稠油热采中深井高效注采工艺技术研究与应用

张涵琪

辽河油田钻采工艺研究院 辽宁盘锦 124010

随着稠油热采区块的不断开发和采出程度的不断提高，原油开采的难度也越来越大。在产能接替不足、稳产的背景下，稠油热采井的发展对注采工艺提出了更高的要求。辽河油田属于这种类型。油田开发存在三大难点：一是注汽，Φ70 柱塞泵、上提注汽时，Φ70 柱塞需要提至泵上油管中，目前油管直径为76mm，单向流间隙仅为3mm，注汽通道当量直径仅为29mm，注汽通道小，注汽节流阀大，降低了注汽效果。第二，隔热。目前深井隔热方法主要采用隔热油管+ 热敏封隔器+ 环空注氮气，但隔热油管接头位置不起作用，接箍热损失大。通过模拟计算，如果不使用隔热套管，井底干燥度损失约10%，严重影响注汽质量。但现有保温套管保温效果差，易脱落，不能满足现场要求[1]。同时，目前使用的膨胀管具有保温功能，管柱上增加了约7m 的散热段。第三，在采油过程中，超稠油油井原油粘度大，导致流入液阻力大。目前，进口流道最大的偏心稠化泵在原油粘度达到3500MPa 后，提升效果较差。为了解决这一问题，研究并应用了一种在超稠油开采的中深井实现高效注汽、隔热、采油的注采工艺。

1 稠油热采中深井高效注采工艺技术

1.1 技术组成

工艺管柱主要由隔热管、扭转隔热衬套、防拆隔热衬套、大通道抽稠泵、热封隔器、导向四通等组成。基本的成分。①它由衬套、一个上衬套和一个下衬套组成。②技术指标。温度350℃，压力20MPa，内径最小80mm。③隔热伸缩管。它由填料环、填料套、隔热管、上接头、中心管组成。

1.2 工艺原理包括注汽、隔热、采油

①注汽原理。管柱在配备直接注汽倍增泵、注汽抽油杆、分支小泵柱塞和柱塞注汽倍增器、井口进汽管、直径注汽效率和向环空流动形成柱塞泵，最终形成储层粘度。必要时，可在注汽前向油套管环空注入定量氮气。②隔热原理。防脱隔热衬套。下井时，将隔热套管安装在两根隔热油管之间的联轴器上，与隔热油管连接时，将隔热套管压紧这样，具有低导热功能的套管与无保温功能的套管内壁紧密结合，减少了注汽时对套管的导热作用，提高了注汽质量。③可传扭隔热伸缩管。下井前，将隔热管、中心管拉至极限位置，随管柱下入完成[2]。在注汽过程中，随着井筒温度的升高，管柱会被加热和拉长。当热膨胀管柱产生的热量不能释放时，隔热管和中心会相对回收。为了释放注汽过程中产生的热蒸汽，可以改善管杆轴承，延长管杆使用寿命。隔热管相对于中心管回收后，保温管可覆盖非隔热管。采用高真空绝热层，可以减少注汽过程中蒸汽的热损失，提高井筒注汽质量。④石油生产原理。在上冲程中，柱塞上升，下泵筒和固定阀球随柱塞上升，泵腔容积增大，压力降低。此时，行驶阀关闭，固定阀打开。环形液体从桥侧进口通道进入泵腔，泵油管内的液体被提升至地面。当冲程减小时，柱塞下降，下泵筒和固定阀球随柱塞上升，泵腔容积减小，压力升高。此时，游动阀关闭并固定固定阀打开后，泵腔内的液体被排放到泵内。

2 关键技术问题的解决

2.1 技术问题

①在Φ70 柱塞泵井，如何提高注汽通道中柱塞与泵之间形成的大管柱的流通面积。②在抽油杆柱下提或抽汲过程中，抽油杆柱与保温套管内壁接触，产生摩擦，导致套管脱落。③存在着原油粘度高、泵吸阻力大、泵效低、循环抽油量大等问题。

2.2 解决方案

①泵上注汽器直径较大，注汽通道为原流道的1．9-3．5 倍，增大了通流面积，减小了注汽节流。②绝缘套管套管设计为两级分离结构。上、下缸套螺纹拧紧后，将缸套镶嵌在外端面上，防止缸套在外力作用下与缸套分离。③“大肚子” 外管和下泵筒使进油通道有足够的设计空间，使进油通道的流通面积最大化，减小了进油阻力，提高了泵在充满度条件下的高粘度[3]。

3 室内效果。

3.1 测试的目的

在整个试验过程中，对被试件的外表面温度、导热系数和温度曲线进行了测试和比较，以评价隔热性能，为保温工艺的优化提供手段和依据。

3.2 测试内容

脱附隔热套管和膨胀管的传递扭转绝缘和间隔棒试验热油管接头的隔热性能。试样的物理图形如图1、图2 和图3 所示。

3.3 试验原理

以隔热套管和隔热油管接箍为例，按程序连接测试管柱。打开电加热棒电源，加热被测件内表面。热导率测量仪中的红外温度计将测量被测零件外表面的温度和热导率。内表面和外表面将由计算机直接读取温度曲线。

4 结语

综上所述，在注汽方面，针对大直径、适用于柱塞的泵，设计了注汽增效剂。当泵的上柱塞注入蒸汽喷射器时，增大上部蒸汽喷射器的流通面积（增加值为原值的1．9-3．5 倍）可以减小注汽节流，提高注汽质量。在保温方面，泵管采用高真空隔热管柱，在高真空保温管的颈部安装防脱附隔热套管。膨胀管采用带隔热功能的膨胀管，井口与注汽封隔器之间易散热段管柱具有隔热功能，实现该段全过程高效注汽。在采油方面，采用适应高粘度原油的大通道稠化泵举升，满足了生产需要，提高了采油效率。