同轴双空心抽油杆的稠油节能开采实践

付亚荣（华北油田第五采油厂）

同轴双空心抽油杆的稠油节能开采实践

付亚荣（华北油田第五采油厂）

同轴双空心抽油杆采油工艺具有适应范围广、可连续加热的特点，根据其工作原理，从选井原则、选择加热深度、热载体软化水温度优化、选择工作制度等方面进行了同轴双空心杆采油工艺设计。现场13口油井应用后，减少热洗67井次，增加油井有效时率3.45个百分点，节省清蜡、降黏剂24.7 t，增油5782.9 t，单井平均日耗电量比电加热杆节约376.3 kWh，平均年耗电量节约137349.5kWh。

稠油开采 同轴双空心抽油杆 节能 增油

稠油开采要解决的关键问题是地层原油怎样顺利地流入井筒，井筒原油怎样举升到地面，原油在举升过程中是一个降压、脱气、降温、变稠的过程[1]。螺杆泵配套稠油开采工艺虽然管理方便、寿命长，但下泵深度受到限制，且井斜不能大于14°，抽油杆扶正工艺尚需配套；电热杆存在投资高、能耗高等缺点；空心杆掺水工艺复杂且油井有效时率受影响。同轴双空心抽油杆内循环加热技术[2]是稠油开采的新方式，由内、外两层空心杆组成，在内、外空心杆之间形成液流通道，靠液流的热能加热外空心杆，由外空心杆加热油井产液，实现稠油井筒降黏举升；现场应用表明该工艺具有综合成本低、维护方便、热利用率高的优点，有较好的推广价值。

1 同轴双空心抽油杆工作原理

同轴双空心抽油杆是中国专利ZL200820106412.3所公开的一种空心抽油杆[2]。它是在普通空心杆的空腔内又设计了一个独立的空心通道，终端器沟通两个通道，双向密封外管选用优质合金钢加工而成内管采用双层不锈钢本体，填充航天用无机中空颗粒，外敷微米级组合聚氨酯，隔热层导热系数小于0.02，形成了与外部完全隔离的闭路循环系统系统内的热载体软化水不进入井筒，只在双空心杆内形成密闭循环，而且软化水进入杆体内管下行时要尽量减少热损失，从外管返回时通过散热对油管内的原油加热，降低高凝高蜡原油的黏度，提高稠油的举升效果。热载体的加热手段非常广范，如套管气、空气热源泵、伴热水热交换、燃煤、燃气、太阳能等。

2 同轴双空心抽油杆采油工艺设计

2.1 选井原则

1）受螺杆泵下井深度限制，抽油机又无法正常生产的油井；

2）频繁用热洗和化学方法来维持正常生产的油井；

3）电加热杆生产的油井；

4）停电时间超过2 h不能正常启抽的油井。

2.2 合理选择空心杆加热长度

螺杆泵下井深度依据油井的供液能力确定，双空心杆加热长度依据原油黏度—温度曲线的拐点温度确定，井筒中每点的原油温度均高于拐点温度，并将拐点温度作为井筒油流的最低温度[3]。

2.3 优化热载体软化水的温度

同轴双空心杆内每千米热载体软化水的质量600 kg，热载体先通过换热器与井口伴热水进行热交换，然后再根据需要用电磁加热器加热。依据井口出油温度、回压和加热深度优化热载体软化水的循环温度，达到既满足油井正常开采、集输，又可以实现节能降耗、延长电热设备使用寿命的目的。

2.4 油井工作制度的选择

供液能力充足，下井泵深度小于1800 m的油井，按正常工作制度运行；对供液不足的油井，采取长冲程低冲速的工作制度。

3 现场应用

自2010年起在晋401等13口油井应用同轴双空心抽油杆采油技术后，减少热洗67井次，增加油井有效时率3.45个百分点，节省清蜡、降黏剂24.7 t，增油 5782.9 t。

典型井例1：赵36-1X井含蜡16.26%，凝固点34℃，黏度392.38 mPa·s，每7 d加50 kg降黏剂维护油井。2010年7月16日采用双空心抽油杆依靠井口循环水（换热）加热后，油井停止加药，正常生产至今，累计增油1293.4 t，节约药剂费用2.7×104元。

典型井例2：泽10-38井含蜡16.93%，凝固点32℃，黏度359.68 mPa·s，2009年8月17日措施补孔后，螺杆泵受下井深度限制，抽油机无法正常生产关井。2010年9月26日采用双空心抽油杆后液面恢复到1920 m左右，油井不加药、不热洗，实现了油井正常生产，已累计生产原油1029.8 t。

4 节能效果

对部分油井使用电加热杆及双空心杆井筒加热技术进行了耗电量的统计对比，双空心杆井筒加热技术单井平均日耗电量比电加热杆节约376.3 kWh，平均年耗电量节约137349.5 kWh。

5 结论

同轴双空心抽油杆能有效地解决稠油、高含蜡、高凝点原油的正常开采问题，使部分长期停止生产的井恢复了生产，提高了油田采收率，改善了三抽设备的工作状况，延长了油井检泵周期。

[1]王立影,李启堂,林建平,等.电加热空心抽油杆温度分析与应用[J].石油勘探与开发,2008,35（3）:362-365.

[2]李国栋,刘树林,王剑飞,等.一种空心抽油杆:中国,200820106412.3[P].2009-07-22.

[3]杨浩,杨进,周长所,等.稠油在不同压差下的流动机理实验研究[J].石油钻采工艺,2007,29（5）:33-34.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.01.011

付亚荣，1987年毕业于重庆石油学校，高级工程师，主要从事油田开发方面的研究，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市华北油田第五采油厂，052360。

2011-11-11)