油井套管掺水工艺降粘避免原油品质污染

[摘 要]本文主要介绍了运用油井的套管掺水，增加油井的出口温度和混合液温度，使输入管线输送的原油稠油粘度降低，保证油井正常生产和输油管路正常输送。井筒温度的升高，增加了油井的开井时率和油井周期生产天数，从而提高油井生产效率和底层采出率。实现了吨油成本、电力消耗、人工成本的“三个下降”，使降低电加热造成的电力消耗和添加降粘剂对设备的损耗、对油质的物理分解，达到不损害环境、不损害地层结构的目的。

[关键词]保护环境 降本增效 套管掺水 能源消耗 降粘剂 节能创效

中图分类号：TE866 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0025-01

1 目前稠油井生产末期降粘方法

1.1 加热降粘

乐安油田稠油井主要采取蒸汽吞吐和电加热降粘的方式，但在油井运行后期电加热降粘是采取的主要方式。采用工频或变频电加热控制柜，电加热对原油降粘的效果较好，电加热井存在耗电量大的实际情况。在油井的电加热管理上虽然采取了一系列措施降低能耗，但成效不大，目前一口电加热井一天的耗电量平均为850KWh，一年为31万 KWh为普通生产油井的2.15倍。按照每KWh0.85元计算，每口油井一年节约资金14.1万元。

1.2 化学降粘

化学降粘是向原油中加入某种药剂通过药剂的作用达到降低原油粘度的方法。[1]

1.2.1 稠油催化降粘：？在蒸汽驱或者蒸汽吞吐的注蒸汽阶段油层温度达150～300e，若在此温度范围内，加入少量的催化剂如VOSO4，NiSO4，AlCl3，FeCl3等，可使稠油中的胶质，沥青质在硫键处断裂产生理想的降粘效果。

1.2.2 表面活性剂降粘，表面活性剂降粘通常归结为三种机理：？乳化降粘，即在活性剂作用下使油包水型乳状液反相成为水包油型乳状液而降粘。？破乳降粘，即活性剂使油包水型乳状液破乳而生成游离水，根据游离水量和流速，形成“水套油心”，“悬浮油”，“水漂油”而降粘。？吸附降粘，即活性剂分子吸附于管壁上或油层间而减少摩擦阻力。？这三种降粘机理往往同时存在，但活性剂不同和条件不同时，起主导作用的降粘机理也不同。

化学降粘对原油油品造成一定的影响，增加了后期原油处理费用，降粘剂的过分使用会使原油有机氯超标，同时处理的降粘剂会对土壤、水源等环境造成损害。

2 套管掺水工艺降粘

2.1 主要应用油井及应用时机

乐安油田草20东区与草33区块油井，属于稠油油藏，部分井周期生产时间短，到周期末时表现为严重供液不足，沉没度只有几米到十几米，日产液量降至10吨以下，甚至不到1吨，井口温度下降至40℃以下，抽油机运行电流升高，严重不平衡，这时如果不转周注汽，油井将不能继续维持生产。这部分井周期产油量较低，一般在500吨以下，在目前低油价的严峻形势下，油汽比小于0.3的油井属于低效益井，不能够通过审批转周注汽，导致油井停产。[2]如果国际油价持续低靡，长时间产量接替不上，势必会影响到整个乐安油田的产量及开发，对于稠油的开发造成严重的影响。如草20东区有5口（草20-平22、草20-平28、草20-平53、草20-平64、草20-8-斜081），如表1。

2.2 具体应用方法及技术

2.2.1 具体的套管掺水工艺，在井口流程下地面掺水管线上载一个4分丝扣头，加装4分球形阀，在套管闸门处用卡箍连接油嘴套，在油嘴套上安装5mm油嘴和压力表，这样即可用软流程将地面掺水流程和套管相连，60℃的循环水由地面掺水管线通过油嘴进入套管，通过油套环形空间进入井底，起到加热地层和补充地层能量的作用。在掺水系统压力和套压稳定的情况下，安装油嘴可使进入套管的循环水按照一定的量掺入地层。经过一段时间的掺水生产，会逐步提高地层流体的流动性，从而提高油井的供液能力，延长油井的周期生产时间，提高油汽比。

2.2.2 具体操作理论计算：

在反复实施过程中，摸索出一整套套掺原则。即：

2.2.2.1 套掺量的计算：套掺后混合液含水达到80%，即每小时套掺量=套掺前油井液量*z（1-套掺前油井含水）/0.21{/24；

2.2.2.2 套掺后油井冲次计算：套掺后油井采液量以环空不积液为标准，即套掺前后动液面基本维持不变、功图充满程度基本一致。因此，套掺后油井冲次=（套掺前油井液量+套掺量）/（泵排量系数*套掺前光杆有效冲程）；

③套掺后油井参数上调时机=油套环空容积/每小时套掺量。

要求套掺后油井采出混合液温度要高于套掺前产液温度。以草20一平117井为例：

步骤一：含水71.1%时缓下，套掺量=11.5*z（1-71.1%）/（1-80%）-1{/24=0.213 m？/h，考虑掺水流量计控制精度，套掺确定为0.5 m？/h

步骤二：套掺前光杆有效冲程取值2.0，冲次=（11.5+0.5*24）/（5.54*2.0）=2.12，取值2次

步骤三：上调冲次时间=10.625/0.5 m？/h =21.25h，取值24h。

2.2.2.3 应用效果

2016年4-11月份，运用该套掺工艺和原则在草33、草20单元运用10井次，其中草33单元应用6井次：草20-平117、草20-平113、草20-平101、草20-平154、草20-平97、草20-平124，草20单元应用3井次：草20-平22、草20-平62、草20-平75，平均延长生产天数30天，增油270.2吨，创效益39.3万元。

3 结论

3.1 常规降粘技术如电加幔消耗电费较高，对生态环境造成的负荷较大，不利于节能减排的要求。

3.2 化学降粘技术主要是各种机制的降粘剂，降粘剂的过分使用会使原油有机氯超标，后期对原油处理的费用升高，处理造成的废液会对环境造成损害。

3.3 套管掺水降粘主要是利用油井采出的地层水加热后返入井筒，对原油进行加热，本文详细讨论了套管掺水工艺各个环节的操作，使套掺效果达到最大化。套管掺水不会造成环境造成污染和破坏，且没有额外的费用支出。

参考文献

[1] 王龙江等，浅谈进行稠油降粘的方法. 《科技致富向导》，2013.

[2] 郭洪金，乐安稠油油田开发技术.石油工业出版社.2003