油井掺水流量控制器及应用效果

2011-11-15朱荣杰曹武大庆油田有限责任公司第一采油厂

石油石化节能 2011年10期

朱荣杰曹武（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

油井掺水流量控制器及应用效果

朱荣杰曹武（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

从油井掺水流量控制器的原理入手，结合矿场应用，分析了其在掺水流量控制、机采井免清蜡技术不同用途情况下，保障油井正常生产和实现机采井免清蜡过程中起到的作用和见到的效果。掺水流量控制器的应用提高了泵效和系统效率，达到了节能的效果。掺水流量控制器可进一步改进，实现掺水量的无级调整，进一步提高工作效率。

油井掺水流量控制器原理应有效果

油井掺水的主要目的是油井采出液的安全集输。近年来，为了节能，实施了停掺和季节性停掺作业，其中季节性停掺实施的数量最多。在冬季，这些井往往恢复掺水，掺水温度控制在35～38℃。在实际工作过程中，在来水温度一定的条件下，掺水量主要依靠计量间阀组的开合程度来控制。但水量的控制缺乏依据，主要由现场工人依靠经验来决定，并且开合程度经常发生变化，因而掺水量控制需要经常调整，且工作量较大。近年来，随着机采井免清蜡技术的应用，掺水量的控制得到了有效的解决。

1 流量控制器

ZJDP6.4-50型自解堵免拆装式流量控制器如图1所示。

流量控制主要由流量控制器中的水嘴实现，控制的另外一个功能是当发生水嘴堵时，上提可活动水嘴座部分，捅针插入水嘴孔中，将堵塞物排除，水嘴座外淤积的杂物也被冲出，实现不拆卸水嘴解堵和正常冲洗管线的目的。活动部分靠专用工具上提，解堵或冲洗完毕后靠弹簧自动归位，恢复正常控制状态。进行流量调整时，可人工更换水嘴。

为了确定不同压差和水嘴直径的流量关系，在大庆采油工程研究院分层开采实验室进行了实验，采用细分开采综合模拟实验系统地面设备，嘴前压力设为1.8～2.2 MPa，嘴后压力由1.6 MPa每隔0.2 MPa逐步下调。共使用12种水嘴进行实验，根据实验结果绘制了不同直径水嘴压差与流量关系图（图2），给出了现场常用的水嘴速查表（表1）。

根据上述实验结果，可根据计量间掺水来水压力，以及不同压差、水嘴直径和流量的关系进行掺水量的精确控制。

2 应用效果

油井掺水流量控制器主要有两方面的用途：一是用于油井掺水的流量控制；二是用于机采井免清蜡技术的加药量控制。控制原理两者相同，不同的是前者的掺水用于直接进入油井井口的回油管线，后者通过井口阀组的控制加入油井的油、套管环形空间。

表1 不同直径水嘴流量与压差关系速查表

2.1 地面掺水控制

通过现场640余井次的应用，达到了如下效果：

1）实现了流量的有效控制，大幅度降低了掺水量。通常情况下，保持集输温度在较小的波动范围，油层产出液量越高，地面集掺水量降低。在保证集输温度得到有效控制在35～38℃时，使单井日掺水量控制在4～6 m3/d，与不进行掺水量控制对比，节约掺水量50%左右。

2）减少了中转站的自耗气，大量地节约了电能。由于掺水量降低，使中转站见到了明显的节能效果，主要表现为自耗气下降、集输耗电下降。与掺水控制之前对比，由于掺水量下降，使站内自耗气下降30%以上，特别是冬季运行对比，自耗气下降幅度可以达到50%以上；通常情况下，站内掺水泵需要开2台，进行掺水控制后，掺水泵只需开1台，可实现日节电670kWh。

2.2 免清蜡油井的加药控制

流量控制器在免清蜡油井药量控制上的应用见到以下两方面效果：

1）实现了稳定、连续加入免清蜡药剂，保证了机采井免清蜡技术的有效运行。免清蜡机采井的加药量只与单井产油量有关，与产液量无关，要求加药后采出油中的药剂浓度在150～200 mg/L。为了满足这一特殊需求，根据单井采油量控制加入药剂（浓度为500 mg/L）的流量，应用掺水流量控制器使单井加药量严格控制在3～5 m3/d，同时保证了油井集输的正常运行。

2）加入免清蜡药剂后，改善了流体的流动性能，降低了流体进入抽油泵的阻力，提高了泵效和系统效率。通过8口井措施加药前后的系统效率对比试验，在抽汲参数不变的条件下，扣除加入药剂量，实现了单井增液6%，系统效率提高了12%。在保证加药前后产液量不变的前提下，实现了单井日节电7.2%的效果。