稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺研究
2015-10-31曹海明郑玉静李有福青海油田采油二厂青海海西州816400
曹海明 郑玉静 李有福(青海油田采油二厂,青海海西州816400)
稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺研究
曹海明 郑玉静 李有福(青海油田采油二厂,青海海西州816400)
针对目前昆北油田切十六井区稠油井开发应用情况来看,稠油井以及杆抽油系统举升开发中存在一些的问题和困难,直接影响了稠油资源应用。本文将以举升工艺基础研究为出发点,着重对稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺进行分析探讨,通过工艺设计技术方法与工艺总体框架分析,实现合理稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺模型建立。
稠油井;杆中管;掺热流体闭式;举升工艺
昆北油田切十六井区地面原油粘度为7.216--69.51MPa.s,凝固点介于36.5-42.0°C,平均为40.3°C,因此对稠油井的开采和应用十分重视。
一、举升工艺设计基础——常规抽油机井生产系统分析
1.常规抽油机井系统分析
常规抽油机井系统主要包括四个子系统:油藏渗流、井筒管流、地面管流、采油设备。
抽油机井系统中的各个子系统之间为相互衔接关系,同时也相互影响,相互协调,以保证抽油机井举升工艺技术的高效性[1]。
2.节点系统分析方法
节点系统分析方法是抽油机井举升工艺设计的重要方法之一。
(1)基本原理
主要是指将系统协调原理应用于原有生产系统,通过对整个油井生产系统进行节点的划分,然后结合流体压力损失相关公式进行不同阶段分析的方法[2]。
(2)节点划分优化
在整体分析中油井生产系统是节点分析的主要对象,如下图1所示,油井生产系统具体节点的划分优化,将节点在下泵深度处进行设置。
图1 油井节点系统划分图
(3)油层、井筒、抽油设备协调条件
井筒中地层所出现的流体是设计过程中的重要问题,主要满足质量守恒、能力守恒以及热量守恒。
二、稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺分析
1.稠油井杆中管掺热流体闭式循环热力降粘技术方法
热力降粘技术方法主要是指提升井筒流体温度,使井筒中流体粘度减小,实现流体流动条件的有效改善[3]。该循环方式包括正循环以反循环,其循环工艺结构示意图如下图2中a、b所示。
图a为正循环结构图,在正循环中将热流体由杆中管中心通过,在空心杆和杆中管中环空,然后返回,以热传递的方式对地层产出流体实现加热。
图b为反循环结构图,在反循环中将热流体由空心杆和杆中管通过,环空后由杆中管中心返回地面,以热传递的方式对地层产出流体实现加热。
2.总体框架
根据以井筒温度提升降低粘性为主要方式的举升工艺,进行举升工艺技术设计总体框架的构建,主要包括如下图3几个部分。
图2 杆中管掺热流体闭式循环工艺管柱结构图
图3 稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺技术设计总体框架示意图
如上图所示,该框架设计中的每个部分都为举升工艺设计提供重要信息,以促进该工艺技术真正实现。
三、结语
本文通过对对抽油机井的生产系统组成进行分析,准确把握举升工艺设计的基础。并对节点系统分析方法展开有效论述,对油井节点系统实现有效划分。在对稠油井杆中管掺热流体闭式循环举升工艺研究中,分为两个部分进行阐述:一方面是设计方法:热力降粘技术;一方面是设计框架。通过上述论述建立了工艺技术模型,掌握该工艺设计总体结构,目的在于促进该工艺的更好应用,促进稠油资源开发与利用效率的提升。
[1]孙立柱,尚跃强,张友振,孙秀钊,赵明.稠油井杆套循环加热举升工艺[J].特种油气藏2012,06(25):12-114.
[2]杨元亮,王辉,张建,李清方,庞会中,王增林,汪俊义.基于最优化原理的热流体循环数学模型求解方法[J].西安石油大学学报(自然科学版)2013,09(25):456-458.
[3]Gholamzadeh M.A.,Hashemi P.,Dorostkar M.J..New Improved Oil Recovery From Heavy and Semi-Heavy Oil Reservoir by Implementing Immiscible Heated WAG Injection[J].SPE 132785.