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港中油田高壓井組降回壓方法與效益研究

2020-03-04 22:55:47陳正濤
科學(xué)與財(cái)富 2020年36期
關(guān)鍵詞:油桿沖程液量

陳正濤

作業(yè)三區(qū)開發(fā)管理的港中油田由于油稠、含蠟量高,集輸管線長(zhǎng),管線輸送液量增加等原因造成井組及井口回壓高。而井口回壓關(guān)系著井口產(chǎn)液量,抽油設(shè)備能耗,抽油設(shè)備使用年限,安全環(huán)保等問題。

為了合理優(yōu)化機(jī)采系統(tǒng)及集輸系統(tǒng),達(dá)到效益最大化,保障集輸系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。本文主要探討管線摻水,管線熱洗、井組點(diǎn)滴加藥降粘和井組電加熱降回壓四種方法的適應(yīng)性和效果,并提出了多種方式相結(jié)合的構(gòu)想。

1.什么是回壓?

井口回壓是指原油從井底流至井口的剩余壓力,回壓高低從側(cè)面反映出地面管道的流體運(yùn)行狀態(tài),它與生產(chǎn)壓差呈負(fù)線性關(guān)系,即回壓升高,生產(chǎn)壓差減少,油井產(chǎn)液量下降。

2.造成井口高回壓的因素有哪些?

流體在運(yùn)動(dòng)過程中克服水流阻力而消耗的能量稱為水頭損失,而流體的粘滯性是產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因,也是根本原因。對(duì)于塑性流體,水頭損失可表示為:

其中:

當(dāng)塑性流體在環(huán)形空間作結(jié)構(gòu)流時(shí),綜合雷諾數(shù)為:

因此可以看出,當(dāng)流體粘度η越大時(shí),則沿程水頭損失hf越大,流體的流動(dòng)能力越差;而當(dāng)流動(dòng)長(zhǎng)度L越大時(shí),沿程水頭損失hf越大,流動(dòng)條件越差;當(dāng)管徑D越小時(shí),沿程水頭損失hf越大。

由此確定造成回壓高的三個(gè)原因主要是:流體粘度η 、管線長(zhǎng)度L、管線直徑D

3.機(jī)采井高回壓有哪些危害?

●回壓高影響管線原油輸送能力,干線堵塞

●井口回壓高導(dǎo)致井口刺漏,盤根更換頻繁

●增加管桿應(yīng)力及抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷,功耗增加,采液?jiǎn)魏纳仙?/p>

●增大了抽油泵漏失量,影響油井產(chǎn)量,嚴(yán)重時(shí)造成躺井

●干線壓力高易導(dǎo)致管線穿孔,帶來安全環(huán)保隱患

4.如何有效降低回壓?

我區(qū)目前輸油系統(tǒng)現(xiàn)狀:作業(yè)三區(qū)目前正常生產(chǎn)油井98口,抽油機(jī)井87口,每天輸送液量2350方,其中三四五組原油通過中一轉(zhuǎn)油站,進(jìn)入到馬西聯(lián)合站;采注一二組原油進(jìn)入港東聯(lián)合站系統(tǒng)處理;共有大小閥組32個(gè),集油干線7條,長(zhǎng)度18.5km。

受原油粘度大、含蠟量高,井點(diǎn)分散、干線長(zhǎng)等因素影響,我區(qū)房27-22、港356、濱80X1三個(gè)井組平均回壓較高,給管理增加了一定難度,我們不斷摸索,因井施策分別采用管線摻水,管線熱洗、電磁加熱三種方法降回壓并取得了一定效果。

1) 房27-22井區(qū)? 電加熱+每月熱洗一次

房27-22井區(qū)共有四口油井,外輸干線為Φ76×2.3km,與房29-36、房27-30兩個(gè)井組外輸干線并入一條Φ76干線,實(shí)際該管線拖帶10口油井,輸送液量為104.6m3/d。分別在房27-22、房29-36流程出口裝電加熱1臺(tái)。每月從干線末端洗干線一次。

2)港356、濱80X1井組? 以注代摻+單井定期熱洗

港356、濱80X1井區(qū)共拖帶16口井,輸送液量大(共180m3/d)、原油含蠟量高,外輸干線較長(zhǎng),冬季回壓最高達(dá)2.6MPa,平均回壓1.9MPa,采取主要方式是冬季增加港31-6、中8-45-2兩個(gè)摻水點(diǎn),且每季度對(duì)外輸干線進(jìn)行一次熱洗,確保油井平穩(wěn)生產(chǎn)。

5.抽油機(jī)井降回壓產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生哪些經(jīng)濟(jì)效益?

1)增產(chǎn)效益

由于回壓的影響,抽油機(jī)在上沖程提液時(shí),回壓通過液體作用在活塞上,從而使抽油桿伸長(zhǎng),產(chǎn)生提液滯后現(xiàn)象;抽油機(jī)下沖程時(shí)回壓通過液體作用在凡爾上,從而使油管伸長(zhǎng),這樣抽油機(jī)在上下沖程做功時(shí),抽油桿和油管同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)變形,影響了抽油泵的泵效,導(dǎo)致產(chǎn)液量下降。

根據(jù)胡克定律,當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí),桿管伸長(zhǎng)量:

下面以一口抽油機(jī)井為例:

基本參數(shù):泵徑44mm,泵深1800m,沖程6m,沖次3次/分,抽油桿為全井22mm(f桿=3.8cm2),油管外徑73mm(f管=11.6cm2),內(nèi)徑62mm(f空=31.65cm2)該井 日產(chǎn)液為28m3,日產(chǎn)油2.4t,系統(tǒng)效率為25%

計(jì)算當(dāng)井口回壓增加1Mpa時(shí),回壓作用在活塞上的作用力為:

F=106×(0.044×0.044)×0.25×3.14=1519.76N

根據(jù)胡克定律上沖程抽油桿伸長(zhǎng)量:

下沖程油管伸長(zhǎng)量:

每天影響的液量為:

(3.42+1.12)×(31.65-3.8)×10-6×3×60×24=0.55m3

則由于回壓每年影響的液量為:0.55×365=200.7m3

2)節(jié)能效益

當(dāng)回壓降低1MPa時(shí),仍然以前面抽油機(jī)為例計(jì)算,影響抽油機(jī)載荷0.15KN每天節(jié)省電能:

每年節(jié)省電能:43.76×365=1.59×104kwh

以房27-22井組四口抽油機(jī)井為例,通過井組降回壓每年可

增加液量約800m3,節(jié)省電能6.4×104kwh。

因此抽油機(jī)井降回壓工作是我們?cè)谟途茏o(hù)中應(yīng)該持續(xù)有效開展的工作之一,它符合當(dāng)前集團(tuán)公司質(zhì)量效益發(fā)展的方針策略,是走低成本可持續(xù)發(fā)展之路的方法之一。

(大港油田公司第一采油廠? ?天津? 濱海新區(qū)? ?300280)

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