稠油热采特种井口工艺技术研究

摘 要：稠油油藏开采进入中后期，为了进一步提高原油采收率，进行了多种新工艺、新技术的现场推广应用，为了适应新形势的需求，辽河油田科研人员针对当前开发中应用的蒸汽驱、SAGD、水平井等新技术自主研制了一系列特种井口，从注汽、生产、测试几个方面，形成了具有辽河油田特色的工艺技术，达到了国内领先水平。该系列特种井口的研制成功为蒸汽驱、SAGD、水平井技术的顺利进行提供了技术保障。

关键词：蒸汽驱；特种井口；堵塞装置

针对普通井口在新工艺，新技术应用中所存在的问题，我们在特种井口研制过程中，首先进行理论研究计算，其次对井口材料进行了优选，第三和生产实际相结合，对井口结构进行了优化设计。使之既能够满足新工艺新技术的特殊要求，又能够满足现场常规作业要求，做到操作简单，安全实用。

1 蒸汽驱注汽井口研制

1.1 蒸汽驱注汽井口结构

蒸汽驱注汽井口主要由大四通、异径法兰、隔热管悬挂器及热采闸阀四大部分组成。热采闸阀的阀体材料采用30CrMo，密封圈用螺纹连接在阀体上，采用楔式钢性单闸板结构设计，更适用于高温状态，便于补偿材料热胀冷缩，使阀门性能可靠、寿命长。

1.2 蒸汽驱注汽井口特点

蒸汽驱注汽井口采用油管悬挂器和异径法兰采用分体式设计，可实现不压井作业。油管悬挂器与大四通之间采用多级密封。油管悬挂器内堵塞器设计，可直接从测试阀门下入堵塞器堵头堵住油管悬挂器，实现蒸汽驱注汽过程中采油树的带压更换。

2 双管注汽井口研制

2.1 双管注汽井口结构

该双管注汽井口主要由大四通、双管四通、隔热管悬挂器及热采闸阀四大部分组成。内外管双流道互不干扰，在井口处不需采用任何密封件就使两流道有效分割開。

2.2 双管注汽井口特点

双管注汽井口装置是水平井注汽开采地面控制设备的重要组成部分，是实现水平井段的脚跟和脚尖的均匀注汽的关键技术设备。水平井双管注汽井口在高温、高压注汽过程中具有可靠的长效密封与耐冲击性能，其结构设计新颖，体积小，操作方便，闸门开关灵活。

3 蒸汽驱采油井口研制

3.1 蒸汽驱采油井口结构

蒸汽驱采油井口由套管法兰、大四通、油管悬挂器、热采闸阀、小四通等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板双面强制密封闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。

3.2 蒸汽驱采油井口特点

蒸汽驱采油井口结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲蚀性及长效密封性能均有大副度提高，同时可确保不压井更换采油树及井下注汽管柱等高温不压井作业的实施，避免地下油藏的冷伤害，提高蒸汽驱开采效果。

4 高温环空测试井口研制

4.1 高温环空测试井口结构

高温环空测试井口主要由套管法兰、大四通、偏心体、热采闸阀、连接主体等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板密封闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。

4.2 蒸汽驱采油井口特点

高温环空测试井口装置是蒸汽驱开采过程中，采油井地面控制设备的重要组成部分。其结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲蚀性及高温密封性能均可以满足蒸汽驱采油井高温测试要求。

本井口装置连接主体与大四通采用法兰连接，且连接主体内设计有偏心体，通过高温轴承坐于连接主体内，测试时，当发生测试电缆缠绕管柱时，可以以套管或油管中心为轴转动管柱解卡。两者之间采用高温氟橡胶密封圈密封，从而确保了采油过程中高温长效密封。而且生产主阀可以保证采油过程中发生光杆或抽油杆突然断脱时，及时关闭井口，防止意外发生。

5 多分支双管采油井口研制

5.1 多分支双管采油井口结构

多分支双管采油井口装置主要由套管法兰、大四通、小四通、油管悬挂器、平板闸阀等零部件组成。井口采用六个闸阀结构设计，大小四通直接相连，两个主阀各管一路，位于小四通上，主、副两级油管悬挂器分别悬挂于大四通内。

5.2 分支井双管采油井口特点

分支井双管采油井口两个主阀各管一路，位于小四通上，主、副两级油管悬挂器分别悬挂于大四通内。能够满足机械、电潜泵两套采油生产作业需求；其次考虑井口的安全性能要求；第三，井口的通用性，标准化设计。

6 双管测试井口

6.1 双管测试井口结构

井口主要由1个油管阀和2个套管阀（均为平板阀）、测试阀、主阀（内置式平板闸阀）、大四通、23/8″油管悬挂器、双管四通、光杆密封器及31/2″油管悬挂器等组成。

双管四通的主阀采用内置式平板闸阀，在正常生产时处于全开状态。作业时在没有抽油杆的情况下，关闭主阀可更换平板阀（油管阀）或光杆密封器。主体采用四通本体硬密封，密封性能好，使用寿命长。主、副油管挂采用镶嵌式一体化设计，操作简单，可靠性高。主、副管采用双直结构，测试仪器可直接垂直下入，并且主、副管可以独立作业，互不干扰。

6.2 双管测试井口特点

进行油井产液剖面测试时，测试仪器较长，一般双管测试井口无法通过，并且由于是长期连续测试，需要主管（31/2″油管）副管（23/8″测试管）可以独立作业，互不影响，可以提高效率及测试的连续性，所以该井口结构设计考虑了以上特点，主副管采用双直结构，测试仪器可以直接垂直下入，并且主、副管柱可以独立作业，相互不受影响。既满足测试要求，又可以实现检泵及更换副管等作业的要求。

7 SAGD注采一体井口

7.1 SAGD注采一体井口结构

SAGD注采一体井口由套管法兰、双管四通、油管悬挂器、三通、热采闸阀等零部件组成。其闸阀为手动楔式单闸板双面强制密封热采闸阀，具有结构新颖、密封可靠、操作扭矩小等特点。整套井口主要零部件均采用优质合金钢和不锈钢制成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、流体阻力小等优点。

7.2 双管测试井口特点

该井口装置是SAGD开采过程中，地面控制设备的重要组成部分。其结构设计新颖，闸门开关灵活；稳定性、耐冲蚀性及长效密封性能均有大副度提高，同时可确保SAGD注汽、采油过程中，带压更换采油树的作业实施，不需压井作业，避免地下油藏的冷伤害，提高SAGD开采效果。

8 结束语

（1）高温蒸汽驱井口装置，密封效果良好，闸门开关灵活，可进行带压作业，不但节约了大量的作业费用，而且有效地避免了压井液对油层的冷伤害；（2）双管注汽井口的双管四通分流道设计，实现了注汽流量的地面调节，有效提高了水平井段难动用储量的动用程度；（3）高温环空测试井口和多分支采油井口有效保证了热采区块特种井的测试和生产； （4）随着稠油开采技术的大规模应用，特种井口系列必将获得广阔的应用前景，带来巨大的社会经济效益。

作者简介：许佳赛（1986，10-），女，2010年毕业于西南石油大学。现在辽河油田钻采工艺研究院工作，从事油田采油工程研究工作。