组合式节能增效采油器在低渗透油田的应用

陈小山（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

组合式节能增效采油器在低渗透油田的应用

陈小山（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

针对大庆外围低渗透油田抽油机清防蜡、防垢常规工艺措施局限性大所带来的高能耗、高清防蜡费用等问题，研发并现场试验了组合式节能增效采油器。装置主要由射流发生器、声波发生器、涡流增压器、高能强磁器组成。现场应用表明，对于外围低渗透油藏油井，这种装置可长期在井下随抽油机自动工作，随时解除油井堵塞，改善采出液井筒内举升状态，降低抽油机能耗，从而达到节能增效的目的。

组合式 低渗透油田 节能增效

大庆外围低渗透油藏以岩性油藏和构造岩性油藏为主，属于“三低、三高”油田，这些区块的特点是油层渗透率低，储量丰度低，单井产量低；原油 凝点高， 黏 度 高 ， 含蜡高[1]。

外围低渗透油藏油井清防蜡措施主要采用化学药剂清防蜡、超导热洗车清蜡、洗井作业等措施。化学清防蜡成本较高、工作量较大，合理加药周期和加药量很难控制，对高液面井清防蜡效果不明显[2]；超导热洗车适合产液量高、含水低的油井，对于产量低、泵效差的油井效果不明显；热洗井需要配备专人和专用车辆，易受天气、道路影响，不能按正常清蜡周期洗井。

1 组合式节能增效采油器

1.1工作原理和技术特点

装置主体安装在抽油泵下、筛管之上，不需要外加电源与动力。借助抽油机的能量，原油通过本装置时，油井采出液的流速、流态、温度、压力、黏度、气液相溶解度、固液相混合度、晶体析出温度、吸附生长环境、烃类组分的微观结构等会产生一系列物理变化，使产液高度融溶并乳化，达到降低原油黏度，增加流动能力，防止结蜡、结垢，提高泵效，增加油井产量的目的，起到防蜡、防垢，降 黏增油的 显 著 效 果[3]。

组合式节能增效采油器同原单一的声波或者磁防蜡技术相比，增加了以下几方面的技术应用：

1）油层液体进入深井泵前，首先通过射流发生器，喷射口采用特殊耐磨材料锰钛合金，流量系数和流速系数高，能够保证在采油总功耗基本恒定的前提下，从该喷口喷出的是具有最佳动能的射流，并初步抑制其结晶。

2）油层液体随后经过声波发生器 （图1）， 声波振荡器安装在射流发生器喷射口外端。在射流的冲击作用下，声波振荡器中的限位弹簧产生 4～25 kHz的声波振荡。这种声波既能逆流方向传播到筛管、近井岩层和油层，也能顺油流方向传播到抽油泵，利用超声液哨的原理，混合液体通过两级收缩截面，再经过喷嘴产生爆破扩张，激发振动系统产生声波振动，产生空化、加热、剪切效应，起到搅拌、分散乳化、解聚降黏的作用，同时对井筒周围具有解堵作用。

图1 声波发生器示意图

3）涡流增压器 （图2）被设计为大导程螺旋型通道，促使液体产生剧烈的涡流、紊流运动，通过涡流产生的高速漩动、剧烈紊动和搅拌掺混作用，网状结合的石蜡分子得以分散在混合液中，进一步抑制其结晶，起到防蜡、防垢、降黏的作用。

图2 涡流增压器示意图

4）液体最后通过高能强磁器，利用磁防蜡技术产生磁致结晶效应，对抽油设备起防蜡、防垢、降黏的作用。

组合式节能增效采油器各部分连接和井下管柱中的安置见图3、图4。

图3 组合式节能增效采油器连接示意图

图4 组合式节能增效采油器井下管柱安置图

1.2装置性能特点

1）提高泵效，平均增加产液量 5%～15%；降低负荷，平均节电可达1%～5%。

2）缓解油井结蜡、结垢现象，减少洗井次数，延长洗井周期。

3）适用范围广，适用于各类含蜡井和稠油井，适用人工举升和自喷井，泵径 ϕ 28mm～ ϕ 56mm的抽油机井均适用，对斜井的井斜角无限制，直井可以安装油管锚。

4）降低原油黏度，增大产液流动性能。

5）对油层无伤害，不破坏地层，对强水敏的井效果尤为显著；有一定的增渗作用，不用或少用化学药剂。

6）延长检泵周期，减少检泵次数，不需要对已安装井看护，装置随抽油井抽汲过程同步工作，有效时间长。

2 试验效果分析

2012年 1月陆续开始选试验井，2月完成全部 5口试验井增油装置的安装。截至6月底，5口试验井平均生产 40天，单井有效率 100%。措施后平均单井增液 1.5t/d，增油 0.5t/d。5 口井的试验数据如表1。

从表1中可看出，该装置日增液 50%、日增油25%，增油效果明显；油井沉没度上升 68m，使井筒与油层压力平衡关系更趋于合理，抽油机工况得到改善，含水下降2%。

从表2中可以看出，该装置里的涡流增压部、高能强磁部在工作时能够产生一定的防蜡、防垢、降黏的作用，可有效减缓原油中蜡晶体析出集结附着于油管内壁，使原油流道的缩小程度减小，从而降低抽油机载荷比，防止杆管承受较大的交变载荷导致抽油机井漏失和杆管断脱，发挥节能降耗的作用。

3 经济效益评价

该装置在检泵作业时下入，连接位置在油管上，安装简便、耐用性强，不需要任何人工费、燃料费、维修及其他费用。因此，单井预计成本为装置购入费用 4.15 万元。

目 前 平 均 单 井 日 增 油 0.5t， 预 计 有 效 期 210天，预计单井年累计增油 105t，油井时率按 95%，油 价 按 2640 元/t计 算 ， 单 井 平 均 年 增 产 效 益 为26.334万元。

目 前 平 均 单 井 日 节 电 4.3kWh， 按 0.57 元/kWh计算，单井平均年降耗增效 0.05 万元。

因此，每口试验井年增效收益 26.384 万元，年纯 收 益 21.3 万 元 。 投 入 产 出 比 为 0.194 年 ， 即 仅 需要 0.194 年便可收回成本 （在有效期范围内），单井平均每年预计增加 21.3万元效益。

4 技术指标

装置适用于稀、稠油井，具体指标如表3、表4。

表1 组合式解堵增油装置增油效果统计

表2 组合式节能增效采油器节能降耗效果统计

表3 组合式解堵增油装置技术指标

装置适用范围较广，安装容易，具体指标如表4。

表4 组合式解堵增油装置规格指标

5 结论

从组合式节能增效采油器现场使用效果可以得出以下结论:

1）装置具有节能效果好、无污染、不伤害储层、增液效果明显的特点，可成为节能高效开发低渗透油田的重要手段之一。

2）对于外围低渗油田开发若干年后产能明显下降的油井，安装增油装置后，增液、增油效果明显，油井沉没度趋于合理，抽油机工况得到改善，节能经济效益明显。

3）增油装置里的涡流增压部、高能强磁部在工作时能够发挥防蜡、防垢、降黏的作用，从而降低抽油机载荷比，防止杆管承受较大的交变载荷导致抽油机井漏失和杆管断脱，与泵上保护器配合使用，能够延长检泵周期，发挥节能降耗的作用。

[1]赵福麟.提高原油采收率原理[M].山东东营：石油大学出版社,2001:51-63.

[2]米卡尔 J 埃克诺米德斯.油藏增产措施[M].北京:石油工业出版社,2002:56-79.

[3]王 启 民,隋 军.大 庆 油 田 三 次 采 油 技 术 的 时 间 与 认 识[J].大庆石油地质与开发,2001,20(2):1-25.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.014

2013-03-01）

陈小山，2009年毕业于西南石油大学，从事油气田开发工作，E-mail： chenxiaoshan@petrochina.com.cn，地 址 ：黑龙江省 大庆油田有限责任公司第八采油厂第三油矿技术队，163514。