原稿（一次管柱）

本文格式為Word版，下載可任意編輯——原稿（一次管柱）稠油井注采一次管柱及配套工藝技術(shù)

畢文亮李建平王德偉曹繼紅

（遼河油田分公司錦州采油廠）

引言

目前稠油開采方式以蒸汽吞吐為主，其作業(yè)施工工序繁雜。首先，必需起出生產(chǎn)管柱,下隔熱管，注汽之后起出注汽管柱，才能下生產(chǎn)管柱，采用普通管式泵生產(chǎn)。對于需要沖砂、解堵或測試的油井，還需在生產(chǎn)之前再下一趟管柱。這種常規(guī)的生產(chǎn)方式造成稠油開采成本居高不下，并且存在著作業(yè)工作量大、對油層傷害及井場污染頻繁等大量不足之處。為了改變當(dāng)前這種狀況，我們必需應(yīng)用一種全新的低成本開采技術(shù)。稠油井注采一次管柱及配套工藝技術(shù)的應(yīng)用成功給以蒸汽吞吐為主的稠油開采開創(chuàng)新的途徑。1999年至2023年遼河油田錦州油田應(yīng)用該技術(shù)

252井次，措施成功率98%以上，取得了較好的應(yīng)用效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。1注采一次管柱的研究

通過實(shí)踐，合理選用注采一次管柱用泵，完成配套工具以及工藝系統(tǒng)

使注采一次管柱工藝配套技術(shù)更趨于完善，使之大面積推廣應(yīng)用，并取得較好的應(yīng)用效果。1.1注采一次管柱基本原理

稠油井注采一次管柱的管柱結(jié)構(gòu)（見圖1）主要由3寸油管、油管扶正器、桿式泵懸掛器、桿式泵以及井口懸掛器等組成。熱采井直接下入一次管柱，在油管注蒸汽的同時，從套管注入定量的氮?dú)?，并采取定時補(bǔ)氮的方法，確保氮?dú)獾母魺嵝Ч?。注汽終止后再下桿柱生產(chǎn)。該工藝也可以在油井周期末檢泵時下入一次管柱生產(chǎn)，待油井能量不足需要注汽時，上提抽油桿，用懸掛器將桿式泵懸掛在泵上4寸管內(nèi)（以形成注汽通道）；注汽后，下放抽油桿轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)。

圖1注采一次管柱基本原理

1.2注采一次泵的選用

稠油井注采一次管柱及配套工藝技術(shù)主要使用普通油管、注采一次泵和氮?dú)飧魺醽硗瓿?。稠油井注采一次管柱的管柱結(jié)構(gòu)（見圖1）主要由3寸油管、油管扶正器、懸掛器、泵以及井口懸掛器等組成。該技術(shù)應(yīng)用成功的關(guān)鍵是注采一次泵的選用。初期，我們先后使用了浮球式注采一次泵；空心環(huán)流泵以及桿式泵三種泵進(jìn)行了試驗(yàn)，這三種泵的對比如下：1.2.1浮球式注采一次泵

將原普通管式泵固定凡爾換成浮球式固定凡爾總成及完成泵的轉(zhuǎn)換，不僅簡便易行，而且可以大大降低成本。浮球式注采一次泵具有以下幾個特點(diǎn)：

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（1）成本低廉，固定凡爾總成1500元/臺，配套泄油器1000元/臺。（2）協(xié)同普通管式泵使用，結(jié)構(gòu)簡單，易于作業(yè)施工。（3）固定凡爾總成檢修后可以重復(fù)利用。

缺點(diǎn)是注汽后，泵筒內(nèi)壁及柱塞表面結(jié)垢，致使該泵在注汽轉(zhuǎn)抽時難度很大。1.2.2空心環(huán)流泵

空心環(huán)流泵與浮球式注采一次泵相比，應(yīng)用效果雖然有所改善，但是，因其結(jié)構(gòu)繁雜，經(jīng)過注汽的高溫高壓以后，破壞了常溫下的協(xié)同精度，表現(xiàn)在以下兩方面：（1）泵的各部件產(chǎn)生熱應(yīng)力有可能出現(xiàn)微量變形。（2）柱塞表面，泵筒內(nèi)壁結(jié)垢。

注汽后下放柱塞，按其設(shè)計壓力（5KN）卡簧不能順利通過導(dǎo)油擋塊，至使底閥不能坐封。導(dǎo)致該泵注汽轉(zhuǎn)抽成功率低，不適合大面積推廣。1.2.3桿式泵

普通桿式泵內(nèi)外工作筒之間采用橡膠圈密封，耐溫能力差（≤60℃），不能滿足注汽要求，因此，我們改進(jìn)了密封材料及方式，解決了密封件耐溫問題（主要技術(shù)指標(biāo)見附表），能夠滿足注汽后下泵生產(chǎn)。且桿式泵內(nèi)工作筒可以互換，對一些不需動管柱的油井，可以實(shí)現(xiàn)反復(fù)屢屢注汽-轉(zhuǎn)抽，而且檢泵時可以將管內(nèi)的原油泄出，不需安裝泄油器。

通過實(shí)踐，現(xiàn)在的注采一次管柱工藝，我們已全部使用桿式泵作為注采一次管柱用泵且取得了較理想的使用效果和較好的經(jīng)濟(jì)效益。1.3配套工具1.3.1懸掛器

注汽時柱塞必需懸掛在泵筒之上，以形成注汽通道，用懸掛器懸掛抽油桿柱，旋緊懸掛器上蓋后，即可連接注汽管線注汽。該作業(yè)可以通過使用吊車完成，不需作業(yè)隊(duì)，可節(jié)省一次作業(yè)費(fèi)用。1.3.2扶正器

油管柱加設(shè)扶正器，在注汽時，油管與套管同心，減少熱損失，確保環(huán)空氮?dú)獾母魺嵝Ч?/p>

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1.3.3井口單流閥

注汽時注汽壓力、溫度升高，環(huán)空氮?dú)馀蛎洠趩瘟鏖y可以避免氮?dú)饣胤?，以減少熱損失以及對地面設(shè)備的損壞，特別在多井同時注汽的狀況下，可以避免由于各井環(huán)空壓力的不同而產(chǎn)生氣竄現(xiàn)象。1.3.4壓力平衡閥

壓力平衡閥能夠保證在注氮?dú)鈺r，環(huán)空氮?dú)饩哂辛己玫母魺嵝Ч?jié)省氮?dú)庥昧?，同時它還可以保護(hù)地面設(shè)施和注氮設(shè)備。由于套管內(nèi)壓力受注汽的溫度、排量、干度及井深的影響，必需保證壓力平衡閥在一定的井深并在其調(diào)定的壓差下開始工作。使用可調(diào)理式的壓力平衡閥，確保環(huán)空氮?dú)庠谝欢▔毫ο?，保證隔熱效果，為注氮?dú)馓峁┛煽康募夹g(shù)參數(shù)。2配套工藝改進(jìn)2.1隔熱管柱

實(shí)際我們采用普通的油管代替隔熱管作為隔熱管柱，熱采時，將泵座與光油管一起下到設(shè)計位置，油套環(huán)空注氮隔熱，然后從油管中間注入蒸汽，全井不使用隔熱管，大大節(jié)省了隔熱管的周轉(zhuǎn)材料費(fèi)。2.2氮?dú)飧魺?/p>

由于氮?dú)獾膶?dǎo)熱系數(shù)為0.0228N/m.k，具有很強(qiáng)的絕熱性。故在稠油熱采中，油管注蒸汽、套管注氮?dú)?，使注入蒸汽熱量損失很小；另外，該工藝還會大大改善套管的力學(xué)性能，保護(hù)套管，延長其使用壽命。

為確定隔熱效果，我們進(jìn)行了油套環(huán)空注氮隔熱溫度測試。分別選擇了普通注汽管柱井與光油管環(huán)空注氮井，在注蒸汽時進(jìn)行套管溫度監(jiān)測。

對比結(jié)果說明，該措施采用氮?dú)飧魺崤c普通蒸汽吞吐井的套管溫度基本一致（均為240℃左右）。2.3注氮設(shè)備

稠油井注采一次管柱技術(shù)能否推廣，注氮設(shè)備是一重要環(huán)節(jié)。移動注氮車可以在各區(qū)塊靈活使用，需要時可隨時搬遷、隨時補(bǔ)氮，同時又可以不用專門的注氮調(diào)剖管線，使用便利，又節(jié)省了投資。3稠油井注采一次管柱技術(shù)的意義及優(yōu)越性3.1意義

稠油井注采一次管柱，采用氮?dú)庹{(diào)剖隔熱技術(shù)是稠油轉(zhuǎn)變開發(fā)方式的一次有益摸索，該工藝可以降低稠油開采

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成本、節(jié)省作業(yè)費(fèi)用、減少因作業(yè)造成的油層及井場污染；應(yīng)用氮?dú)庹{(diào)剖可以調(diào)整油層吸汽剖面，增加蒸汽波及體積，提高稠油采收率；氮?dú)飧魺岜Ｗo(hù)套管及節(jié)省隔熱管；減少熱量損失，充分利用蒸汽吞吐后原油處于高溫低粘狀態(tài)的有利條件，提高一個注汽周期的采油量。3.2技術(shù)優(yōu)越性

（1）可節(jié)省起下管柱的作業(yè)費(fèi)用。

（2）稠油井注采一次管柱注氮調(diào)剖的開發(fā)方式戰(zhàn)勝了常規(guī)蒸汽吞吐時等待作業(yè)和因作業(yè)耽擱有利采油期，影響采油時率的缺點(diǎn)，從而增加油井產(chǎn)量。

（3）該工藝技術(shù)采用桿式泵先下管柱注汽，后下桿柱生產(chǎn)，一次轉(zhuǎn)抽成功率最高；能充分利用稠油井蒸汽吞吐后，地層處于高溫狀態(tài)的有利條件，與桿式泵配套，不動管柱直接轉(zhuǎn)抽，并且可以實(shí)現(xiàn)反復(fù)屢屢的注汽轉(zhuǎn)抽。

（4）不需壓井，避免了油層傷害和井場污染。

（5）注汽后，轉(zhuǎn)抽簡單，同時不動管柱可進(jìn)行沖砂、檢泵等作業(yè)。節(jié)省了大量的作業(yè)費(fèi)用。（6）檢泵時，泵隨桿提出，油管內(nèi)原油泄出，因而起到泄油器的作用。4現(xiàn)場應(yīng)用及效益分析4.1現(xiàn)場應(yīng)用

截止到2023年4月，注采一次管柱及配套技術(shù)在錦州油田實(shí)施了252井次，成功率98％，減少作業(yè)198井次，儉約隔熱管周轉(zhuǎn)材料153井次，實(shí)現(xiàn)注汽轉(zhuǎn)抽98井次，累儉約作業(yè)費(fèi)用及隔熱管周轉(zhuǎn)材料費(fèi)用萬元。，截止2023年4月，累計增產(chǎn)原油13620噸。其中檢泵186井次；熱采153井次；采用隔熱管注汽后下泵16井次。4.2經(jīng)濟(jì)效益分析

稠油井注抽一次管柱技術(shù)累計實(shí)施252井次，成功率98％，累增原油17856噸。節(jié)省作業(yè)費(fèi)及隔熱管周轉(zhuǎn)材料費(fèi)824.4萬元；共獲經(jīng)濟(jì)效益萬元。詳細(xì)分析如下：4.2.1投入

(1)桿式泵8000元/臺，普通管式泵3000元/臺；(2)配套工具：平均500元/井次(3)單井注氮?dú)赓M(fèi)用：

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單井注氮?dú)赓M(fèi)用0.8萬元/井次

則單井投入：0.8-0.3+0.05+0.8=1.35萬元總投入：252×1.35=340.2萬元4.2.2產(chǎn)出

(1)節(jié)省作業(yè)費(fèi)及隔熱管周轉(zhuǎn)材料費(fèi)

①平均每井次可節(jié)省作業(yè)一次，儉約作業(yè)費(fèi)用2萬元。

②熱采時下光油管，油套環(huán)空注氮隔熱，單井節(jié)省隔熱管的周轉(zhuǎn)材料費(fèi)用2.8萬元。該措施累計實(shí)施注汽轉(zhuǎn)抽56井次，減少作業(yè)198井次，可創(chuàng)效益：198×2+2.8×153=824.4萬元。4.2.3增油

除節(jié)省作業(yè)費(fèi)及隔熱管周轉(zhuǎn)材料費(fèi)以外，該措施累增油13620噸，增油計算方法，新井除外，熱采下泵采用周期對比，累增油5320噸；檢泵井采用同期對比，累增油8300噸。合計13620噸（不計周期遞減）。

每噸原油按850元,成本280元計算。則可創(chuàng)效益：13620×（850-280）=776.34萬元4.2.4效益計算

稠油井注抽一次管柱技術(shù)在錦州油田應(yīng)用后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為：儉約費(fèi)用+增油效益-投入=824.4+776.34-340.2=1260.54萬元

5結(jié)論及建議：

稠油井注抽一次管柱工藝技術(shù)在錦州油田的應(yīng)用成功，使其在配套工具、工藝上已完全成熟，這標(biāo)志著我國稠油井開采又多了一新的有效途徑。

然而，該工藝技術(shù)在實(shí)施過程中還存在著一定的不足，主要有以下幾個方面：

（1）工藝配套的防砂措施還不完善，出砂井易卡泵。在所實(shí)施的油井中砂卡有14井次，影響了措施效果和