双河油田加药降粘输送方法分析研究

高梧淞

摘要 针对河南油田安棚区块输油特点，采用从油井井口加入药剂方式，改变原油乳状液相态，从而降低乳状液在井筒和集输管路中的摩阻损失，实现减少抽油机、外输泵等设备能量消耗，取得良好的经济和社会效益。

关键词 双河油田；加药降粘；原油输送；分析研究

中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0026-02

0 引言

河南油田安棚区域，油井与采油站跨度大，输油管道距离长。由于原油粘度大，造成抽油机负荷大，油流在井筒及管网中流动摩阻损失大。目前在生产过程中采取掺稀油降粘、提高外输泵压力和加热外输等方法，以达到顺利完成原油输送的目的。针对河南油田安棚板块油井及原油输送特点，采用在油井井口加药降粘输送的方法，改变原油乳状液的相态，从而降低油流在管路中的摩阻损失，降低抽油机负荷、减少集输管网能量损失。达到节能降耗，提高经济效益的目的。

1 理论依据

1.1 原油乳状液的形成及其特点

原油与水在油层中向井底流动时，其流速很慢，一般不会产生乳状液。当油水混合物沿油管由井底向地面流动时，随着压力的降低，溶解在油中的伴生气不断析出，气体体积不断膨胀，从而会对油水产生破碎和搅动作用，形成较为稳定的乳状液。由于原油中含有沥青质、胶质、环烷酸、脂肪酸等多种天然乳化剂，经过井筒、油嘴等处的剪切，中低含水率原油在井口多呈油包水型（W/O）乳状液，更高含水率时，井口原油流动工况是水悬浮的油包水（W/O/W）乳状液。油包水型乳状液的粘度高于不含水原油的粘度。

1.2 液体在管路中的流动状态

液体在管路中流动，由于受到管壁的摩擦，贴近管壁的液体层流速会降低，而流速降低的液体层又会给贴近它的液流一个摩擦阻力，使其流速也降低。依此类推，在液体间摩擦力的作用下，由管中心到管壁存在一个速度梯度，液体的流速在管中心处最高，并沿管道横切面向外侧逐渐减小。液层间摩擦力的大小与液体性质有关，并与流速梯度和接触面积成正比。对于某一固定管线，其接触面积为定值，摩擦力只与流体粘度和速度梯度有关，因此可以确定降低液体粘度、控制液体流速对降低液体摩擦力有直接的效果。

2 试验设计分析研究

在井口加入一定比例的破乳剂，在适当的温度和剪切作用下，形成油为分散相、水为连续相的水包油型乳状液。在输送过程中，由于越靠近管壁处液流的速度梯度越大，使油粒在外层受到较大的剪切，并向管中心运动，最终在管壁周围形成一个外层水环，使输油时稠油与管壁的摩擦和稠油相互之间的摩擦，改变为水与管壁之间及水与水之间的摩擦，大大降低管输时的摩阻。

3 现场应用及分析

为验证井口加药降粘方法的可行性和有效性，在2008年下半年先后在安棚区块安3002、安3003、安3006三口油井进行了井口加药试验，同时在安棚6号站进行了外输管线加药降粘试验。

3.1 井口加药试验

从试验数据中可以看出，井口加入破乳剂后油井电流、油压下降，液量、含水上升，经现场观察井口放样粘度明显降低。

3.2 试验总结及分析

通过试验可以确定井口加药对降低油流在管路中的摩阻损失是有效的。通过这种方法，可有效降低抽油机电机实际消耗功率。同时通过降低回压可使油井产量有一定提高。

1）井口回压明显降低的油井含水基本集中在40%~60%，而含水60%以上的油井回压降低不明显。由此可以判定含水40%~60%的原油在管路中流动时，油包水的乳状液形态使流动阻力很大。破乳反相后水与管壁的摩擦使阻力大大降低，反映为井口回压的明显降低。而含水60%以上的原油已经有相当一部分水为游离形态，输送过程中已经近似是水与管壁的摩擦，加药后破乳产生的反相效果并不明显，反映为井口回压降低不明显；

2）试验过程中基于现实条件忽略了流速对液环形成的影响。而这一点经过证明又恰恰是影响试验效果的关键。因为液体在不同的流态下，其内部液体分子的运动状态也不同。油水乳状液随流速增大存在3种流动模型：油水分层流动、均质流动、内向液滴移向管路中心。很显然要想实现液环输送的理想状态就要通过控制流速实现第3种流动模型。下一步就将致力于井筒、输油管路中油流速度控制的研究。

4 经济效益分析

4.1直接效益

1）抽油机电机实际消耗功率下降，耗电量下降；2）集输管网摩阻损失在0.3MPa左右，井口加入破乳剂以后，井口回压明显下降，有条件实现油井到采油站的冷输及采油站到联合站的自压输送。可有效降低天然气使用量、降低输油泵耗电量。

4.2间接效益

1）井口加入破乳剂以后，经井筒和地面管线的搅拌，乳状液在管路内破乳，使联合站脱水设备的处理能力和处理质量大为改善，给联合站降低原油脱水温度创造了条件；2）各采油井实现自压输油以后，输油泵可以停运，可节省大量外输泵维修费用。

5 结论

井口加破乳剂降粘输送方法对降低管路摩阻有明显的效果，通过实施井口加药可有效降低抽油机负荷、电机电流及井口回压，从而可实现原油自压冷输、降低联合站脱水温度、减少破乳剂用量等节能降耗措施，能够取得巨大的经济效益。

参考文献

[1]冯叔初.油气集输[M].山东：石油大学出版社，1988.

[2]张琪.采油工程原理与设计[M].山东：石油大学出版社，2000.

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”