空心環(huán)流泵工藝的技術應用

1、前言  
　　中國石化西北分公司所屬塔河六號油田屬于稠油區(qū)塊，其中尤其以西北部難動用儲量區(qū)塊最為典型，油井原油粘度均大于10000mPa·s(50℃),由于井筒流動摩阻損失大，僅依靠地層能量原油無法流至井口。前期針對該區(qū)塊原油溫度敏感的特性，先后試驗了熱電纜、加熱油管、過泵加熱等項熱采技術，其中S711井（70℃原油粘度34593mPa·s）最大加熱功率達到了310kW，TK6051井（50℃原油粘度24500mPa·s）最大加熱功率達到了130kW，油井仍然沒有能夠形成產(chǎn)能。  
　　通過對熱采工藝技術的總結(jié)分析，確定了熱采技術在西北部難動用儲量區(qū)塊失敗的主要原因是由于該區(qū)塊油藏埋深大（油藏深度大于5500m）、地溫梯度偏低（百米溫梯2.2℃）、井筒熱量散失大，同時油井產(chǎn)能低，油井生產(chǎn)難以形成穩(wěn)定的溫度場。  
　　對該區(qū)塊的開采工藝最終定位于摻稀油降粘采油工藝上，該技術能夠同時降低井筒流體密度和粘度，從而解決井筒流動摩阻損失大的問題。2005年4月，在TK6051井進行了空心環(huán)流泵復合摻稀舉升工藝的先導性試驗，使停井達一年之久的該井獲得了18t/d的穩(wěn)定產(chǎn)量，為下一步該區(qū)塊采油技術配套提供了依據(jù)，該項技術具有良好的應用前景。  
　　2、油藏及流體基本特征  
　　塔河六號油田奧陶系油藏圈閉類型為地層不整合碳酸鹽巖巖溶縫洞圈閉。儲層的非均質(zhì)性很強，縱向上儲層總體上為被裂縫直接溝通或迷宮式溝通的連通體，局部受致密巖性和充填作用控制存在油氣或水的封閉儲集體系?？v向上油氣主要分布在巖溶孔、洞、縫中，呈連續(xù)分布，即中間不夾水層。油藏?­始地層壓力為61.81MPa/5664m，壓力系數(shù)為1.09，屬正常壓力系統(tǒng)；油藏地層溫度為129.4℃/5664m，地溫梯度平均為2.2℃/100m，屬偏低溫系統(tǒng)。  
　　塔河六號油田西北部難動用儲量區(qū)塊受構(gòu)造特征影響，?­油基本屬于稠油和特稠油。例如，在50℃、60℃、70℃和80℃下，S711井原油粘度分別為320000mPa·s、112776mPa·s、34593mPa·s和12357mPa·s；S741井原油在上述溫度下粘度分別為8389mPa·s、3699mPa·s、1380mPa·s和900mPa·s；S661井原油粘度分別為15997mPa·s6799mPa·s、2759mPa·s和1620mPa·s；TK4331井原油粘度分別為16097mPa·s、6499mPa·s、2819mPa·s和1860mPa·s；TK6051井原油粘度分別為24500mPa·s、6800mPa·s、3100mPa·s和1520mPa·s。
　　3、空心環(huán)流泵復合摻稀舉升技術工藝  
　　該工藝是通過地面摻水流程直接與摻水軟管連接，熱流體或化學藥劑通過井口懸接器進入空心桿內(nèi)孔，空心桿通過泵上、下?­桿與空心環(huán)流泵相連，泵下可連接尾管，穿越空心環(huán)流泵的空心桿可根據(jù)需要加長，并通過抽油桿扶正器定位，從而實現(xiàn)了流體越泵進入泵下油管，與尾管內(nèi)的稠油充分混合后由空心環(huán)流泵抽至地面。通過這一工藝可以大大改善泵口吸入條件，降低原油粘度，同時降低抽油桿應力負荷，保證機泵的正常運行。  
　　4、空心環(huán)流泵復合摻稀舉升技術的應用  
　　2005年4月，對典型稠油井TK6051井進行了空心環(huán)流泵復合摻稀舉升工藝的先導性試驗。  
　　4.1室內(nèi)摻稀實驗  
    所摻稀油粘度為25.53mPa·s、密度為0.8836g/cm3，實驗溫度30℃。共進行了6組實驗，除第1組空白外，第26組摻稀比例(稀∶稠)分別為1：2、1：3、1：4、4：6、3：7；第1組粘度為52000mPa·s，第26組摻稀后粘度分別為3000mPa·s、8310mPa·s、12700mPa·s、1240mPa·s和4250mPa·s；第26組降粘率分別為94.2%、84%、75.6%、97.6%和91.8%。  
    4.2現(xiàn)場試驗情況  
    TK6051井泵下?lián)较」に嚤脪焐疃?357m，采用Ф57空心環(huán)流泵，理論排量41m3/d，泵下加尾管一根；抽油桿柱采用D級空心抽油桿，經(jīng)­過強度校核，采用Ф42mm加Ф36mm兩級組合，桿柱摻稀深度1370m。  
    該井采用泵下?lián)较」に嚿a(chǎn)以后，摻稀比例采用4∶6，日注入稀油量12t，生產(chǎn)穩(wěn)定，日產(chǎn)稠油18t/d，地面泵注入壓力1.1～1.2MPa，井口溫度33℃，井口原油粘度700～800mPa·s，泵效73.2%。試驗取得了良好效果，使這口長期關停的特稠油井實現(xiàn)了正常開采，為該稠油區(qū)塊的整體開發(fā)提供了一種有效的新工藝，對于國內(nèi)外稠油油田的開發(fā)提供了新的思路。  
    5、結(jié)論  
    通過空心環(huán)流泵復合摻稀舉升技術在塔河六號油田的成功應用，得出以結(jié)論：  
    1.對于稠油及特稠油油田區(qū)塊，空心環(huán)流泵復合摻稀舉升技術可以解決稠油入泵困難、流動阻力大、桿柱強度不夠等問題，從而保證稠油井的正常開采；  
    2.對于供液不足的稠油油井，通過桿柱組合，經(jīng)­強度校核計算，泵掛深度可以達到2100m，從而解決了油井產(chǎn)能低的問題；  
    3.該項技術還可以推廣應用到泵下?lián)浇嫡硠┤榛嫡场⒈孟聯(lián)角宸老瀯?、泵下?lián)骄徫g劑等項工藝，綜合解決油井結(jié)蠟、腐蝕、結(jié)垢等問題。