塔河油田注气采油工艺技术应用

＊于国龙

（中石化西北油田分公司采油三厂 新疆 841600）

塔河油田注气采油工艺技术应用

＊于国龙

（中石化西北油田分公司采油三厂 新疆 841600）

针对制约提高采收率瓶颈，塔河油田于2012年底开展了注气替油先导试验。为实现不动管柱进行多轮次注气及注气与采油快速转换，塔河采油三厂利用杆式泵的性能优势，发展了注采一体化井口配套杆式泵和70MPa采气树配套杆式泵及抽油杆悬挂器等一套比较成熟的注气采油工艺技术，为注气提高采收率工作的开展提供了强有力的技术支撑。

缝洞型油藏；注气采油；配套工艺；采收率

1.前言

塔河油田油藏属碳酸盐岩缝洞型油藏，对于供液不足油井，通过周期注水，可在一定程度上补充地层能量，提高采收率。但多轮次注水后，次生油水界面不断抬升，注入的油田水将缝洞体中原油驱替到储集体顶部及远井地带，形成“阁楼油”，导致注水替油失效。向此类油井注入气体，通过重力分异作用形成次生气顶，可将注水未能波及到的顶部剩余油向下驱替进入井筒，从而提高采收率。为此，塔河油田开展了注气替油先导试验，并迅速发展了相关配套工艺技术，为塔河油田提高采收率奠定了坚实的基础。

2.注入气选择及注入方式

由于塔河油田目前地面没有配备高压注气设备及管线，暂时无法将油田产的天然气增压后进行注气。考虑注入气的安全性及方便性，注入气源选择氮气。氮气气源有两种，即工厂伴生的副产品液态氮和制氮拖车现场生产的氮气。

注气方式主要分为三种：注液氮、注氮气和气水混注。由于塔河油藏埋藏深，地层开启压力一般在60～70MPa，单纯注入液氮或氮气需要高压注气设备，施工压力高，存在井控安全隐患，并且耗资较大；气水混注可有效降低施工压力，35MPa制氮拖车即可满足注气需求，故塔河油田注气方式主要以气水混注为主。

3.注气采油工艺

为满足高压注气及不动管柱进行多轮次注气需要，兼顾注气与采油的快速转换，同时方便后期维护作业，塔河油田经过不断摸索，形成了注采一体化井口配套杆式泵和70MPa采气树配套杆式泵及抽油杆悬挂器等一套比较成熟的注气采油工艺技术。

(1)管柱结构

塔河油田注气管柱结构如图1。使用油管为抗拉与气密封性能俱佳的TP-JC油管，管柱中接有注气单流阀、杆式泵泵座接头（抗拉60t）和7″PHP-MCHR液压封隔器。该管柱结构的主要特点如下：

①注气单流阀：环空打压和正打压可分别打开和关闭单流阀，实现环空掺稀或加药生产与油管注气、注水快速转换。

②杆式泵泵座接头：用于支承杆式泵，解封杆式泵可满足注气及前期自喷生产需要，上吊车坐封杆式泵即可机抽生产，方便快捷；后期检泵时不用动井口，同时不需上大型修井机解封封隔器和起、下管柱作业，由小型修井机即可完成检泵作业，大大节约作业时间和修井费用。

③7″PHP-MCHR液压封隔器：通过投球打压坐封，用于封隔油套环空，保护套管。

(2)注气井口

塔河油田主要使用承气密封压70MPa的注气采油一体化井口和采气井口两种井口进行注气，通过配套抽油杆悬挂器，可实现不动管柱进行多轮次注气及注气与采油的快速转换。

①注采一体化井口

注采一体化井口主要由采油树和油管四通两部分组成（图2），最大承气密封压70MPa。采油树包括小四通、主阀、翼阀、节流阀和采气树帽五部分，其小四通、一号主阀、上法兰为一整体，另一主阀为清蜡阀，注气时安装在小四通上面，机抽时拆去。翼阀共四个，每翼外侧带可调节流阀和固定节流阀各一只。油管四通与套管头、油管悬挂器均采用金属密封加橡胶密封方式进行密封。

图1 注气管柱结构示意图

修井作业时，先在油管挂上端安装好抽油杆支架，安装采油树后，将已下入井内的杆柱（底带杆式泵，未坐封）通过注采一体化井口配套的抽油杆悬挂器悬挂于抽油杆支架处，即可进行注气。开井停喷后，上提抽油杆柱，用工具取出抽油杆悬挂器，将清蜡阀更换为双闸板防喷器、坐封杆式泵后即可机抽生产。二次注气时解封杆式泵，起甩3-4根抽油杆后再次将杆柱悬挂起来，恢复注气井口即可。

②70MPa采气井口

70MPa采气井口主要包括采油树和油管四通两部分（图3），最大承气密封压70MPa。采油树由小四通、主阀、清蜡阀、翼阀及节流阀组成，1号主阀与油管头上法兰为整体结构。油管四通底部带一道金属密封与两道“FS”型二次密封。金属密封结构通过拧紧法兰连接螺栓挤压金属密封圈，使金属密封圈与套管及油管四通壁紧密贴合起到密封作用，密封安全可靠；非金属密封为免注塑密封，密封性能好，可方便试压。

修井过程中，穿换油管四通后，通过加工的抽油杆悬挂器（图5）将已下入井内的杆柱（底带杆式泵，未坐封）悬挂于油管挂处，后安装采气树，即可进行注气。开井停喷后，通过对扣取出抽油杆悬挂器，将清蜡阀更换为双闸板防喷器、坐封杆式泵即可机抽生产。二次注气时解封杆式泵，起甩3-4根抽油杆后再次将杆柱悬挂起来，恢复采气井口即可。

图2 注采一体化井口

图3 70MPa采气井口

(3)配套工艺

①42MPa双闸板手动防喷器

塔河油田机抽井一般采用承压21MPa的双闸板手动防喷器及ZYMF-Ⅲ型随动调偏光杆密封器组合来密封光杆。注气井转抽生产初期，前期注入的高压气体可能因地层无足够的储集空间而通过井筒运移至井口，导致井口压力异常升高。考虑常规机抽井口承压有限（最高承压35MPa）及后期注气采油快速转换需要，注气井转抽时一般只将原注采一体化井口或采气树的清蜡闸门拆除后安装光杆密封器即可。原21MPa双闸板手动防喷器及ZYMF-Ⅲ型随动调偏光杆密封器组合的承压及整体高度（约1000mm）显然不能满足生产需求。42MPa双闸板手动防喷器（图4）因此应运而生，其结合了前两者之长，而且双闸板密封能力达到42MPa，盘根盒密封能力7MPa，总体高度仅575mm，大大降低了抽油机基础高度，提高了井口的安全性和后期维护作业方便性。

图4 42MPa双闸板手动防喷器

图5 抽油杆悬挂器剖面图

② 抽油杆悬挂器

抽油杆悬挂器如图5所示，整体由45#钢制作而成，呈圆柱形。其长度为200mm，最大直径77．5mm，上端为1″抽油杆母扣，下端为1″抽油杆公扣，本体边缘有三道长宽高18*9*100mm的注气通道，平面呈120°均匀分布。利用抽油杆悬挂器，可实现安装70MPa采气井口的注气井注气与机抽生产的快速转换。

4.实例分析

2013年5月23日在TK718井注气替油施工中对该工艺进行现场实践验证，取得了良好的效果。该井注气井口采用70MPa采气井口，注气前通过抽油杆悬挂器将抽油杆柱悬挂于井口，气水混注过程中，注气排量3000m3/h，注水排量约6m3/h，最高泵压21．5MPa，套压一直为0，累计注气60万方后关井焖井，施工中各项参数均达到设计要求。焖井15d后开井，井口有气无液，后直接坐封杆式泵转机抽生产，开井初期日产液22．1t，日产油7．4t，含水66．6%。自喷转抽仅花费1d时间，极大的提高了生产时效。

5.结论与建议

(1)塔河油田目前井口装置及注气管柱结构完全满足高压注气要求，通过配套相关工艺技术，可成功实现不动管柱进行多轮次注气及注气与采油的快速转换，达到降本增效的目的。

(2)35MPa制氮拖车生产的氮气纯度95%-99%，氧气含量较高，注完气后焖井过程中抽油杆因此容易腐蚀，导致后期机抽生产时泵卡或抽油杆断裂。可考虑注完气后正注1．5倍油管容积稀油再焖井，避免管杆柱发生氧腐蚀。

(3)注气井普遍存在原油乳化现象，对于原油乳化严重的井需环空掺稀或加药生产，目前使用的注气单流阀有时存在打开或关闭困难现象，可靠性有待进一步提高。

[1]李鹴,李允．缝洞型碳酸盐岩孤立溶洞注水替油实验研究[J]．西南石油大学学报:自然科学版,2010,32(1):117-120．

[2]郑小敏,孙雷,候亚平等．缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油机理物理模拟研究[J]．西南石油大学学报:自然科学版,2010,32(2):89-92．

[3]惠健,刘学利,汪洋等．塔河油田缝洞型油藏注气替油机理研究[J]．钻采工艺,2013,36(2):55-57．

[4]郭平,苑志旺,廖广志．注气驱油技术发展现状与启示[J]．天然气工业,2009,29(8):92-96．

(责任编辑：李田田)

Application of Gas Injection and Oil Producing Technology in Tahe Oilfield

Yu Guolong

（No.3 Oil Extraction Plant, Sinopec Northwest Oilfeld Branch Offce, Xinjiang, 841600）

In terms of restricting improving the recovery effciency bottle-neck, Tahe oilfeld has started developing the pilot test of oil replacement by gas injection. In order to achieve the multi-time gas injection and conversion between gas injection and oil extraction of immovable pipelines, Tahe No. 3 oil extraction has developed one set of mature gas injection and oil extraction technologies of integrated injection-extraction well mouth matched rod pump, 70 MPa gas extraction tree matched rod pump and oil pumping hanger by taking use of the property advantages of rod pump and this technology has provided powerful support for the carrying out of improving recovery effciency of gas injection.

fractured-vuggy reservoir；gas injection and oil producing；matching technology；recovery effciency

T < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

A

于国龙（1988～)，男，中石化西北油田分公司采油三厂；研究方向：机采工艺、井下作业研究。