八面河油田稠油井注采一体化管柱的适应性探讨(谭小林 147队)

八面河油田稠油井注采一体化管柱适应性探讨黄荆平谭小林(清河作业部试油147队)摘要:本文详细阐述了注采一体管柱及配套技术在八面河油田稠油注蒸汽井中的适应性,该技术使用杆式泵配合一体管柱生产, 并开创性地使用普通油管代替隔热管, 应用氮气隔热注汽, 从而实现不动管柱进行注汽、采油、检泵、冲砂等作业。

减少了目前八面河油田传统注汽焖井换泵抽管柱采油的方式造成生产成本的增高, 经济效益变差的状况。

该技术的引进应用节约了作业费用, 缩短了作业时间, 节省了隔热管费用, 有效降低稠油生产成本。

关键词: 八面河油田；稠油；一体管柱；适应性；杆式泵；隔热；一、注采一体管柱引进应用的必要性1. 目前八面河油田常规热采存在的主要问题1.1 热量损失大常规热采在注汽结束后的间喷期，一般为3～5d 左右，由于该期间温度高，出于安全考虑不能及时进行作业，增大了油层热量损失，而这部分油层热量对吞吐效果至关重要，因而降低了热采井的吞吐效果，进而影响产油量；加之下泵抽管柱时要进行热洗，水温达不到，大大损失热量。

1.2 起下作业频繁常规热采需要两次作业，目前八面河稠油区块面138和面120常规热采流程为:作业（下隔热管柱）→注汽→焖井→放喷→作业（起出隔热管柱、下生产管柱和深井泵）→抽油；而注采一体管柱热采流程为：作业（下生产管柱和注采一次泵）→注汽→焖井→放喷→抽油。

从中可以看出，常规热采工艺相对于注采一体管柱工艺多一次作业程序，即起出隔热管柱、下生产管柱和深井泵。

1.3 无法克服常规压井带来的缺陷压井液将对地层造成冷伤害，吸收地层热量，降低稠油油藏吞吐效果并且造成井底污染；压井液容易造成油层堵塞，影响液体流入井内；大量的压井液从井中排出一般需要2～3d 的时间，增加了热采井的无效生产时率。

1.4 周边注气井作业进度影响常规热采不能保证热采井停喷时及时作业，如500m内有注气井，即使停喷也不能作业。

常规热采停喷至下泵作业一般需要10d 左右的时间，这大大降低了热注效率及措施增油量。

综上知,目前八面河油田稠油区块油井传统的采油作业方式成本较高，通过注采一体管柱的引进应用可以大大改善蒸汽吞吐效果和降低面138和面120稠油区块的开发成本。

注采一体管柱集注气、采油功能于一身，采用该技术可以实现不动管柱，只需起下抽油杆的情况下即可完成注气、举升采油，因而大大减少起下作业工作量，降低生产成本，提高油井生产时效和经济效益。

为热采措施增油提供配套工艺技术，为油田上产提供技术保障，具有广阔的推广前景。

因此，八面河油田合理选用注采一体管柱, 完成配套工具以及工艺系统, 使注采一体管柱工艺配套技术在八面河油田大面积推广应用, 并取得较好的应用效果势在必行。

二、注采一体管柱的工作原理及主要构件2.1 工作原理注采一体管柱基本原理: 稠油井注采一体管柱的管柱结构主要由油管、油管扶正器、杆式泵悬挂器、杆式泵以及井口悬挂器等组成。

热采井直接下入一体管柱, 在油管注蒸汽的同时, 从套管注入定量的氮气, 并采取定时补氮的方法, 确保氮气的隔热效果。

注汽结束后再下杆柱生产。

该工艺也可以在油井周期末检泵时下入一体管柱生产, 待油井能量不足需要注汽时, 上提抽油杆, 用悬挂器将杆式泵悬挂在泵上管内( 以形成注汽通道)；注汽后,下放抽油杆转抽生产（如下图所示）。

2.2 主要构件杆式泵注采一体管柱，主要是靠杆式泵达成其经济效益，因此杆式泵的引进选用尤其重要，普通杆式泵内外工作筒之间采用橡胶圈密封,耐温能力差( ≤60℃) , 不能满足注汽要求, 因此,改进了密封材料及方式, 解决了密封件耐温问题,能够满足注汽后下泵生产。

且杆式泵内工作筒可以互换, 对一些不需动管柱的油井, 可以实现反复多次注汽- 转抽, 而且检泵时可以将管内的原油泄出, 不需安装泄油器。

通过实践,注采一体管柱工艺,已全部使用杆式泵作为注采一体管柱用泵且能够得较理想的使用效果和较好的经济效益。

2.1.1 结构注采杆式稠油抽油泵主要由密封活塞、密封泵筒、工作活塞、工作泵筒、游动阀总成、固定阀总成及锚定总成等组成, 结构如图1所示。

图1注采杆式稠油抽油泵结构示意图1-抽油杆接头; 2-备帽; 3-密封泵筒; 4-环形阀; 5-密封活塞; 6-拉杆; 7-工作泵筒; 8-外管; 9-游动阀罩; 10-游动阀副; 1 1-游动阀压帽; 12-工作活塞; 1 3-固定阀罩; 1 4-固定阀副; 15-支撑密封接头; 1 6-支撑密封座; 1 7-固定卡簧。

2.1.2 密封结构的设计注采杆式稠油抽油泵是在高温高压环境下工作, 注汽温度最高能达到350℃, 采用常规的密封方式不能适应这种工况。

注采杆式稠油抽油泵内工作筒和外工作筒之间采用双密封结构, 上部采用泵筒与柱塞阻流密封结构形式，柱塞和泵筒都经过硬化处理；下部采用锥形阀密封结构，密封可靠，内工作筒的取出与重入方便, 能够承受高温及油井放喷时油井出砂对密封面的磨蚀。

2.1.3 工作原理其工作过程是工作活塞上行时, 固定阀打开, 游动阀关闭, 完成吸油过程; 工作活塞下行时, 固定阀关闭, 游动阀打开, 完成排油过程。

注蒸汽时, 将抽油杆柱上提, 抽油杆柱带动拉杆、工作活塞、密封活塞、工作泵筒、固定阀总成、锚定总成等部件一起上行, 锚定部分脱开, 形成注汽通道, 从井口注入的蒸汽通过通道进入地层。

注完汽后, 焖井自喷；自喷后, 下放抽油杆柱至碰泵位置, 调好防冲距进行抽油, 在注蒸汽与转抽过程中不需要起出抽油杆柱和油管, 实现了注采一体化管柱, 可避免修井过程中油层的能量损失。

修井作业时, 将光杆上提一定高度(注汽状态的高度) , 进行正循环洗井。

在井口卸掉盘根盒, 取出抽油杆、拉杆、工作活塞、密封活塞、工作泵筒、固定阀总成、锚定总成等部件, 更换一个新的泵心下入, 下放抽油杆至碰泵位置后, 调好防冲距抽油, 这样就完成了该井的修井作业。

与传统蒸汽吞吐井的修井作业相比, 它可以减少修井时间50%以上, 避免修井时油管上的死油散落在井场, 保持了井场的清洁, 减轻了对井场周围环境的污染。

2.1.4 技术参数泵的规格:Φ44mm;柱塞冲程: 2.1~ 3.0m;坐卡力: 5kN;解卡力: 10kN; 适应油管内径: ≥62mm;适应井深: ≤1500m。

三、八面河油田的引进及选用3.1 如何选井（1）井况、固井质量好，保证满足热采的要求。

（2）主力油层相对发育集中，有效厚度在8m以上。

（3）原油粘度较高，符合热采开发的标准。

（4）注气井狗腿度较小，能够满足生产油管下到油层顶部的要求。

（5）井斜度较小，最大限度减少抽油杆、注采一次泵与生产油管的偏磨，以防抽油杆断、注采一次泵磨漏。

根据上面的选井原则，注采一次泵试验选在面120和面138区块小斜度井。

3.2 所选试验井及区块的基本概况面138和面120区块具有相对密度大、粘度高、凝固点高、含蜡量高的特点。

50℃地面脱气原油粘度60～80MPa·s，凝固点17.8℃，含蜡量13.8%，平均原油密度0.877g/cm3 油层中部温度31.5℃，原始地层压力4.2MPa，饱和压力3.6MPa。

3.3 如何选注采一次杆式泵目前如河南和吉林油田常用的注采一次泵主要有打捞固定阀注采泵、环流注采泵、长柱塞式注采泵、串联式注采泵等，如扶余油田注采一次管柱试验井采用的是该油田采油院设计的注采一次泵。

该泵是将常规深井泵的固定凡尔改装成悬挂式固定凡尔球装置。

注气时凡尔球悬在凡尔座上，打开注气通道，实现注气功能；举升时将注采一次泵活塞下放将凡尔球撞入凡尔座，实现举升功能。

3.4 对试验井注采一次管柱设计故要想对八面河油田进行注采一体管柱下井试验，注气前作业下入油管管柱串，活塞下到离泵筒上部约0.5m左右的距离，预留该距离是避免注采一次泵活塞将悬挂式凡尔球撞入球座，造成注气通道关闭而导致试验失败。

井口利用三通向盘根盒内充填耐高温350℃的石墨，光杆经盘根盒紧固在悬绳器上，用方卡锁紧以防折断，并确保其在悬绳器以上露出7m左右的距离。

注蒸汽前自油套环空注入氮气，进行氮气隔热保护套管。

管柱下入井内后，连好注气管线，经过系统的安全检查合格后，开始注气。

注汽结束后下放抽油杆，使柱塞入工作筒，通过30kg左右的撞击力碰泵4次，使凡尔球被击落出开瓣弹簧并落入球座，抽油机以适当冲程抽吸出液，说明试验成功。

3.5 预期效果（1）采用注采一次泵完全可以替代常规深井泵行使举升采油的功能，同时兼有注气功能，实现注气、采油一体管柱，达到简化注气工艺管柱的目的。

（2）采用耐高温350度石墨盘根可以达到密封300度以上的高温效果。

（3）采用带总闸门的热采井口可以达到井控要求。

（4）能够部分解决因狗腿度变化大导致隔热油管下不去无法注蒸汽的问题。

四、结论及建议八面河油田稠油井注抽一体管柱工艺技术引进应用成功, 使其在配套工具、工艺上成熟, 这标志着八面河油田稠油井开采又多了一新的有效途径。

然而, 该工艺技术在实施过程中可能还存在着一定的不足, 主要有以下几个方面: 工艺配套的防砂措施还不完善, 出砂井易卡泵；杆式泵的密封材料耐温不能满足注汽要求( 不能超过240℃) , 不能满足管、杆一次性下入井内；因此, 该项技术在实施的过程中, 应注意选用合适的杆式泵。

初期由于泵型与油井产能不匹配,激励油层出砂卡泵。

在注氮、注汽过程中, 个别热采井口出现漏汽现象。

影响措施效果, 造成不必要的浪费。

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