杜66块薄互层稠油火驱举升技术研究与应用

黄腾

摘 要：火驱作为稠油稳产的有效接替方式，在辽河油田杜66块已得到了有效实践。但随着火驱开发的不断推进，在举升方面也日益暴露出系列新问题，主要包括：尾气量增大、油井出砂严重、出砂出气复合型矛盾、管柱腐蚀、油井套变突出等，一定程度上影响了举升系统的正常生产。因此有必要开展火驱举升技术的研究，为火驱持续开发提供有力的技术支撑。

关键词：举升;火驱;开发

一、绪论

曙光油田杜66块为典型薄互层稠油油藏，自2005年开展火驱试验以来，随着转驱规模的日益扩大，区块产量逐年升高，见到明显效果，但也伴随带来不少新矛盾。火驱生产井也作为排气井，随转驱时间延长，部分尾气量逐渐增大，日排气量大于2000标方的油井占比大于38%;区块转驱前部分油井出砂，转驱后油井出砂日趋严重，且出砂出气呈现一定相关性，往往尾气越大的油井出砂也越严重，这种新的出砂、出气复合型矛盾日渐突出，数据显示，目前有70%以上的油井出砂，砂卡停井井数以18%的速度逐年上升;另外还存在火驱采油管柱的腐蚀、油井套变突出等问题。

针对上述问题，我们通过系统梳理火驱生产井举升特性，经过几年的技术攻关，从井下工具研制和改进，到管柱优化设计，系统开展了火驱高含气井举升技术的研究与改进工作，取得了较好的应用效果。

二、主要研究内容

（一）火驱举升影响因素分析

系统梳理杜66块火驱油井举升影响因素，依据油井的气油比、含水、流压、静压，粘度等参数，通过多元线性回归理论，建立相关数学模型，并进行了套压等参数与产量关系的现场试验，故运用数据的最小二乘曲线拟合法，推导套压与泵效的近似关系，为油井的生产管理提供指导依据。

通过理论计算，初步确定为套压应控制在0.15MPa以下，产液受气体影响程度较小。

（二）火驱专用气锚的研制

火驱尾气组分较为复杂，其中非烃类组分比例较高，主要有氮气、二氧化碳，分别占比73%、12%左右，烃类气体所占比例较小，主要为甲烷，占比11%左右。这类混合气与传统油井伴生气性质截然不同。同时杜66火驱区块属于稠油油藏，原油粘度比一般高含气油藏偏高。传统气锚更适于分离以甲烷为主的溶解气，针对火驱工况还有一定局限，对此我们开展了薄互层稠油火驱专用气锚结构的研究。

其设计理念是先设计一定长度的纵向沉降分离结构，利用气液密度差分离大部分未溶于原油的非烃类气体，之后进入螺旋分离结构，分离溶解在原油内的烃类气体。考虑尾气量大流速快，在沉降段设计曲面结构，降低流速;在气锚顶部设计网状捕雾器，排出气体，阻隔液滴。主要技术参数分别为：连接螺纹，2 7/8TBG;本体最大外径，Φ89mm;最小内通径，Φ50mm;分离长度，8m。同时针对部分油质偏稠的油井，在气锚底部设计点滴加药腔，采用药剂降粘消泡和机械重力分离的复合方式，进一步改善气液分离效果。

火驱专用抽油泵包括分体式、整体式两种结构：分体式结构主要采用现场组装方式，适用于井况好，出气量更高的油井;整体式结构为直接装配为一体，结构紧凑，适用于井况相对较差，如有套变等，出气量相对偏少的油井。

（三）火驱专用抽油泵研制

抽油泵是井下管柱的核心，火驱部分生产井存在既尾气量高又出砂严重的复合型矛盾。现有的火驱采油井下工具虽然系统多样，但功能还存在单一性，针对同时防控出砂、出气及腐蚀的问题，尚有一定技术局限性。火驱专用抽油泵通过将沉砂式气锚与沉砂抽油泵组合，实现了流体在入泵前进行油气分离、入泵后防砂卡，实现了火驱高含气出砂采油井的正常生产。

该抽油泵主要技术参数为：泵径，Φ44、57mm;最大外径，Φ102、108mm;長度：9.8m。

技术优势包括：一是创新研发了泵下沉砂式油气分离装置，通过增加设计沉砂结构，实现分离装置与进液和沉砂通道的双向对接。二是泵设计上优选了长柱塞短泵筒、泵筒外有沉砂通道的结构，改进泵底阀总成确保进液和沉砂双层结构的连接和密封。同时在抽油泵整体材料和表面处理方面进行了改进，采用镍铬钨合金材质对抽油泵进行全面防腐蚀处理，加强抽油泵的防腐性能。

三、现场应用及效果分析

该技术在杜66块火驱现场累计实施315井次，其中设计火驱专用气锚181井次，应用火驱井专用抽油泵134井次。综合对比泵效提高了5%、一泵到底率提高了9%、系统效率提高了2.2%、吨液耗电下降了5度，各项采油指标均有提高，阶段增油21445吨。同时对比了188井次的单井动态生产情况，前后示功图气体影响占比减少31%，套管尾气排放量提高9%，举升状况得到明显的改善。

四、结论与认识

（1）该技术有效解决了杜66块薄互层稠油火驱生产过程中的举升难题，维持了油井在火驱采油新工况下的正常生产。

（2）该技术的成功应用填补了国内技术空白，为辽河油田火驱持续开发打下坚实的基础。

参考文献：

[1]蔡文斌，李友平，李淑兰.火烧油层技术在胜利油田的应用[J].石油钻探技术，2004（03）.

[2]关文龙，王世虎，蔡文斌，谢志勤，曹钧合.新型火烧油层物理模型的研制与应用[J].石油仪器，2005（05）.