摘要：某地油田稠油热采中深井注采管柱主要以隔热油管+热敏封隔器+抽稠泵的隔热注采一体化管柱为主，具有原油黏度高、油层埋藏深及举升泵径大的特点，在注采过程中存在原油进泵困难、注汽过程中井筒热损失大及注汽节流大等问题，降低了注汽及采油效率。针对上述问题，开展了高效注采工艺技术研究。
关键词：高效；隔热；注采；注汽；热损失
随着稠油热采区块开发的不断深入，采出程度不断提高，采油难度也在不断加大，在产能接替不足及增产稳产的大背景下，稠油热采井的开采对注采工艺技术提出了更高的要求，该地油田的春光油田及新庄油田属于这一类型。上述油田开采具有三大难点：其一是注汽方面，对于采用Φ70柱塞抽稠泵的井，上提注汽时，Φ70柱塞需要提至泵上油管中，目前采用的油管内径为76mm，单边过流间隙仅3mm，注汽通道的当量直径仅29mm，注汽通道小，注汽节流大，降低了注汽效果。其二是隔热方面，目前的中深井隔热方式主要采用隔热油管+热敏封隔器+环空注氮气隔热，但隔热油管接箍处不具有隔热功能，因此接箍处热损失大，经过模拟，若不使用隔热衬套，井底将造成10个百分点左右的干度损失，严重影响注汽质量。而现有的隔热衬套存在隔热效果不佳、易脱落造成作业等问题，不适应现场需求。与此同时，目前采用的伸缩管具有隔热功能，管柱中增加了7m左右的散热段。三是采油方面，特超稠油井原油黏度高，导致井液进液阻力大，目前采用的进液通道最大的偏心抽稠泵，在原油黏度达到3500mPa.s后举升效果差，举升效果不理想。为了解决这一问题，研究应用了一种能够在特超稠油热采中深井中实现高效注汽、隔热及采油的注采工艺技术。
1稠油热采中深井高效注采工艺技术
1.1技术组成
该工艺管柱主要由隔热油管、可传扭隔热伸缩管、防脱隔热衬套、大流道抽稠泵、热敏封隔器及导向十字叉等组成。
1.1.1防脱隔热衬套技术指标
（1）基本组成。由衬套、上衬管及下衬管组成。（2）技术指标。耐温：350℃；耐压：20MPa；最小内通径：80mm。
1.1.2可传扭隔热伸缩管
（1）基本组成。由上接头、中心管、填料压环、填料套、隔热管及下接头等组成。（2）技术指标耐温：350℃；耐压：20MPa；最小内通径：76mm。
1.1.3大流道抽稠泵
（1）基本组成。主要由上油管接箍、出油阀罩、上泵筒、大柱塞、游动阀球、游动阀座、活动接头、小柱塞、密封泵筒、固定阀球、固定阀座及固定阀座接头等组成。（2）技术指标。耐温：350℃；耐压：20MPa；最大外径：139.7mm；总长度：7m；适应最大井斜：65°；进油通道当量直径：69mm；泵连接扣型：31/2"。
1.2工艺原理
其工艺原理包括注汽、隔热及采油三方面。
1.2.1注汽原理
管柱组配时将注汽增效器直连抽油泵，注汽时上提抽油杆，将抽油泵大柱塞及小柱塞的一分部提至注汽增效器之中，蒸汽则由井口进入油管，经大通径注汽增效器与柱塞所形成的环形空间流动至泵下，最终进入地层，实现对储层的降粘。根据需求，注汽前可向油套环空注入定量氮气。
1.2.2隔热原理
（1）防脱隔热衬套下井时将隔热衬套安装于两根隔热油管之间的接箍中，通过隔热油管上扣时对衬套的挤压作用，使具有低导热功能的衬套紧密贴合在不具隔热功能的油管接箍的内壁中，从而降低注汽过程中油管接箍处的热传导效应，提高注汽质量。（2）可传扭隔热伸缩管入井前，将隔热管及中心管拉开至极限位置，随管柱下入完井。注汽过程中，随着井筒温度的升高，管柱将受热伸长，当隔热伸缩管下部管柱受热产生的热伸长无法释放时，隔热管与中心管将发生相对回收，以此来释放注汽过程中所产生的热伸长，从而达到改善管、杆受力，提高管、杆柱使用寿命的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆隔热管与中心管相对回收后，实现隔热管对非隔热管的覆盖，由于隔热管具有高真空隔热层，因此可降低注汽过程中蒸汽在该处的热损失，从而提高井筒注汽质量。
1.2.3采油原理
上冲程时，柱塞上行，下泵筒和固定阀球随柱塞上行，泵腔体积增大，压力降低，此时游动阀关闭，固定阀开启，环空液体由桥式接头侧向进液通道进入泵腔，泵上油管内液体则被举升至地面。下冲程时，柱塞下行，下泵筒和固定阀球随柱塞上行，泵腔体积减小，压力增大，此时游动阀关闭，固定阀开启，泵腔液体排至泵上。
1.3技术特点
（1）隔热油管+隔热伸缩管+隔热衬套+热敏封隔器的组配，使得热敏封隔器上部管柱均具有隔热功能，实现了泵上管柱的全程隔热，相比于常规热采管柱，隔热效果更好。（2）抽稠泵采用Φ70/38大流道抽稠泵，具有进液通道更大、进液阻力更小的特点。（3）注汽增效器具有大通径，可提高注汽过程中的注汽通道的过流面积，能够降低注汽节流，提高注汽质量。
2关键技术问题的解决
2.1技术问题
（1）对于采用Φ70柱塞抽油泵的井，如何提高上提注汽时大柱塞与泵上管柱之间形成的注汽通道过流面积的问题。（2）在抽油杆柱起下或抽汲过程中，杆柱与隔热衬套内壁发生接触产生摩擦力，造成衬套脱落时有发生的问题。（3）特超稠油井举升周期末，原油黏度高，抽油泵进油阻力大、泵效低的问题。
2.2解决方案
（1）泵上注汽增效器设计为大通径，注汽通道为原来的1.9~3.5倍，增大过流面积，降低注汽节流。（2）隔热衬套的衬管设计为两级分离式结构，上衬管和下衬管螺纹上紧后将衬套镶嵌在其外端面，防止衬管受到外力时与衬管分离脱落。（3）下泵筒外管“大肚子”的设计，使得进油通道拥有足够的设计空间，最大限度了增大了进油通道的过流面积，可降低进油阻力，提高高黏度举升条件下泵的充满程度。
3室内及现场效果
3.1室内试验效果
（1）试验目的。测试、对比各被测件的外表面温度、导热系数及整个试验过程中的外表面温度变化曲线，评价其隔热性能，为隔热技术的优选提供手段和依据。（2）试验内容。试验防脱隔热衬套、可传扭隔热伸缩管及隔热油管接箍的隔热性能。（3）试验原理。以测试隔热衬套及隔热油管接箍为例，按照流程图连接试验管柱。接通电热棒电源对被测件内壁表面进行加热，由导热系数测量仪中的红外线测温仪对被测件外表面进行温度测量及导热系数，通过计算机直接读取内、外表面的温度变化曲线。（4）试验结果。实验表明，研制的防脱低导热隔热衬套及隔热伸缩管具有优良的隔热性能，可显著提高注采管柱的隔热效果，其中隔热衬套可降低外壁温度52℃，隔热伸缩管可降低外壁温度71℃。
3.2现场应用效果
截至2017年11月，共计开展现场应用14口井，工艺成功率93%，累计增油140.92t，平均单井泵效提高5.75个百分点，平均单井降低注汽压力0.5MPa，应用效果良好，达到了增油增效的目的。其中防脱隔热衬套及可传扭隔热伸缩管现场应用3口井，大流道抽稠泵现场应用4口井（古J505井措施后未注汽，为不可对比井），累计产液2571t，累计产油497t，累计增油59.3t；大通径注汽增效器现场应用7口井，累计增油81.62t。
4结论及认识
（1）注汽方面，泵上设计有注汽增效器，该工具具有大通径的特点，可与柱塞适配；上提杆柱注汽时泵的上柱塞提入注汽增效器之中，增大了泵上注汽通道的过流面积（提高值为原来的1.9~3.5倍），可降低注汽节流，提高注汽质量。（2）隔热方面，泵上油管均采用高真空隔热油管管柱，防脱隔热衬套安装于高真空隔热油管接箍内部。伸缩管采用具有隔热功能的隔热伸缩管，由井口至注汽封隔器之间的易散热段管柱均具有隔热功能，实现了注入蒸汽在该段的全程高保干。（3）采油方面，配套应用了能够适应更高原油黏度的大流道抽稠泵进行举升，满足了生产需求，提高了采油效率。
参考文献
［1］王学忠.春风油田浅层超稠油注采一体化技术应用研究［J］.钻采工艺，2015，38（2）：57－58.
［2］李玉君，等.超稠油水平井双管柱开采技术［J］.特种油气藏，2013，（1）：126-128.
论文作者:李晨毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/29
标签：衬套论文; 管柱论文; 油管论文; 伸缩论文; 柱塞论文; 热敏论文; 大通论文; 《基层建设》2019年第21期论文;