浅析油田机械采油及清污工艺技术
摘要:随着地层能量逐渐衰竭和综合含水不断升高,过去的自喷井已不再适合现代采油的产生要求,机械采油就应运而生,而机械采油清污工艺却有所滞后。
本文通过对油田机械采油工艺技术分析以及介绍几种机械采油清污装置应用,为机械采油及清污工艺技术发展提供参考。
关键词:油田机械采油清污装置工艺技术分析
在油田进入全面开发阶段,地层含水的上升,能量的下降,大量自喷井已不符合生产要求,逐渐转为机械采油方式生产,并且在油田中所占比例越来越大,问题越来越突出。
例如在部分井配套工艺不够完善、工作参数等不合理、检泵周期较短、举升优化设计、系统效率相对较低、清污技术滞后等问题。
为了满足生产需要,本文结合油田的实际情况进行,在对油田机械采油工艺应用现状调查和工艺指标统计的基础上提出解决存在问题的工艺技术方案,并进行机械清污装置的研究。
1、油田机械采油工艺技术分析
(1)机械采油井抽油泵效分析。
电泵井最佳泵效在80%~120%范围内,对于泵效小于30%的油井平均泵效偏低,低泵效进中配合掺稀生产,原油粘度影响泵效,部分油井供液严重不足,个别油井油气比较高,抽油泵的选择及工作参数的选择偏大等等问题。
统计数据表明,泵排量选择不合适是造成井泵效不合理的主要原因,部分井的选泵及参数优化还要进一步研究。
通常的情况下,平均泵效高达102.0%且数量占油井数的80%以上,平均沉没度高达1357m以上,表明供液能力很强,地层能量充足,但可能存在抽油泵及抽汲参数的选择偏小、工艺选择不合理等因素。
另外,为了连喷带抽的油井增加诱喷作用,应选择大泵径、快冲次快速抽汲。
(2)机械采油井工艺适应性分析。
管式泵在国内外得到广泛应用,其结构简单,适用于各种供液能力的油井生产。
但带有出砂、稠油、高含气的油井抽吸效果差等特点,在实践中为了保证正常生产,往往需要采用其他配套技术配合。
油田应用管式泵开采其粘度适应范围之内的油井,比较适合塔河油田中低粘度稠油井的开采,具有很强的适应性及液力反馈作用,可以缩小了抽油机上下冲程载荷变化幅度,有效提高泵效,减少了抽油杆断脱事故的发生,,可克服杆柱下行阻力,使下部抽油杆柱处于受拉状态,充满和强制排液功能,对于稠油的开采是应用比较普遍的。
电潜泵的扬程最大可达3 500 m,排量范围30~1 000 m3/d,在恶劣环境下能够保证正常工作,而且能有效地防气蚀,能承受频繁开、关电机对保护器的影响。
对于地面粘度小于2 500 mPa•s的中、深油井,针对其供液能力较强,含水较高的特点,为了更好地提高油井产量,通常采用小排量变频抽稠电潜泵采油,这样可以克服了气蚀现象和下入深度问题。
电潜泵采油工艺还可以使电机和电缆发热对原油起到升温作用,为稠油开采提供方便。
(3)机械采油井沉没度分析。
沉没度分析是油田抽油机井的沉没度设计要特
别注意的问题。
一般来说,,沉没度大于600 m的油井的平均沉没度高达1 385.6 m,对于碳酸盐岩油藏超深井来说,由于产能预测不准确,为了减少后期因加深泵挂造成检泵的修井费用,可以设计较大的沉没度。
另外,较大的沉没度有利于增大生产压差,减少气体的影响,提高泵效等。
电泵井的地层供液能力较强,在不改变现有沉没度的情况下,加大泵径和排量,大大提高采油速度和采油量,对于泵挂深度有很大的提升空间。
但过大的沉没度不仅不能提高泵效,有时反而会使泵效降低,增大投资成本。
主要原因有两个方面。
第一,增加抽油机的悬点载荷,使抽油杆断脱的几率增加;第二,过大的下泵深度也会因为油管变形量增大而增加冲程损失。
因此,如何确定合理的沉没度有待进一步研究。
(4)机械采油井检泵周期分析。
在检泵周期分析中,泵周期小于180 d的油井以及电泵井检泵周期小于180d的井都属于不达标的周期。
影响检泵周期的因素主要有:地层原因、抽油杆断脱、井下抽油泵的故障、油管漏失等。
地层出砂、原油粘度高、井壁坍塌等原因是引起检泵的主要原因;因泵故障、抽油杆原因、油管漏失引起的检泵;井况复杂、液体物性差、地层供液能力、油井高含水是井下抽油泵的故障的重要原因。
造成电泵井检泵周期短的主要原因主要有三点。
第一,腐蚀影响,井下电缆、电机长期处于腐蚀介质环境中,油田碳酸盐岩油藏普遍含H2S气体影响检泵周期;第二,供液能力与电泵的排量参数不匹配,造成电泵井经常欠载停机,缩短了电泵的检泵周期和使用寿命往往都是因为井下电泵强采后因地层供液不足造成的;第三,原油物性的影响,过高粘度的流体会影响电泵井的检泵周期,主要表现有油管被稠油堵死,电机无法运行。
2、机械采油清污装置应用
(1)螺旋输送及液压升降清污装置的应用。
螺旋输送清污装置外形是个封闭的钢质圆筒,由带有倾斜翼板的给料器、管内垂直螺旋及螺旋方向相反的管外螺旋组成。
工作时,螺旋方向相反的管外螺旋和清污的效率需要而调整,螺旋下端的给料器将松动的泥砂喂入管内,供垂直螺旋提升至水平管输送到自卸翻斗车内。
螺旋输送清污装置具有结构紧凑、简单,断面尺寸小等特点,对含颗粒多的物料效果好,可在沉砂池中可自如的作业且发生泄漏,但对含颗粒少或粘稠度高的物料效果就比较差。
启动液压升降清污装置专门设计的液压缸时,应当在液压升降清污装置驾驶到沉砂池边之后,这样可以将装泥砂的专用铁箱升起,把泥砂倒入自卸翻斗车内,充分发挥装泥砂的专用铁箱的作用。
(2)半球摇摆转子泵清污装置的应用。
半球摇摆转子泵清污装置已在油田生产中是应用最广的,但在对含颗粒杂质液体这种特殊工作要求下,或者是在在稠油的输送、落地原油的回收时,由于自身结构的原因,常常表现为自吸能力差,效率低,甚至出现“卡死”的现象,导致作业断断续续,难以正常进行。
针对沉砂池底部的泥砂堆积物是具有一定流动性的油包泥砂浆体,可以选择应用半球摇摆转子泵清污装置。
半球摇摆转子泵是一种新发明的容积泵,专门针对油田生产中对容积式泵的特殊要求的,具有结构简单、自吸能力强的特点,在油田用于落地原油及石化公司渣油回收作业等方面,效果良好,而且特别适宜输送粘稠原油及粘污油、含杂质液体,选半球摇摆转子泵作为容积泵清污装置的核心元件,对于沉砂池底泥砂与油包水泥浆的抽吸具有很好的效果。
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