孤岛见聚油井举升工艺适应性分析及配套技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,孤岛见聚油井举升工艺适应性分析及配套技术,孤岛采油厂,2007年9月,聚合物驱采油是一种推广程度较高的三次采油方法，主要是通过增加水相的粘度、减小油水流度比，来提高注入水的平面涉及系数及纵向涉及系数，从而提高原油采收率。孤岛油田1992年起在中一区馆3进行了聚合物驱先导试验，降水增油效果明显；1994年进行了扩大试验，在取得成功的根底上，于1997年开始了大规模的工业化推广。目前共有11个单元16个注聚工程，其中正注聚单元7个，后续水驱单元9个，覆盖地质储量16395104t，占孤岛油田地质储量42.32%。聚合物驱已累积增油700104t以上，提高采收率3.5%。注聚单元现有油井505口,日产液水平33295t，日产油水平2970t，含水91.1。,前言,但随着注聚工作的开展，含聚采出液对现有机采系统产生一定的影响，与水驱抽油机相比，聚驱油井免修期短，泵效低，且抽油杆、管偏磨加重等，影响了注聚驱抽油机井的开采效果。,前言,前言,中一区Ng3单元位于孤岛油田披覆背斜构造油气藏顶部，构造完整、平缓，以粉细砂岩为主，含油面积11.6km3，有效厚度10.2m，油层埋深1192-1229m，共分5个小层31-35，地层温度69,水型NaHCON3，总矿化度3850g/cm3。1971年9月投产，1974年9月投入注水开发，1992年9月注聚开采先导性试验，1994年进入注聚扩大区开采，1997年10转入后续水驱。共有油井84口，水井43口，日产液量8260t/d，日产油量452t/d，综合含水94.5。中一区Ng3单元注聚后取得了明显效果，注聚六个月后油井陆续见到效果，累计增油128.45104t，提高采收率11.5。,前言,前言,前言,为了更清楚地了解注聚区和水区油井的躺井情况，我们对采油厂躺井进行了分类统计，,由上表可以看出：注聚区油井有偏磨现象的占聚区躺井的21.6，水驱偏磨占13.7,，,注聚区偏磨比例高于水驱油井；泵漏和砂卡造成的躺井也高于水驱油井。,2006.012007.03聚驱单元躺井和水驱单元躺井分类统计表,内容,躺井次数,泵漏,杆断脱,砂卡,油管漏,有偏磨现象,聚驱油井,755,417,178,113,34,163,比例,9.8,55.2,23.5,14.9,4.5,21.6,水驱油井,1059,512,222,121,89,146,比例,3.8,48.3,20.9,11.4,8.4,13.7,内 容 简 介,一、,前言,二、见聚油井举升系统存在问题,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,五、认识,四、,效益评价,1、,注聚见效初期，含水下降,随着注聚见效，由于聚合物溶液增加了水的粘度，相应的降低了油的粘度，因此到达同一含水饱和度所需要的水量减少，油井含水下降、井液中原油重质组份增加、采出液含聚浓度增加，井液粘度增加，流动性变差，造成泵效下降.,二、见聚油井举升系统存在问题,2、注聚见效初期，动液面下降，漂浮度降低,由于注聚后，随着流度比的增大、涉及体积增大，注采比有所下降，导致注采不均衡，油井供液能力下降，泵漂浮度降低据统计注聚区油井平均动液面年下降80-100m，导致泵效降低。在注聚后期动液面上升，假设仍下泵深度过深，增大了杆柱的不稳定性，如果在泵挂深度不作调整，势必对抽油偏磨产生影响。,二、见聚油井举升系统存在问题,3,、注,聚对偏磨,的,影响,采出液粘度增大，,抽油泵凡尔和衬套进液磨擦阻力增大,，抽油杆柱的轴向力和侧向力增大，,势必引起抽油杆柱弯曲变形。,二、见聚油井举升系统存在问题,4、注聚对出砂的影响,由于见聚后粘度增大，,携砂能力增强,，出砂对抽油泵阀尔和衬套副磨蚀加重，与水区相比，泵效衰竭快，造成低泵效检泵或躺井。,据躺井分类统计，注聚区躺井的755口中，砂卡和砂埋直接造成的躺井是113口，高于水驱3.5。,砂卡,聚驱油井,113,比 例,14.9,水驱油井,121,比 例,11.4,二、见聚油井举升系统存在问题,内 容 简 介,一、,前言,二、见聚油井举升系统存在问题,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,五、认识,四、,效益评价,油井见聚后，由于聚合物的粘弹性作用，增加了泵柱塞的摩擦阻力，井液携砂能力增强，含砂井液对泵的磨蚀加快，造成泵漏频繁作业。同时杆柱的下行阻力增大，杆柱的稳定性变差，增加了杆柱的偏磨几率；另外，泵径、泵级别、冲程冲次、泵挂深度对抽油泵和杆柱的影响也客观存在。,根据不同的井况特点，采用不同的治理技术，从改善抽油泵和杆柱的受力出发，降低躺井率，延长油井免修期。,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,研制应用了,特种抽油泵,，,如：,注聚驱抽油泵、防砂卡泵减少出聚、出砂对油井的影响，提高了油井泵效,利用优化设计选择合理的生产参数，减少生产参数对油井的影响,应用抽油杆加重、杆柱扶正等措施，与特种抽油泵相结合进行防偏磨综合治理,具体措施,对影响严重的油井，改变采油方式，应用螺杆泵采油工艺提高治理效果,。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,p,1,u,1,A,1,p,2,u,2,A,2,与水驱相比，油井见聚后柱塞与泵筒之间的粘滞阻力增加，增加了杆柱的下行阻力。为了降低柱塞与泵筒之间的粘滞阻力，根据间隙与粘滞阻力的实测规律，加大泵配合间隙，可以降低柱塞下行的粘滞阻力，同时通过柱塞上加开环型槽，使漏失的液体在漏失的过程中，使这局部液体在环型槽内形成旋流，增加沿程阻力，从而增加流动时间，降低漏失量，提高油井泵效。,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,突然扩大,2、p2,突然缩小,3、p3,1、p1,能量损失流程图,液体依次通过一个突然扩大和突然缩小流道时的压力损失是V,P1,于V,P2,之和。当有n个槽时，压力损失为n。,截面处能量关系式为,根据连续性方程可知：,A,1,1,A,2,2,液体流经突然扩大处压力损失,液体流经突然缩小处的压力损失,环槽式抽油泵的设计依据,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,1,2,3,4,5,6,8,7,9,10,图3 柱塞与泵筒漏失量和摩阻测试流程简图,环槽式抽油泵与常规泵漏失量比照实验,1控制阀 2柱塞泵筒 3、5存储式压力计 4柱塞 6高压胶管 7打压泵 8介质槽 9废液槽 10出液管,实验介质,：常规柴油、含聚500PPm/l,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,泵类,压力,介质,II级,III级,IV级,V级,常规泵,6MPa,柴油,1050,1880,2650,5480,常规泵聚合物,6MPa,聚合物,860,1060,1680,2780,环槽式抽油泵,6MPa,聚合物,840,350,200,360,1,2,3,4,5,6,8,7,9,10,图3 柱塞与泵筒漏失量和摩阻测试流程简图,环槽式抽油泵与常规泵漏失量比照实验,1控制阀 2柱塞泵筒 3、5存储式压力计 4柱塞 6高压胶管 7打压泵 8介质槽 9废液槽 10出液管,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,70mm常规泵和环槽式抽油泵漏失量试验,不同泵级漏失量曲线,由测试结果可以看出：,当含聚浓度在500mg/l时，随着泵级别的增加，普通抽油泵的漏失量增加，而环槽式抽油泵的漏失量保持平稳；,对同等级别的不同抽油泵，常规抽油泵的漏失量是环槽式抽油泵的3-8倍。,利用环槽式抽油泵既可以满足降低柱塞下行阻力，又可降低漏失量的目的。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,自2004年1月，环槽式抽油泵应用31口井，措施后平均泵效提高12.6，增油6463.3吨，取得良好的增油效果，目前除GD1-18-013井因改层作业一次外，其余井均正常生产。,如GD1-19-411井，2004年1月16日对该井实施了防偏磨和下环槽式抽油泵工艺，产液量由措施前正常生产时的99t/d，上升到措施后的130t/d，功图测试说明，杆柱下行时悬点的最小载荷增大2.8KN，说明下行阻力减小，起到了防偏磨的作用，措施后泵的高效期也由措施前的68天上升到170天，且继续有效。,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,1.环槽式抽油泵,油井见聚后，由于产出液粘度增加，携砂能力增加，出砂加剧了凡尔的腐蚀速度，同时砂卡躺井数增加。为此研制了防砂卡能力强的桥式阀抽油泵。通过改进固定阀结构，增加尾管沉砂通道，具有防沉砂功能，有利于保护固定阀，消除了砂粒等杂物对阀座和阀球的影响，提高抽油泵泵效，减少油井砂卡时机，延长油井免修期。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,2、桥式阀防砂泵研制,桥式阀防砂泵主要分为四局部：泵筒、柱塞、桥式阀和沉砂袋。其中泵筒和柱塞与普通管式抽油泵根本相同；桥式阀主要有侧吸入口、沉砂通道、和阀体组成；沉砂袋在侧吸入口的下部，具有储存沉砂等污物的作用。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,2、桥式阀防砂泵研制,上冲程时，柱塞向上移动，泵筒内容积增大，压力减小，流体由侧吸入口进入，经桥式阀到达泵筒内，此过程泵筒内压力分布为：上部压力低，下部压力高，流体及其携带的砂泥等由下而上运动；下冲程时，柱塞向下移动，泵筒内容积减小，压力增大，桥式阀关闭，柱塞游动阀翻开，流体流入油管内，完成一个排液过程，此过程泵筒内压力分布为：上部压力高，下部压力低，流体及其携带的砂泥自上向下运动，砂泥在重力和惯性的作用下，经沉砂通道落入沉砂袋，对固定阀体起到保护作用。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,2、桥式阀防砂泵研制,技术指标,长度：7460mm；冲程长度：5.1m；,柱塞长度：1.2m；进液口：12X24mm,过流面积约 2900mm2；固定阀球：S45-50 mm；,沉砂通道宽度：11.5mm；公称直径：89.5114mm。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,2、桥式阀防砂泵研制,适用条件,a:适应的压力、温度、下泵深度承受载荷及流体物性等同同类型普通管式抽油泵；,b:适应油井流体含砂小于5；,c:油套环行空间必须有且保持较高的动液面，漂浮度到达300m以上；,针对注聚单元井液携砂能力强，砂卡、砂砂磨泵筒的问题，引进应用了长柱塞防砂卡抽油泵，该泵应用在注聚区出砂井上，可以有效地阻止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，减轻了泵筒与柱塞的磨损，提高油井泵效，延长检泵周期。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,3、长柱塞防砂卡抽油泵,长柱塞防砂卡泵主要由长柱塞、短泵筒、双通接头、沉砂外筒等组成。,柱塞始终处于泵筒之外，且有环空沉砂结构，无论抽油时，还是开抽时，下沉的砂粒都会沿沉砂环空沉入尾管，既不会进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，也不会象常规泵那样在泵上聚集而造成的砂卡，减轻了泵筒与柱塞的磨损，提高油井泵效。,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,三、,见聚油井举升配套工艺及应用效果分析,3、长柱塞防砂卡抽油泵,(一)、特种抽油泵的研制及配套工艺,长柱塞防砂泵技术参数,公称直径,（mm）,冲程,（）,连接螺纹,最大外径,（mm）,总长,（）,间隙代码,38,2.1-5.1,27/8TBG/27/8TBG,100,4.3-7.6,1、2,44,2.1-5.1,27/8TBG/27/8TBG,100,4.3-7.6,1、2,56,2.1-5.1,31/2TBG/27/8TBG,110,4.3-7.6,1、2,70,2.1-5.1,4TBG/31/2TBG,114,4.3-7.6,1、2,三、,见聚