热流体闭式循环井筒的加热降黏

2014-03-08刘广友

油气田地面工程 2014年6期

关键词：内管油杆闭式

刘广友

中国石化胜利油田孤东采油厂

热流体闭式循环井筒的加热降黏

刘广友

中国石化胜利油田孤东采油厂

热流体闭式循环系统耗电部件主要是驱动加压泵的电机，该电机实际耗电功率小于2 kW，与电加热相比，其耗电量大幅度降低。热流体闭式循环井筒加热降黏存在温度分布不合理问题，其技术改进思路有3个：一是提高内管隔热性能；二是优化流速；三是提高注入热水温度。空心抽油杆里的内管隔热效果是制约井筒温度合理分布的关键因素，采用较小直径的连续PB管，取得了较好的应用效果。

空心抽油杆；热流体闭式循环；黏度；井筒

空心抽油杆内热流体闭式循环是在空心抽油杆中加入一个直径更小的内管，热流体由内管注入，从内管与空心抽油杆之间的环空返出。采用水作为热流体，水经加热、加压后注入，从井内循环出来的水重复加热、加压，形成闭式循环。

1 技术特点

1.1 节电

热流体闭式循环系统耗电部件主要是驱动加压泵的电机，该电机实际耗电功率小于2 kW，与电加热相比，其耗电量大幅度降低。

1.2 热功率大且可调节

热流体闭式循环给井下输入的热量折合成热功率为0～60 kW，最多可以提升井筒温度30℃以上，不会出现电加热井筒局部过热问题。停井时间不受限制，长时间停井后可重新开启热流体循环，待井筒温度达到预期值后再开启抽油机采油。该技术应用的油井黏度和产量范围非常广。对于油黏度较高的井，如蒸汽吞吐热采的井，可以在采油初期停止热流体循环加热，待井筒温度下降后再开启使用。对于普通稠油井，可以长期连续加热。烧锅炉消耗燃料的量可根据加热需求而变化，以燃煤为例，每天耗煤量可在50～400 kg调节。

1.3 对原油油品无影响

温度是影响原油黏度最敏感的参数，热流体闭式循环仅提升产出液温度，与产出液不混合，相对于开式热流体加热和加药降黏，可以避免对原油品质的影响。

2 技术改进

热流体闭式循环井筒加热降黏存在温度分布不合理问题，技术改进思路有以下3个：

（1）提高内管隔热性能。PB管的热导系数较一般塑料低，为0.17W/（m·K），热水在这种材质的内管中传输热损失较少。选择聚丁稀作为内管材料是一个比较好的方案。不锈钢导热系数为16.2 W/（m·K），不锈钢管需要制作成双层真空管或者在管外加工隔热层。

（2）优化流速。适当减小内管外径和内径，入井通道的内管面积小于上返通道的环空面积。此技术一方面可以加快入井热水的流速，尽快把热水输入到深井段；另一方面还可使上返通道面积增大一些，降低流速，增加向产出液传递热量的时间。例如，内管外径由25 mm减小为22 mm，内径由18 mm减小为15 mm，可以提高注入热水流速44%，降低返出流速33%，使井筒温度趋于合理。

（3）提高注入热水温度。采用压力锅炉和不锈钢内管方案，可以实现注入热水温度120℃的目标。