稠油結(jié)蠟井無動力連續(xù)加藥裝置的研制與應(yīng)用

羅 琴，張春來，孟向軍

（中石化勝利油田有限公司勝利采油廠，山東東營 257041）

0 引言

稠油結(jié)蠟油井由于原油黏度大，抽油桿、光桿在運(yùn)行過程中所承受負(fù)荷大，拉伸強(qiáng)度大，易產(chǎn)生斷桿、卡桿、蠟卡光桿等現(xiàn)象，造成油井生產(chǎn)不正?；蚓诨貕焊叩戎T多問題；同時導(dǎo)致洗井和作業(yè)頻次增加，增加作業(yè)成本和工人的工作量和勞動強(qiáng)度。要解決這些問題都需要向油井中投加各種化學(xué)藥劑，從而維護(hù)油井的正常生產(chǎn)。在生產(chǎn)中多采取人工定期加藥的方法實施人工降黏、防蠟，但目前人工井口加藥的方法存在一次性加藥不能連續(xù)發(fā)揮藥效、路況差油井和偏遠(yuǎn)井加藥質(zhì)量得不到保證、工人勞動強(qiáng)度大等缺陷，且加藥周期的末期仍會出現(xiàn)稠油結(jié)蠟而導(dǎo)致卡桿、斷桿等問題，采油二礦2008-2009年定期加藥的稠油結(jié)蠟井卡桿頻率為16井次/年。這些都較大程度地影響著采油隊效益的進(jìn)一步提升。

針對人工加藥方式所存在的弊端，研制了一種稠油結(jié)蠟井無動力連續(xù)加藥裝置，用于對稠油結(jié)蠟井連續(xù)定量加藥。該加藥裝置可根據(jù)稠油井藥劑量需求，實現(xiàn)定時、定量自動加藥。

1 稠油結(jié)蠟井無動力連續(xù)加藥裝置的結(jié)構(gòu)及原理

該加藥裝置由罐體、呼吸管平衡系統(tǒng)、連續(xù)加藥量控制系統(tǒng)組成。主要設(shè)計參數(shù)：罐體為直徑450 mm、高700 mm，液位觀察窗高500 mm，材料為內(nèi)防腐處理45#鋼，水嘴直徑分0.5、0.7、1.0mm三種。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

工作原理：該裝置在向油井加化學(xué)藥劑前，先將油井套管閥門關(guān)嚴(yán)，開啟放空閥門，將罐體內(nèi)壓放凈，卸掉加藥孔蓋，將要加注的化學(xué)藥劑加入到罐體內(nèi)。通過液位觀察窗觀察液位，再開啟套管閥門，使本裝置與油井的油套環(huán)形空間形成一個壓力平衡系統(tǒng)。藥劑將依靠勢能通過加藥閥、水嘴連續(xù)流入油井套管環(huán)形空間。藥劑用完后，關(guān)上套管閥門，開啟放空閥門，再將藥劑加入罐體內(nèi)，使加藥劑工作不斷進(jìn)行下去，達(dá)到對油井連續(xù)定量加藥的目的。

圖1 井口連續(xù)加藥裝置結(jié)構(gòu)示意

2 技術(shù)特點

（1）該裝置的使用是先把加藥罐裝在井口上方，罐體下部與套管相連，通過設(shè)在加藥罐體內(nèi)的呼吸管平衡裝置，將套管氣引入藥罐上部，使藥液上下液面氣壓相等，再利用藥液的高度落差和自身重量產(chǎn)生的壓力，使藥液順利流入套管內(nèi)，從而達(dá)到定時、定量自動加藥目的。

（2）在罐體上部設(shè)計了加藥孔和放空閥。

（3）針對油井套管中存在套管氣，易造成罐體內(nèi)藥液加入受阻或無法加入的情況，我們在加藥罐體內(nèi)設(shè)計了呼吸管平衡裝置，即利用同心雙管原理，分別設(shè)計了藥液加入通道和套管氣排出通道，用膠皮管道將罐體底部與井口套管閘門處相連，形成呼吸管平衡系統(tǒng)，靠呼吸管平衡油套環(huán)形空間與罐體容器內(nèi)壓力，確保加液順暢。

（4）要實現(xiàn)加藥量的連續(xù)、平穩(wěn)，確保加藥效果，就要時刻控制好加藥速度和加藥量。從注水井注水過程中通過改變井下水嘴大小來控制注水量這一環(huán)節(jié)我們得到啟發(fā)，通過在罐底出液孔處加裝不同孔徑的水嘴，來達(dá)到控制加藥量的目的。因此，我們根據(jù)目前稠油井對藥量的需求，加工了直徑0.5、0.7、1.0 mm三種水嘴，可分別安裝在出液孔處，并在液流通道上安裝直徑102 mm或152 mm的控制閥，以便于更換水嘴時切斷液流。

（5）在裝置底部增設(shè)了支撐架，并根據(jù)井口的高低設(shè)計了不同高度的支撐架，使其與井口連接后底部不懸空。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

2010年4月，我們將 “井口連續(xù)加藥裝置”安裝在采油25隊的21N104井上進(jìn)行了試驗。21N104井原油黏度達(dá)2 468 mPa·s，該井使用井口連續(xù)加藥裝置之前，產(chǎn)液量在5.6～10.8 m3/d之間波動，使用該裝置后，該井產(chǎn)液水平上升到3.2 t/d，功圖最大負(fù)荷由87.3 kN降為72.8 kN。因此，在該井試驗效果較好的基礎(chǔ)上，我們決定將該裝置在礦上其他6口稠油井上推廣應(yīng)用。同時，由于井口連續(xù)加藥裝置的使用，使藥劑被充分使用，提高了其使用效果。措施實施后，平均單井月加藥次數(shù)下降4次，加藥量由313 kg降為120 kg，下降了193 kg，效果顯著。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

井口連續(xù)加藥裝置已在6口抽油井上應(yīng)用，截止到目前累計增油1 173 t，原油價格按3 500元/t計算，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為410.55萬元；平均單井月節(jié)約藥量為193 kg，每千克藥劑價格按8.5元計算，小組活動后共降低成本為0.82萬元；井口連續(xù)加藥裝置每臺5 000元，6口井累計費(fèi)用為3萬元，所以年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益合計為408.37萬元。

3.2 社會效益

該裝置的使用，降低了洗井、撈桿作業(yè)頻次，方便了油井生產(chǎn)管理。該裝置還可應(yīng)用于其他結(jié)垢油井的加藥管理中，同樣能起到延長免修期的作用。隨著該裝置的推廣應(yīng)用，必將帶來較好的社會效益。