摻入的水流體對柱塞做功,可降低抽油機的載荷,能降低抽油機電機的耗電量。
該泵有泄油器環保功能,當柱塞提出泵筒可自行泄油該泵有兩套相對獨立的抽吸系統,采用泵內摻水混排工藝,比使用電加熱流動阻力降低幅度大,泵凡爾漏失量小、產稠油量高。
該泵能隨時停井保養抽油機,并且稠油不會反排到套管中,比泵上摻水優越的多。
混水抽稠油泵能適應高稠油混水開采,又可用于壓差大、千擾嚴重、可封隔的不同層段的油層進行二級同時開采。
3.4使用條件(1)油井要求固井質量合格,無套管變形和套管外竄漏現象;⑷油井含砂量矣2%,如含砂>2%須采用防砂措施;⑶具有摻水條件。
3.5注意事項(1)運送泵時要密封包扎,以防雜物進入泵內。
⑵運送泵時車上要設置46個支撐點,并水平排放,以防造成泵筒或活塞彎曲。
?。?)下井油管與抽油桿要千凈無雜物。
?、韧昃凸芘c抽油桿要丈量準確,核對無誤,并查驗絲扣完好。
?、窍峦昃凸芎统橛蜅U時,下放速度要均勻,下入速度每小時不得超過15根。
?。?)提防沖距大小按設計要求執行,并做到精確無誤。
設計與研究公稱直徑(mm)969.85/957.15上部連接油管螺紋3 1/2TBG下部連接油管螺紋2 7/8TBG連接抽油桿螺紋CYG22最大外徑(mm)9107(7)在短距離人力搬運時,搬運人員最好不少于三人,并沿全長均勻分布,要輕拿輕放、防止掉落、震壞或碰撞。
3.6作業方式將下端連有固定閥的泵筒總成,通過上部油管直接聯接在油管柱下端,隨油管柱下到預定的泵掛深度處。
將柱塞總成隨抽油桿柱下入泵筒內,直至柱塞總成下端面與固定閥上端面接觸,然后上提柱塞,按照常規方法調整防沖距和沖程。3.7技術參數4混水抽稠油泵的應用混水抽稠油泵現場試驗施工6口,交井5口,正在作業1口,效率達100%,實驗取得了良好的實驗效果。
Y11-4井2008年11月2日下混水節能抽稠油泵施工完開井。施工后平均日液22.3t,日油3.9t,平均單井日增油1.0t,累計產液1003.5m3,產油202.5t,平均單井比電加熱日節電1660Km.h(見表4)。
Y11-3井2008年11月17日下混水抽稠油泵施工完井。施工后平均每日液24.2t,日油4.7t,累計產液484.5m3.產油141t,平均單井比電加熱節電1020Kw.h. 5試驗結論(1)稠油開采摻水的影響比較大,使用射流采油工藝、電熱桿工藝、電熱管工藝都能較好的解決舉升問題,但是都存在投入大,投資費用高,施工復雜,后續服務時間長等情況。
表4混水抽稠油泵實驗效果統計表井號開井日期措施前(電熱桿措施后(節能菊日產液曰產油含水量抽油機日耗電量Kw.h電加熱功率電加熱日耗電生產天數日產液曰產油含水量抽油機日耗電電加熱日耗電累計產油日節電量新井采用混水節能抽稠油泵,投資較低,施工工序簡單,事故率低,不需要電加熱,具有較大的推廣價值。
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