注汽采油多用井口装置研制

黄 侠,李啸南,王 辉

(1.胜利油田采油工艺研究院,山东东营257000;2.科瑞集团公司国际油气工程公司,山东东营257067)

·开发应用·

注汽采油多用井口装置研制

黄 侠1,李啸南1,王 辉2

(1.胜利油田采油工艺研究院,山东东营257000;2.科瑞集团公司国际油气工程公司,山东东营257067)

蒸汽吞吐是稠油井最主要的开采手段,由于目前采用的蒸汽吞吐工艺2次作业都需要更换井口装置,且在更换井口过程中无法使用不压井作业装置和安装防喷器,存在较大安全隐患。研制了一种注汽采油双用井口装置,介绍了该装置的设计依据、结构特点、工作原理、室内试验和应用前景。

注汽;采油;井口;带压作业;研制

胜利油田稠油资源十分丰富,蒸汽吞吐是稠油井最主要的开采手段,目前采用的蒸汽吞吐工艺是:作业(更换注汽井口和注汽管柱)—注汽—闷井、放喷—作业(更换采油井口和采油管柱)—机采,该工艺2次作业都需要更换井口装置,由于更换井口时无法使用不压井作业装置,也无法安装防喷器,不符合油田作业安全操作规程,存在较大安全隐患。传统的井口装置[1]存在以下不足:①功能单一,只能悬挂采油管柱或注汽管柱中的一种,且在注蒸汽吞吐过程中,2次作业需更换2次井口装置,工序复杂;②在更换井口过程中需要卸掉防喷器,井口处于失控状态时间较长,存在较大安全隐患;③无法在热采井实施不压井作业工艺。为此,研制了一种注汽采油多用井口装置[4],该井口装置耐高温、高压,密封可靠,可悬挂注汽、采油2种管柱,实现了注汽、采油使用1套井口和在热采井实施不压井作业的目的。

1 结构组成与特点

1.1 结构

注汽采油多用井口装置由底法兰、油管头四通总成、变扣短节、组合密封圈、悬挂器、采油树总成组成,如图1。

图1 注汽采油多用井口装置结构

1.2 特点

a) 油管头四通总成与采油树总成通过法兰螺栓和钢圈密封连接,可悬挂注汽管柱和采油管柱2种悬挂器,并通过耐高温组合密封圈密封。

b) 悬挂器安装在油管头四通总成之内,悬挂器下端与变扣短节通过螺纹连接,变扣短节通过不同扣型螺纹分别与注汽管柱或采油管柱连接,注汽时下端悬挂注汽管柱,机采时下端悬挂采油管柱,可用1套井口同时满足蒸汽吞吐注汽和采油。

c) 悬挂器与油管头四通总成之间使用组合密封圈进行密封[2-3],组合密封圈采用石墨和聚四氟乙烯交替排列。油管头四通总成内设计有台肩,密封件安装在内台肩上。

2 主要技术参数

高温密封压力 21 MPa

低温密封压力 25 MPa

最高耐温 370℃

适用油井套管 ∅177.8 mm(7英寸)

悬挂油管 ∅73.0或∅88.9 mm

隔热管 ∅88.9或∅114.3 mm

3 优点

a) 功能多,不动井口装置既可悬挂生产管柱,又可悬挂注蒸汽吞吐管柱。

b) 安全可靠,可使用不压井作业装置和安装防喷器,安全系数高。

c) 作业工序少,简化了工艺,省时、省力、省时间,成本低。

d) 可在热采井施工过程实施带压作业工艺。

4 室内试验

采用几种密封件对注汽采油多用井口装置进行高温试验,整套井口装置安装完成后进行了室内压力试验。

4.1 密封件高温试验

利用电加热设备对密封件总成加热,检验密封件在高温下的密封性能和耐温性能,试验数据和结果如表1。

表1 密封件试验数据和结果

4.2 井口装置试压

a) 试压方案 组装整套井口,采用配套工装密封大四通,试验压力35 MPa,试压时间5 min,检验整套装置密封是否有泄漏。

b) 试压设备 计算机控制自动试压装置。

c) 执行标准 Spec 6A井口装置及采油树规范。

试验数据和结果如表2。

5 应用前景

随着稠油油藏热采工艺的进步和井口装置功能的不断完善,注汽采油多用井口装置在降低采油成本、提高作业效率、提高施工安全等方面将发挥巨大作用,为稠油开发做出贡献。

表2 井口装置试压数据和结果

6 结论

1) 注汽采油多用井口装置是用于稠油开采的一种专用井口设备,作业时可不更换井口装置悬挂注汽、采油2种管柱,大大提高了施工效率,降低了开采成本。

2) 使用该装置可在热采井实施带压作业工艺。

3) 通过试验,该装置在高温、高压下密封可靠,不泄漏,完全能够满足注汽、采油2种工艺要求。

[1] 崔学政,马 强,陶 军,等.随动对中抽油井口光杆密封装置的研究与应用[J].石油矿场机械,2004,33(2): 83-85.

[2] 杨小平,张建成,尤 蔚,等.采气井口装置自动化气密封试验台的设计[J].石油矿场机械,2008,37(5):109-112.

[3] 陈 辉,贾 斐,韩 鹏,等.新型抽油机调偏抗磨井口装置的研制与应用[J].石油矿场机械,2007,36(10): 85-87.

[4] SY/T5328—1996.热采井口装置[S].

Development on Multi-purpose Wellhead of Steam Injection and Oil Production

HUANG Xia1,LI Xiao-nan1,WAN G Hui2
(1.Oil Production Research Institute,Shengli Oilf ield,Dongying257000,China;
2.International Oil and Gas Engineering Company,Kerui Group Co.,Ltd.,Dongying257067,China)

Cyclic steam injection is one of the most important viscous oil recovery means.Changing wellhead assembly is the must,which are two operations when using present steam stimulation processing.During changing,non-killing operation and BOP installation could not be used, so safety risk is hidden.A dual-use steam injection and oil production wellhead device was developed.Its design basic,working principle and indoor test are presented in this paper.The application foreground is viewed as well.

steam injection;oil production;wellhead;operation under pressure;development

1001-3482(2010)04-0087-03

TE931.1

B

2009-09-28

中石化股份公司科技攻关项目“油水井带压作业工艺技术研究”(P08015)

项目来源:国家专利(专利申请号:200920021621.2)

黄 侠(1973-),女,安徽萧县人,工程师,1996年毕业于江汉石油学院,主要从事油气开采工作,E-mail:lxn@ slof.com。