概述
1 技术概述
运用高效捞油筒， 从套管内、油水界面以上提捞， 用软管定量捕捞获得产量的一种采油方式， 具有能耗小、方便灵活、运行成本低等特点，是高含水开发后期有效的辅助采油方式之一。
2 应用
1)稠油、高凝油
稠油、高凝油在常温下粘度高， 流动性差， 致使现有捞油工具入井困难， 捞油设备提升负荷达不到要求， 因此，要对稠油、高凝油实施捞油就必须降低其粘度。降低原油粘度的方法主要有两种， 即添加降粘剂及升高原油温度。对于井筒内原油加降粘剂降粘， 一方面因为成本高， 另一方面也因为很难在短时间内将降粘剂与原油充分混合，所以这种降粘方法适用性不强。由于稠油、高凝油粘度对温度特别敏感， 且对井筒原油加热易于实现，成本低、效率高， 所以， 对稠油、高凝油井捞油主要采取快速加热降低原油粘度，然后再捞油的方法。
2)特低渗透油田
由于现发现的许多特低渗透油田的储量丰度低，如果按照常规开采方式开采，
操作成本高，经济效益差，从而使得这些油田难以有效动用。而提捞采油相对于
其他采油方式来说，操作成本低，经济效益好。因而，提捞采油技术最近几年发
展很快，提捞采油工艺技术方面已基本成熟配套。
技术原理
1 机理研究
稠油、高凝油在常温下粘度高,流动性差,致使现有捞油工具入井困难,捞油设备提升负荷达不到要求,因此,要对稠油、高凝油实施捞油就必须降低其粘度。降低原油粘度的方法主要有两种,即添加降粘剂及升高原油温度。对于井筒内原油加降粘剂降粘,一方面因为成本高,另一方面也因为很难在短时间内将降粘剂与原油充分混合,所以这种降粘方法适用性不强。由于稠油、高凝油粘度对温度特别敏感,且对井筒原油加热易于实现,成本低、效率高,所以,对稠油、高凝油井捞油主要采取快速加热降低原油粘度,然后再捞油的方法。为实现稠油、高凝油捞油作业确定了如下几种技术方案:
a)蒸汽加热 +多功能钢绳车组捞油;
b)电加热 +多功能钢绳车组捞油;
c)蒸汽加热 +柔性抽油杆车组捞油;
d)电加热 +柔性抽油杆车组捞油。
利用蒸汽循环加热需要下入油管或空心杆,这就要求具有相应的作业设备,如修井井架和修井机等,作业成本高。另外,目前使用的蒸汽锅炉车蒸汽压力较低,满足不了加热稠油、高凝油的高循环压力。因此蒸汽加热降粘方式捞油不适用于大规模油井捞油复产。电加热降粘方式效率较高,成本较低,技术上也较易实现。由于柔性抽油杆车组投入较大,捞油成本相对较高,也不适用于大规模油井复产。但是,柔性抽油杆具有一定的刚性,对于个别需要加压的特殊井可使用该车组。经过对比,最终选择了电加热 +多功能钢绳车组捞油方案。
2 车组配置及工具配套
1)车组配置
稠油、高凝油捞油技术的车组配置为多功能捞油车和油灌车。多功能捞油车主要有发电、加热和提升三项功能,比普通捞油车多了发电和加热两大功能。该车组能将加热和捞油同时进行,即下放工具时加热,上提工具时捞油。该车组优点是操作简便,投入、运行成本较低。捞油作业流程示意图如图 1所示。
多功能捞油车底盘采用斯太尔底盘,捞油井架采用操作简便、灵活、无污染的前支式井架。提升系统设计为双绞车、双离合器、双滚筒,一个滚筒缠绕钢丝绳,另一个滚筒缠绕高强度、大功率传输电缆。由于电缆造价远高于钢丝绳造价,因此,可以在油品性质相对较好的井使用钢丝绳捞油,降低生产成本。车的前部安装有大功率发电机和变频控制柜,在有电源的井场可以利用井场电源。车上配有井深、拉力测量系统以及温度控制和电路保护系统。
2)工具配套
高强度大功率传输电缆
高强度大功率传输电缆为双层钢丝铠装结构,内有 2根电源线和 4根信号线。其主要技术参数为:直径 <16 mm,最小破断拉力 120 kN,耐压 3 kV,耐温 260℃,其作用一方面在井下可供 60 kW的加热器加热作业,另一方面也可代替钢丝绳进行捞油作业。
大功率电加热器
电加热器设计为圆柱形,带扶正器。本体外径为 <120mm、<80 mm和 <70 mm,分别适用于 <17718 mm、<13917 mm和 <127 mm套管,长度为 510 m,功率 50 kW。其结构示意图如图 2所示 ,主要用于在油井套管内缓慢上下移动从而加热套管内原油,降低原油粘度,便于进行捞油作业。
防过载捞油抽子
目前油田现场使用的捞油抽子主要采用滑块式胶筒密封结构,当其入井过深,井筒中原油体积过大或密封胶筒卡在井筒中的情况下容易造成过载,从而将捞油工具薄弱环节或钢丝绳拉断,造成生产事故。由于在进行稠油、高凝油捞油作业时更易发生过载情况,为防止出现生产事故,特别设计了带过载保护装置的捞油工具,当工具过载时,保护装置内销钉剪断卸载,防止了工具本身或用于提捞的钢丝绳、电缆拉断。
电加热复合捞油抽子
将上述大功率电加热器和防过载捞油抽子通过高压电缆接头连接即成为复合电加热捞油工具,结构简图见图 3 。利用该种复合工具可实现加热和捞油的一体化,即下放时加热,上提时捞油。其中的高压电缆接头具有耐高压 (1000 V电压)、绝缘性好、密封性佳等特点。它是电缆与加热器之间不可缺少的连接工具。
3 加热捞油作业施工工艺
该技术主要适用于停产、低产的 51/2″或 7″套管稠油、高凝油井捞油作业,要求油井内没有油管串或落物并且没有自喷倾向。在进行捞油作业前需做好如下准备工作:
a)设备及工具准备齐全。
b)捞油井场准备。检查道路是否可以进入多功能捞油车;井场是否可以摆放下多功能捞油车及油罐车;井场是否有电源、是否平整。井口设施是否完好等。
c)捞油作业前准备。根据已知的资料数据,释放井筒内的油压和套压,注意安全,观察井口 20～30 min,
确定井内无气后再进行下步工作。根据现场的实际情况,尽量将捞油车摆放在井口的上风口的方向上,调整好井口与多功能捞油车之间距离。同时,准备好将油罐车合理与捞油井口连接。准备工作完成后,即可按如下步骤进行捞油作业:
1)安装井口。将油井井口打开,保留套管接头,将捞油车所带井口装置与套管接头联接。
2)加热通井作业。将捞油车左右找正,头对井口,操纵井架伸缩液缸,将加热器吊装到车头前部,
将其与电缆联接,操纵电缆绞车,将加热器下放至井口,然后将捞油车井架支撑杆联接好。慢慢下放加热器入井,同时观察井深、负荷显示装置,当加热器接近液面时,接通电源,开始加热通井。加热一定井段原油后 (根据油井具体情况确定一次加热长度,一般为 50 m左右 ) ,提出加热器至接近井口时提升速度变慢防止加热器碰撞井口。最后将加热器提出井口,摆放到井场合适位置,等待下次加热通井作业。
3)捞油作业。将控制室控制开关转换到捞油档,将防过载捞油抽子与钢丝绳连接,操纵钢丝绳绞车,将捞油抽子放入井口并缓慢下放,观察井深、负荷显示装置,当捞油抽子接近液面时,井深负荷显示仪有数量变化,同时抽子下降速度变慢,观察显示仪数字,继续下放抽子至刚才加热井段底界,然后开始缓慢上提捞油抽子,捞出原油。观察显示仪数字不得超过 50 kN。当捞油抽子上提至接近井口时提升速度变慢防止抽子碰撞井口。最后将捞油抽子提出井口,摆放到井场合适位置,等待下次捞油作业。重复上述 2)、3)步骤,反复加热、捞油至距油井射孔井段上界 20 m左右,即完成一口井的加热、捞油作业。
当选择使用的工具为复合电加热捞油工具时,则在步骤 2中将复合工具与高强度电缆相连,此时下放工具时为加热通井作业,而上提该工具时就完成了捞油作业。用该工具可以实现加热捞油一体化作业,节省作业时间,降低作业成本。但是最终选择加热捞油分开作业还是选择加热捞油一体化作业则视油井具体情况而定。
4 其他设备
1)提捞采油工程车
采用T815为底盘车，车上部采用类似吊车结构， 动力传递由底盘车发动机带动齿轮泵，以液压驱动滚筒旋转， 实现钢丝绳的起下， 提升额定拉力4t， 最大拉力6t，满载上提速度60 m/min， 下放速度80m/min。
伸缩臂前点的滑轮下绞接支撑集油柱， 车到井场就位后将支撑集油柱摘离车体， 伸缩臂能以液压控制进行三维运动实施井口对中，使井口对中等准备操作简单方便，5min内即可全部完成。
2)快速卸油罐车
提捞采出的原油须用罐车拉运到转油点外输， 该罐车与普通罐车相比， 需要有较快的卸油速度以提高与提捞车配合的时效，同时须具有在冬季作业时保温和加温处理设施。
研制成功的油罐车以5t东风卡车为底盘， 罐体外加保温层和铁皮护层， 罐底部设有强制卸油机构， 并伴有蒸汽穿堂管， 以便在发生冷凝问题时加热处理，罐容5m3，卸一罐油耗时约15min。
3)活动转油站
为减少提捞偏远井罐车运油路上的往返耗时， 作为提捞采油的配套工艺， 研制了活动转油站。其主结构为一橇装箱体，有效容积20m3，内置2根各20kW电热器，温控限值为60℃， 箱体底部设排量12m3/h 的输油泵， 扬程100m。该站与提捞井区附近的单井集油管线对接， 即可进行输油， 有较强的机动性。
4)提捞井口和井下工具
研制的简易捞油井口， 主体是一个台阶式套管头， 上端与加重柱悬挂器配合， 可以测液面， 还具有防盗功能。研制的提捞泵由连绳装置、防打扭自由旋转装置、遇卡丢手装置及皮碗密封系统组成。提捞生产时与加重管柱顶端挂接，操作方便，起落顺利。
5)提捞井的测试
为了解提捞井的液面恢复情况， 研制了与提捞井口配套的液面测试装置， 装置采用可与加重柱顶端对接， 使用CY2LA 回声仪对液面进行测试。
国内发展和应用现状
1.发展
大庆外围低渗透油田随着开采时间的延长，剩余未动用储量绝大部分为有效厚度较小，储量丰度较低的难采储量，而且这部分储量中单井有效厚度小于2．5m的储量占大部分(67．3％)(见表1)。已投产开发10多年的宋芳屯试验区、祝三试验区和芳707地区已进人中高禽水期，含水上升产量下降，设备老化，油田维护费用逐年上升，每年老区改造均要投入一定的资金。针对这种情况，为提高中、高含水期老区块开发经济效益；1999年采油八厂在宋芳屯试验区开展了抽油机转提捞采油试验；为探索低丰度储量动用的可行性，2000年在新投产的低丰度芳148区块开展了提捞采油试验。经过两年多来提捞采油工艺技术的应用，取得了较好的经济效益。
2.提捞采油工艺配套情况
经过几年的试验攻关，采油工程车、罐车、防撞脱井口、提捞泵、落物打捞、封井，通
井等7项技术13趋成熟配套。
采油工程车：我厂在用的提捞采油工程车有三个厂家四种型号，其中吉林与大庆生产的
T815型采油工程车的最大提升载荷为8t，最大提捞深度为2500m；吉林生产的黄河171型、陕汽牌采油工程车的最大提升载荷为5t，最大提捞深度为2000m，能够满足提捞采油需要。
拉油罐车：与提捞采油工程车配套的拉油罐车，罐体外加保温层、罐底设有强制机械卸
油装置(绞龙)，并伴有蒸汽穿堂管，以便在发生冷凝时加热处理，罐容积8m3，卸一罐油
耗时约15～30min。
防撞脱井口：为了防止由于误操作或指深仪表不好用造成捞油泵撞击井口掉井事故，设
计了防撞脱井口。采用卸载销结构，当捞油泵撞击井口时，井口上部脱开，从而有效预防了
提捞泵掉井事故的发生。
提捞泵：提捞泵主要由绳帽、防打扭自由旋转装置、遇卡丢手装置、超负荷自动卸压装
置及胶筒组成，卸压压力3MPa。
胶筒杂物等打捞工具配套：由于各种原因，井筒内被扔进或撺进树枝、胶筒等杂物。为此在试验中利用抽油杆焊上倒刺钩，做成外钩或内钩，在不上作业的情况下，利用提捞采油
工程车就可以进行落物打捞，该方法简单实用，现场应用6口井，打捞成功。
封井技术：研究了防盗井口帽封井技术。
通井技术：提捞井通井是工作中一项经常性的工作，在试验中自制了一些通井工具，试验应用如烧重锤通井法、抽油杆通井法、重锤加刮蜡器等方法通井，在通井作业中取得了较好的效果。
国外发展和应用现状
稠油开发方面几乎所有的技术都源于国外，都是在国外首先提出、研发和商业应用的，特别是美国和加拿大。近年来，国外稠油开采技术的进展主要有：蒸汽辅助重力泄油技术、稠油出砂冷采技术、稠油气体—溶剂超临界萃取冷采技术、重力辅助火烧油层技术、电磁波热采技术等。如美国加利福尼亚州Kern River油田和印度尼西亚Duri油田大型蒸汽驱项目，采收率高达55％～70％，油汽比均超过0.25，开采效果好、经济效益高。美国、加拿大在稠油开发和开采方面，包括蒸汽驱热能管、油藏监测等都处于国际领先水平。
供应商信息
大庆油田康泰实业公司提捞采油大队
济宁市中煤工矿物资有限公司
河北宝特石油机械厂
山东绿都环境设备有限公公司
经典案例
1.提捞采油经济效益分析
1 两种采油方式一次性投资对比
油井生产时率按95% 计, 提捞车组年出勤率按75% 计, 日捞油按12 t 计, 年捞油量为3 288 t;提捞采油一次投资= 一套提捞车组费用+ 单井道路、井场建设费×控制井数; 抽油机采油一次投资=单井建设费(含道路、井场建设费)×控制井数; 各项计算均以油井不含水为前提。提捞采油与抽油机采油一次性投资对比情况见表1。
2 提捞采油与抽油机采油经济对比
提捞采油按1 套车组每天捞油12 t 计, 出勤率按75% 计, 则每个车组年捞油3 288 t, 油井时率按95% 计, 则吨油成本对比见表2。
2
见“提捞采油配套技术.pdf”
参考文献
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