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高凝稠油举升工艺转换配套技术

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：孙娉

[导读] 摘要：受限于我国天然气匮乏，同时天然气的采集能耗较高等原因，举升工艺面临着操作工艺较为复杂，而且管理难度较大的问题。

        大港油田第五采油厂工艺研究所天津市 300283
        摘要：受限于我国天然气匮乏，同时天然气的采集能耗较高等原因，举升工艺面临着操作工艺较为复杂，而且管理难度较大的问题。目前的举升工艺存在天然气匮乏、能耗高、工艺复杂以及管理难度大的问题。本文将结合实验室研究结果得出的理论，分析并解决常规情况下，化学试剂无法做到的控制高凝稠油降稠问题，满足现场生产开采使用需求。希望能够给有关工作人员提供一些值得参考的内容，以促进相关工作的顺利开展。
        关键词：高凝稠油；举升工艺；热水循环工艺
        1技术背景的分析
        在高凝稠油采集过程中，常用的技术工艺为热水循环。热水循环指的是利用热水管道，降低高凝稠油黏浊度，从而满足生产开采的传送需求。它的主要流程为：在站内将循环水加热至90度以上之后，经由配水间将循环水输送至热水循环管道，最后到达油井开采处。在与井筒内油流热交换后，返回站内再加热至90度以上，如此反复循环，单井热水循环量一般为6-8m3/h。在这个过程中，为了提高水温加热效率，及温度传导效率，所使用的循环水一般为软化水。不过从目前热水循环工艺实际应用情况来看，热水循环工艺仍有以下几点问题存在：首先，天然气的匮乏必然会成为制衡热水循环工艺发展的关键性因素。其次，由于热水循环工艺需要利用电能加热，所以热水循环成本较高。最后热水循环所涉及的工序工艺较为复杂，所以会有管理难度较大的情况出现。所以本文开展了高凝稠油的举升工艺转换技术研究。
        2技术原理的分析
        目前，我国常见的降凝化学试剂可以分为两大类，分别是：水基乳化降黏降凝剂和油基降凝降粘剂。水基降凝剂的降凝方式一般采用水溶性较好的活性剂，作为降凝乳化剂。将水基降凝剂和水按照一定的比例，注入油井当中，通过扩大油水表面张力，使高凝稠原油分散。从而形成水包着油的情形。使高凝稠油间的摩擦变成水与水之间的摩擦，降低高凝稠油粘度。由于稠油以液滴状形态分散在水中，在乳化剂作用下油滴被水膜所包裹，稠油中的其他组分也在油水界面吸附，使得油滴外的膜更加结实，油滴之间不易聚结。在降温的过程中虽然有蜡结晶，但有界面膜的存在，蜡晶之间并不易聚结形成大的蜡晶或网状空间结构，因而在一定程度上可以降低高凝稠油的凝点。
        2.1化学降稠试剂的选择分析
        本次所选用的实验对象为三种水基试剂，通过分散性实验得出化学降稠试剂测试结果。通过研究发现，WTLG与V8这两种化学试剂分散性较好，能够有效扩大油水表面张力。不过考虑到综合成本，建议使用WTLG作为常用水基降凝剂。
        2.2化学药剂浓度的筛选分析
        不同浓度的化学药剂，必然会带给实验人员不同的试验结果。因此笔者选用浓度为百分之一的化学试剂，放入加热箱中，升温至70。之后恒温保温4小时，脱出游离水。之后使用不含游离水的有氧，与游离水模拟高凝稠油采集井口油样。将油温加热至70度以上，并加入调配好的浓度为3%的化学试剂，在70度的环境下，震荡模拟油样30秒，之后静止观察。从结果可以看出，水基化学试剂必须有充足的水，才能够包裹住高凝稠油。根据结果表明，最佳药剂浓度为2%。
        2.3含水原油分散性试验
        通过对不同含水原油进行分散性试验，目的是为了确定含水不同原油的分散效果差别。根据实验结果表明，化学降稠试剂中，由于药剂对于含水量较为敏感。因而，低含水井的原油分散能力较弱。如若试剂中的含水量大于60%，那么原油的分散能力较高。最后从实验数据分析得出，在含水量相同时，药剂量越大，油水分散效果越好。当含水量增加，那么化学试剂的功效便会趋于降低。

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        2.4配伍性试验
        为降凝降黏剂在投入现场试验前，需要进行与联合站破乳剂进行配伍性试验，要求药剂不影响联合站原油脱水。试验结果表明，药剂对联合站原油脱水有一定的影响，降低药剂浓度或增加沉降时间能减轻对联合站原油脱水的影响。
        2.5施工技艺
        为了减少试验对油井正常开采的影响，在油井工作初期，仍然需要沿用传统高凝稠油热水循环工艺，降低原油浓稠度。之后按照设计方案的两倍投放药剂。当油井能够正常作业时，开始逐步减少化学试剂的使用浓度。并每隔6小时进行一次取样分析工作，保障日常维护与记录工作的顺利进行。
        3实用结果的分析
        目前，由于举升工艺在高凝稠油实际开采过程中，需要面临能耗较高且工艺复杂等问题，所以新型降稠试剂的研制对于高凝稠油开采和发展具有深远影响的价值作用。通过有机结合，降低原油凝固点。这么做能够解决降凝降粘剂无法实现高凝稠油降稠问题，满足社会生产需求。
        4采油相关车组配套分析
        通常情况下，对于稠油与高凝油的采油技术中使用的车组配套多为多功能采油车与油罐车。多功能采油车主要发挥发电、加热与提升的作用，相对于一般的采油车功能较为丰富。通过多功能采油车可以同时进行加热与采油作业。辽河油田使用的多功能采油车底盘多为斯泰尔底盘，采油工序操作起来十分简单，井架利用了没有污染的前支式井架，而它的提升系统则是双绞车、双滚筒与双离合器。双滚筒主要是缠绕钢丝绳与缠绕高强度的电缆。在采油车的前部装有发电机与变频控制器，利用井场电源作业。在车上同时配备有井深测量系统、接力测量系统与温度控制系统。与采油车相配套的主要工具有高强度大功率的电缆、防过载采油抽子、电加热复合采油抽子与大功率的电加热器等。高强度的传输电缆为双层钢丝铠装结构，内部线缆主要由两根电源线与四根信号线组成。它的主要作用是在井下供给60KVA的加热器进行加热作业，另外，可以代替钢丝绳进行采油作业。在稠油与高凝油采油时，由于粘度，更容易发生过载的问题，为了避免出现生产事故，在设计时加装了用于过载保护的采油工具。一旦工具过载，保护装置内的销钉将会剪断卸载，避免工具本身出现过载，同时也避免钢丝绳或电缆拉断。把电加热器与采油抽子利用高压电缆接头连接，形成复合电加热采油工具，可以有效实现加热与采油一体化。高压电缆接头有着耐高压、绝缘性与密封性良好的特点，是电缆与加热器间必备的工具。大功率加热器主要是用于在油井套管内不断上下移动，对管内的原油进行加热，从而降低原油的粘度，利于采油作业。
        5结语
        总而言之，采用新型化学降凝试剂，能有效降低高凝稠油粘度与凝固点，从而使得油井输油线路畅通，不必持续加热升温，便能够顺利进行采油作业。另外，通过对高凝稠油与举升工艺转换配套技术的研究，能够为高凝稠油举升工艺的发展开辟一条新的捷径。
        参考文献
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        [2]郑冰.电热杆在稠油举升工艺中的应用探讨[J].中国石油石化2016.
        [3]赵忠文郭新军吕义军等.稠油油藏采油工艺优化技术研究与应用[J].化工管理2015(8).197.
        [4]赵麟天.高凝稠油举升工艺转换配套技术研究[J].化工管理2015(23).197.
        [5]宋杰.多措并举精细管理解决高凝油生产难题[J].清洗世界.2019(01)