渦流混合增效器在哈拉哈塘油田摻稀生產(chǎn)中的應(yīng)用

黃世財(cái) 劉雙偉 張雪松 陶世軍 （中石油塔里木油田分公司塔北項(xiàng)目部庫(kù)爾勒 841000）

渦流混合增效器在哈拉哈塘油田摻稀生產(chǎn)中的應(yīng)用

黃世財(cái) 劉雙偉 張雪松 陶世軍 （中石油塔里木油田分公司塔北項(xiàng)目部庫(kù)爾勒 841000）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源供求日趨緊張的矛盾日益突出，我國(guó)稠油資源豐富，如何高效開(kāi)發(fā)利用稠油資源是我們面臨的難題。哈拉哈塘油田東北部為稠油油藏，粘度大，流動(dòng)性差，主要采用摻稀降粘的工藝，由于稀油和稠油在井筒內(nèi)混合不均勻，出現(xiàn)了一些稠油上返現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)致機(jī)采井出現(xiàn)卡泵、欠載停泵、過(guò)載停泵等問(wèn)題，制約了檢泵周期的提高，影響了油田正常生產(chǎn)。渦流混合增效器設(shè)計(jì)原理是利用渦流和慣性原理，實(shí)現(xiàn)稀油和稠油的的均勻混合，避免出現(xiàn)段塞狀稠油。本文以某15-2井為例，簡(jiǎn)要介紹了渦流混合增效器在哈拉哈塘油田摻稀生產(chǎn)中的成功應(yīng)用。

稠油；摻稀降粘；渦流混合增效器引言

哈拉哈塘油田碳酸鹽巖油藏埋深6500-7000m，原始地層壓力達(dá)70～76M Pa，平均壓力系數(shù)1.13，油藏溫度155～170℃，地溫梯度2.41℃/100m，為常溫常壓油藏。受生物降解作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等綜合因素影響，原油物性區(qū)域差異性大，原油密度由西南向東北逐漸變高，粘度逐漸變大，東北部某7井區(qū)為典型的稠油油藏，原油密度密度0.9130-1.058g/cm3，50℃粘度621mPa.s以上，含蠟量1～12%，膠質(zhì)含量0.12～14.41%，瀝青質(zhì)含量在8.5%～21.84%。截止2013年底，哈拉哈塘稠油生產(chǎn)井18口，占生產(chǎn)井總數(shù)12%，均采用摻稀降粘生產(chǎn)方式，由于稀油和稠油在井筒內(nèi)混合不均勻，容易形成段塞流，造成自噴井稠油堵塞，機(jī)采井卡泵、欠載停泵、過(guò)載停泵等問(wèn)題，影響了油田正常生產(chǎn)。針對(duì)摻稀生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，研制了渦流混合增效器，并成功應(yīng)用于稠油摻稀生產(chǎn)。

一、渦輪混合增效器的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.哈拉哈塘油田稠油井生產(chǎn)現(xiàn)狀

哈拉哈塘油田稠油生產(chǎn)井18口，均采用的是摻稀降粘工藝。通過(guò)油管或油套環(huán)空向油井底部注入稀油,使稀油和地層產(chǎn)出的稠油充分混合,從而降低稠油粘度和稠油液柱壓力及稠油流動(dòng)阻力,

增大井底生產(chǎn)壓差,使油井恢復(fù)自噴或?qū)崿F(xiàn)機(jī)械采油的條件。一般當(dāng)稠油和稀油的粘度指數(shù)接近時(shí),

混合油粘度符合下式:

式中，u混、u稀、u稠分別為混合油、稀油及稠油在同一溫度的粘度，單位：mPa·s；x為稀油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

自噴生產(chǎn)井一般采用在封隔器上部油管穿孔摻稀（見(jiàn)圖1），機(jī)采井采用打孔篩管摻稀，在生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是正摻稀還是反摻稀，井口放樣均發(fā)現(xiàn)出液成段塞狀（直觀表現(xiàn)為取樣時(shí)可見(jiàn)一股稀油、一股稠油；化驗(yàn)含水表現(xiàn)為波動(dòng)較大），見(jiàn)圖2，分析原因?yàn)橄∮秃统碛驮诰禄旌系牟痪鶆颉，F(xiàn)場(chǎng)為保證不發(fā)生灌腸情況，只有提高摻稀比，增大了稀油的耗量。

圖1 摻稀生產(chǎn)管柱示意圖

圖2 摻稀生產(chǎn)井口發(fā)現(xiàn)的稠油

2.渦輪混合增效器的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

渦流混合增效器設(shè)計(jì)原理是利用渦流和慣性原理，實(shí)現(xiàn)稀油和稠油的的均勻混合，避免出現(xiàn)段塞狀稠油。摻稀過(guò)程中，摻入的稀油和地層產(chǎn)出的稠油經(jīng)過(guò)螺旋狀開(kāi)孔篩管，進(jìn)入右螺旋葉片流道混合器，經(jīng)過(guò)葉片的充分?jǐn)嚢?，利用慣性原理，在旋流器中形成渦流混合；隨后進(jìn)入左螺旋葉片流道混合器，進(jìn)行再次攪拌混合。在螺旋渦流混合器中，稀油和稠油在經(jīng)過(guò)三次不同狀態(tài)的攪拌混合后，形成均勻的混合油。螺旋渦流混合器結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖3，實(shí)物見(jiàn)圖4。

圖3 渦輪混合增效器結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 渦輪混合增效器實(shí)物圖

3.渦輪混合增效器摻稀生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)

渦輪混合增效器一般連接在管柱底部，考慮哈拉哈塘油田地層出砂，將螺旋狀開(kāi)孔篩管改為防砂篩管。自噴井常用管柱組合：絲堵+防砂篩管+渦流混合增效器+油管，渦流混合增效器下深4500-5000m，見(jiàn)圖5。機(jī)采井常用管柱組合：絲堵+防砂篩管+渦流混合增效器+油管+抽油泵+油管，渦流混合增效器下深4500m，見(jiàn)圖6。

圖5 自噴井渦流混合增效器摻稀管柱示意圖

圖6 機(jī)采井渦流混合增效器摻稀管柱示意圖

二、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1.某15-2井應(yīng)用案例

（1）某15-2井基本情況某15-2井，2011年4月12日試油作業(yè)，放噴測(cè)試求產(chǎn)見(jiàn)稠油，原油密度密度1.049g/cm3，50℃粘度621mPa.s以上，含蠟量6.5%，膠質(zhì)含量9.03%，瀝青質(zhì)含量在24.48%。2011年4月22日自噴摻稀投產(chǎn)，2012年10月16日轉(zhuǎn)抽油機(jī)摻稀投產(chǎn)，2012年12月2日，稠油上返關(guān)井，抽油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

（2）某15-2井應(yīng)用渦流混合增效器

2013年10月20日，某15-2井檢抽作業(yè)，根據(jù)前期生產(chǎn)情況，初步判斷導(dǎo)致稠油上返抽油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)的主要原因是稀油和稠油在井筒內(nèi)混合不均勻，在在原機(jī)采管柱基礎(chǔ)上增加了渦流混合增效器，型號(hào)：D QSD-2000，設(shè)計(jì)流量：5m3/h，生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7，入井工具見(jiàn)圖8。

圖7 某15-2井生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)示意圖

圖8 DQSD-2000混合增效器

（3）效果評(píng)價(jià)

某15-2井檢抽運(yùn)用渦流混合增效器后增油效果明顯，日產(chǎn)油由14.9t提高到59t，提高了295%，摻稀比由2.0下降至0.9，降幅達(dá)55%，泵效提高了288%，詳見(jiàn)表1，生產(chǎn)更加平穩(wěn)，未發(fā)生稠油上返現(xiàn)象，生產(chǎn)曲線見(jiàn)圖9。截止2013年12月底，哈15-2井實(shí)現(xiàn)增油4012噸，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

表1 某15-2井安裝渦流混合增效器生產(chǎn)對(duì)比表

圖9 某15-2井生產(chǎn)曲線

2.推廣應(yīng)用情況

截止2013年12月底，渦流混合增效器累計(jì)應(yīng)用4口井，應(yīng)用效果良好，有效的降低了摻稀比，節(jié)約了稀油資源。與同區(qū)塊其它自噴井相比，4口井的平均摻稀由1.9下降到0.7，降幅達(dá)63%，與其它機(jī)采井相比，摻稀比由1.5下降至0.7，降幅達(dá)53%，平均泵效提高了47%，生產(chǎn)指標(biāo)詳見(jiàn)表2。

表2 哈拉哈塘油田稠油井摻稀生產(chǎn)報(bào)表

結(jié)論

1.渦輪混合增效器在哈拉哈塘油田機(jī)采井摻稀應(yīng)用效果良好，實(shí)現(xiàn)了地層產(chǎn)出的稠油和摻入的稀油均勻混合，有效的避免了段塞狀稠油，降低了摻稀比，提高了油井產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.渦輪混合增效器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，適用于稠油井摻稀生產(chǎn)，下步可以推廣應(yīng)用。

3.摻稀生產(chǎn)過(guò)程中，注意保持連續(xù)摻稀，避免出現(xiàn)摻稀泵停泵現(xiàn)象。

[1]尉小明，劉喜林，王衛(wèi)東，徐鳳亭.稠油降粘方法概述.精細(xì)石油化工，2002（,5）.

[2]林日億，李兆敏等.塔河油田超深井井筒摻稀降粘技術(shù)研究.石油學(xué)報(bào),2006,27（3）.

[3]黎奎德.稠油知識(shí)問(wèn)答.石油工業(yè)出版社.2010.2～15.

黃世財(cái)，1982年生，現(xiàn)為中國(guó)石油塔里木油田公司塔北勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理部工程部副主任；2005年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)；主要從事完井試油技術(shù)及管理工作