真空隔熱油管無(wú)伴熱采油試驗(yàn)研究

孫天嬌 楊洪梅 郭道宏

摘 要：高含蠟、高凝固點(diǎn)是沈陽(yáng)油田油品特點(diǎn)，開(kāi)采時(shí)需要伴熱，從而生產(chǎn)能耗較高。采用井筒保溫技術(shù)可使部分伴熱生產(chǎn)井轉(zhuǎn)為無(wú)伴熱生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)能耗。經(jīng)試驗(yàn)研究，對(duì)真空隔熱油管的保溫性能有一定的了解掌握，關(guān)于其對(duì)井筒的保溫效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，針對(duì)高凝油井筒保溫?zé)o伴熱采油，給予參考依據(jù)與技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：真空隔熱油管 無(wú)伴熱采油 試驗(yàn) 高凝油

中圖分類(lèi)號(hào)：TE349 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（b）-0084-02

高含蠟、高凝固點(diǎn)是沈陽(yáng)油田油品特點(diǎn)，開(kāi)采時(shí)需要伴熱，從而生產(chǎn)能耗較高。目前主要采用空心桿內(nèi)熱線(xiàn)與油管電加熱技術(shù)進(jìn)行電伴熱生產(chǎn)[1]。在727口高凝油生產(chǎn)井中，有413口采用的是電伴熱生產(chǎn)的油井，其中330口為抽油機(jī)空心桿熱線(xiàn)井，83口為油管電加熱井，而僅電伴熱日耗電為33.4×104 kW·h。

伴隨著沈陽(yáng)油田主力高凝油區(qū)塊逐漸進(jìn)入中高含水開(kāi)發(fā)階段，油井含水上升、液面降低，沈陽(yáng)油田也開(kāi)始進(jìn)行無(wú)伴熱采油研究試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)近20年的研究探索，一步步地將高凝油無(wú)伴熱采油技術(shù)升級(jí)成電加熱井低于凝固點(diǎn)降溫開(kāi)采、加藥無(wú)伴熱采油、常規(guī)無(wú)伴熱采油等系列技術(shù)[2]，無(wú)伴熱采油已有有34%的高凝油實(shí)現(xiàn)。還是有沒(méi)有有效的手段以實(shí)現(xiàn)無(wú)伴熱采油的油井，即413口電伴熱高凝油油井，這也是沈陽(yáng)油田更好地降低生產(chǎn)能耗的主要目標(biāo)。

1 研究目的

通過(guò)對(duì)沈陽(yáng)油田不同油井產(chǎn)液的溫度變化情況和主力高凝油區(qū)塊原油物性以及流變性特點(diǎn)研究分析表明，通過(guò)真空隔熱油管保溫作用，可使部分電加熱油井的井口出液溫度始終處在37℃以上，從而實(shí)現(xiàn)常規(guī)無(wú)伴熱采油[3]。使降低能耗和節(jié)約成本的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

在該次試驗(yàn)研究中，對(duì)真空隔熱油管的保溫性能有了了解和掌握，將其導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算出來(lái)，對(duì)保溫效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，針對(duì)高凝油無(wú)伴熱采油，為其提供了參考依據(jù)與技術(shù)支持。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

測(cè)試真空隔熱油管導(dǎo)熱系數(shù)地面。需做如下準(zhǔn)備：除了相應(yīng)的材料與工具等，還有注水用漏斗、封堵油管兩端用的絲堵（其中一端絲堵留有注水孔）、外部測(cè)溫用的測(cè)溫儀、測(cè)量記錄管內(nèi)溫度用的溫度測(cè)量記錄儀、70L左右70℃以上的熱水和220V電源。

3 地面測(cè)試

任意選取真空隔熱油管2根，施行模擬測(cè)試，以水為測(cè)試介質(zhì)，水的初始溫度在70℃左右，管內(nèi)水的溫度變化情況采用溫度記錄儀器連續(xù)監(jiān)測(cè)記錄。

參照測(cè)試數(shù)據(jù)做溫降測(cè)試曲線(xiàn)（如圖1）。

3.1 測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)溫降測(cè)試數(shù)據(jù)：

1#真空隔熱油管：環(huán)境溫度為18～26℃，初始記錄溫度為67.7℃，終止記錄溫度為26.8℃，連續(xù)記錄時(shí)間15h，溫降：40.85℃。

2#真空隔熱油管：環(huán)境溫度為18～26℃，初始記錄溫度為66.8℃，終止記錄溫度為31℃，連續(xù)記錄時(shí)間20h，溫降：35.76℃。

依照試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合圓筒壁導(dǎo)熱公式[4]：

（1）

對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，1#真空隔熱油管是：0.048 W/m.℃；2#真空隔熱油管是：0.032 W/m.℃。

對(duì)比上述兩根真空隔熱油管的計(jì)算參數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)有一定差異，后期分析時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)采用兩根油管的平均值：0.04 W/m.℃。

3.2 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

由于接箍處未采取隔熱保溫措施，其散熱量要大大高于真空隔熱油管本體部分同等長(zhǎng)度上的散熱量[5-6]。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)共進(jìn)行了2井次，分別在靜67-563和靜69-165C井進(jìn)行。

4.1 靜67-563井試驗(yàn)情況

4.1.1 油井試驗(yàn)前生產(chǎn)情況

該井采用空心桿內(nèi)熱線(xiàn)電伴熱生產(chǎn)，伴熱送電2～3d/周，在平穩(wěn)生產(chǎn)的情況下，日產(chǎn)液為28.2t/d，產(chǎn)油為2.3t/d，含水為92%。

4.1.2 試驗(yàn)井生產(chǎn)管柱和復(fù)產(chǎn)后生產(chǎn)情況

該井于2012年6月底因泵漏進(jìn)行檢泵作業(yè)，下空心抽油桿，未下熱線(xiàn)，真空隔熱油管下深1185m。

復(fù)產(chǎn)初期日產(chǎn)液42.3t/d，產(chǎn)油2.3t/d，含水94%。生產(chǎn)平穩(wěn)后日產(chǎn)液34.3 t/d，日產(chǎn)油4.1t/d，含水88%。

4.1.3 效果跟蹤

復(fù)產(chǎn)后該井的日產(chǎn)液初期是42t，而1個(gè)月之后慢慢降到了36t。從復(fù)產(chǎn)到半年后因泵漏進(jìn)行檢泵作業(yè)，測(cè)井口溫度次數(shù)為19次，9月20日之前為45～47℃。在此之后日產(chǎn)液慢慢降到了16t，而井口出液溫度一直處在40℃以上。在該次試驗(yàn)中，該井沒(méi)有進(jìn)行井筒伴熱，其正常生產(chǎn)194d，而且抽油機(jī)載荷和抽油機(jī)電流都沒(méi)有大的變化。這說(shuō)明采用真空隔熱油管生產(chǎn)，能夠很好地維持井筒內(nèi)的溫度，保證井筒內(nèi)液體的流動(dòng)性。

4.1.4 數(shù)據(jù)分析

前期，系統(tǒng)測(cè)試了高凝油井的井口出液溫度情況，同時(shí)采用井筒溫度場(chǎng)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算、分析與對(duì)比，最后整理結(jié)論：沈84-安12塊油井的井口出液溫度實(shí)測(cè)值高出計(jì)算值2～5℃。尤其是在2009年9月份測(cè)試了靜67-563井的井口溫度。當(dāng)時(shí)該井冷抽生產(chǎn)，其中日產(chǎn)液為20.5t，日產(chǎn)油為1.8 t，含水為91%。井口出液溫度的實(shí)測(cè)值為：25℃，理論計(jì)算值為：20.5℃，相差4.5℃。

采用真空隔熱油管將靜67-563井冷抽復(fù)產(chǎn)后，井口出液溫度的實(shí)測(cè)值為：45～47℃，理論計(jì)算值為42.4℃，兩者相差2.6～4.6℃。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，井口出液溫度的實(shí)測(cè)值一直高出計(jì)算值2～5℃，所以能以計(jì)算的采用真空隔熱油管生產(chǎn)比普通油管生產(chǎn)提高的溫度為參考，日產(chǎn)液為15～45t，對(duì)比采用1200m真空隔熱油管和普通油管生產(chǎn)的井口出液溫度計(jì)算情況，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

4.2 靜69-165C井試驗(yàn)情況

為了準(zhǔn)確了解井下溫度分布情況和真空隔熱油管的保溫性能，2013年在靜69-165C井上做了進(jìn)一步的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)在井下1244 m處下入了一個(gè)壓力溫度計(jì)，用來(lái)記錄溫度數(shù)據(jù)。

4.2.1 試驗(yàn)井作業(yè)情況

2013年7月份，油管電加熱井靜69-165C因不出液作業(yè)。下真空隔熱油管1194米，下空心桿未下熱線(xiàn)。

4.2.2 復(fù)產(chǎn)后溫度測(cè)試情況

該井作業(yè)前正常生產(chǎn)時(shí)日產(chǎn)液20t，產(chǎn)油1.4t，含水93%，油管電加熱功率約為35kW，連續(xù)送電伴熱。

復(fù)產(chǎn)后初期日產(chǎn)液、含水情況與作業(yè)前正常生產(chǎn)時(shí)基本相同，生產(chǎn)50 d后日產(chǎn)液逐漸升到26t，含水上升到97%。從8月初復(fù)產(chǎn)到11月中旬再次作業(yè)共測(cè)井口溫度10次，10月份之前均在40～43℃之間。

根據(jù)日產(chǎn)液數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，做靜69-165C井日產(chǎn)液與溫度測(cè)試曲線(xiàn)如圖2：

4.2.3數(shù)據(jù)分析

考慮到復(fù)產(chǎn)初期油井生產(chǎn)不穩(wěn)定，10月中旬以后，井下1244 m處與井口溫度都開(kāi)始有明顯降低，產(chǎn)液量也已經(jīng)開(kāi)始降低，只有9月初到10月上旬的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)都比較穩(wěn)定，因此選取這一段時(shí)間的數(shù)據(jù)作為計(jì)算的依據(jù)。

選取比較接近平均值的一組數(shù)據(jù)日產(chǎn)液24 t，產(chǎn)油1.2t，含水95%，進(jìn)行計(jì)算，反推出真空隔熱油管的導(dǎo)熱系數(shù)為0.035 W/m.℃。與地面測(cè)試得出的數(shù)據(jù)基本相符。前期地面測(cè)試得出的導(dǎo)熱系數(shù)為0.032～0.048 W/m.℃，計(jì)算采用的數(shù)據(jù)為0.04 W/m.℃。

考慮圖2中三條曲線(xiàn)的關(guān)聯(lián)，根據(jù)10月10日以后的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，可以分析得出，油井日產(chǎn)液量在20t以下時(shí)，井口溫度隨產(chǎn)液量的變化比較明顯。

5 試驗(yàn)結(jié)論

（1）對(duì)于沈陽(yáng)油田主力高凝油區(qū)塊的油井，與采用普通油管生產(chǎn)相比，采用1200m真空隔熱油管保溫生產(chǎn)可以提高井口溫度12.5～15.5℃。

（2）試驗(yàn)采用的真空隔熱油管在井下的視導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到0.035～0.04 W/m.℃。

（3）采用真空隔熱油管保溫，油井日產(chǎn)液量在20t以下時(shí)，井口溫度隨產(chǎn)液量的變化比較明顯。

參考文獻(xiàn)

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