道生液文章编号:1004—5716(2006)增刊—0142—02中图分类号:TE345 文献标识码:B 塔河油田超深井稠油采油工艺评价与优选 杨顺辉
(中石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所，山东德州253005)
摘 要：塔河油田属超深井稠油油藏，对目前采用的电热吊杆自喷采油工艺、掺稀降粘自喷采油工艺、有杆抽稠泵采油
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工艺、螺杆泵采油工艺、电动潜油泵采油工艺做了详细评价分析，指出了各种采油工艺技术的优势和不足，提出以自喷
为主导、以有杆抽稠泵和电动潜油泵为接替的主导采油工艺体系。
关键词：塔河油田；自喷；稠油；有杆泵；螺杆泵；电动潜油泵
1 概述
新疆塔里木盆地塔河油田是近年来在西部地区发现的最大油气田，其主要产层为奥陶系碳酸盐储层，该
储层深度5400～5700m，原始压力系数1.08～1.10，温度120℃～130℃，储层类型为裂缝—溶孔、溶洞型。原油物性具有“三高”特点:(1)
高，最高达16040MPa・s，一般在700～2500MPa・s(50℃)之间，如果油井含水，乳化原油粘度更高;(2)凝固点高，最高达31℃;(3)密度高，最高达1.017g/cm3，一般在0.94～0.98g/cm3之间。 由于塔河油田属于超深井稠油油藏，目前国内外均无成型的采油工艺加以应用，只能在常规稠油开采工艺的基础上进行试验、研究，同时加以改进，使其适合塔河油田的开发。由此可见，探索适合塔河油田的稠油采油工艺具有重要的现实意义。
国内外对稠油油藏的开发主要采用热采或冷采的方法，由于塔河油田埋藏深、地层温度高，地下原油粘度仅有32.2MPa・s，流动阻力不大，因此不需要对油藏进行热力改造，其主要问题是原油从井底流到地面的过程中，随着温度的下降粘度急剧升高，导致流动阻力增大，以及原油含水后乳化严重，使得井筒内原油举升困难。目前塔河油田的采油工艺分自喷和机采两种。
弹簧制作
刺辊2 自喷井采油工艺
自喷井采油工艺作为油田开发初期首选的采油工艺，具有经济、管理方便的特点，也是塔河油田主要的采油工艺，根据塔河油田油藏的具体特点，在常规自喷井开采的基础上形成了用于高粘原油开采的电热吊杆自喷井采油工艺和掺稀降粘自喷井采油工艺。
2.1 电热吊杆自喷采油工艺
由于稠油对温度具有较强的敏感性，当温度降到一定值后，其粘度将随温度的降低急剧升高，这个温度称为拐点温度，塔河油田稠油井的拐点温度一般在60℃左右。为了能使原油在拐点温度以上流动，在油管内下入电热吊杆，这种电热吊杆采用P TC 发热元件，可自动控制温度，电路为并联电路，工作电压660V，最大功率114kW，吊杆抗拉强度30t，直径42mm，最大下深1800m。
塔河油田T433井是一口超稠油井,50℃原油粘度16000MPa・s，密度为1.003g/cm3，凝固点高达31℃，其不能自喷的主要原因是井筒内油流阻力太大。采用电热吊杆技术后非常成功，投产后井口温度保持在62℃～68℃，日增油62.4t，年累计增油12903t。
2.2 掺稀降粘自喷采油工艺
掺稀降粘是通过油管或油套环空向井内注入稀油，使稀油和地层产出的稠油充分混合，从而降低稠油粘度，减小井筒内的流动阻力，增大油井的生产压差，使油井能保持稳定自喷的一项工艺技术。掺稀原油降粘的关键技术是如何选择合适的油井、最佳的掺油比例及稀油的掺入方式。
(1)油井的选择。在选择掺稀井的时候，应根据油井的地层压力、供液能力、原油物性等参数进行选择。对塔河油田的稠油井来说，应选择含水较低、地层供液充足，确实是因为油稠导致流动阻力增大影响生产的油井进行该项工艺。在进行现场实施之前必须进行实验室评价。
(2)最佳的掺油比例。掺稀油的比例越大降粘效果越好。但从产量出发，由于油井状况和掺稀油方式不同，每一口井都有一个最佳注入量。在最佳注入量以内时，采油量随注入量的增加而增加；在最佳注入量时，油井产量最大；注入量超过最佳值时，由于采出的混合物中以稀油为主，则油井产量就下降。
(3)掺稀油的方式。常用的掺稀方式有两种：一种是无封隔器掺稀方式，具有结构简单、操作方便的特点，但掺入压力直接作用到地层，容易引起井底压力波动，影响油井产量；另一种是带封隔器管柱，其特点是掺入压力不直接作用到地层，不会产生倒灌现象，但工艺比较复杂，故障率较高。塔河油田一般采用无封隔器掺稀方式。
掺稀降粘自喷采油工艺首先在T K441井试验成功，该井利用T K317井的轻质油进行掺稀，通过实验室实验认为掺稀比例3∶7或4∶6时具有经济、降粘率高的特点，降粘率达95%以上，能有效降低原油粘度，减小流动阻力，投产后日掺稀油量为81m3，日增油105.8t，增油效果明显。此后又在T K440、T K435、
2006年增刊 西部探矿工程
WEST-CHINA EXPLORA TION EN GIN EERIN G
2006
T K455、T K446试验，从试验情况看,T K435井掺稀效果最好，注采比最高可以达到1∶6，掺稀降粘技术应用取得了较好的经济效果。
3 机采井采油工艺
对于停喷后的稠油井主要进行了有杆抽稠泵、地面驱动螺杆泵、电动潜油泵等机械采油工艺的试验与评价，取得了不错的增油效果，保证了油田开采后期的稳产。
3.1 有杆抽稠泵采油工艺
普通管式泵在抽稠油过程中存在着油流阻力大、泵效低等特点，应用效果不理想。塔河油田经多方调研后选用液力反馈式抽稠泵进行生产，该泵具有液力反馈作用，可克服杆柱下行阻力，使下部抽油杆柱处于受拉状态，缩小了抽油机上下冲程载荷变化幅度，减少了抽油杆断脱事故的发生；同时该泵具有浸入式充满和强制排液功能，可有效提高泵效。
液力反馈式抽稠适用于原油粘度小于4000MPa ・s 、油气比小于200m 3/m 3、含蜡量低于25%、含胶质、沥青质低于20%、含砂量小的油井。在应用中开展了配套工艺技术的研究和应用，形成了一套计算机优化设计和诊断技术；同时对于一些乳化严重的油井，由于乳化液的粘度成倍增加，导致抽油机负荷过大、光杆下行困难，还进行了井筒降粘工艺的研究，优选了合适的降粘药剂和降粘方式，保证了抽稠泵的正常运行。
3.2 螺杆泵采油工艺
螺杆泵采油工艺是20世纪70年代发展起来的新型采油系统，经过不断试验和改进，螺杆泵采油系统已基本完善，成为一种成熟的开采工艺。螺杆泵主要有定子、转子和驱动装置组成，按驱动类型分主要有两种类型，地面驱动螺杆泵和井下驱动螺杆泵，前者的动力机组、减速器置于地面，通过抽油杆带动转子旋转，将油举升到地面，后者的动力机组、减速器置于井下，直接驱动螺杆泵的转子旋转，将油举升到地面。塔河油田应用的都是地面驱动螺杆泵系统。
螺杆泵采油工艺在塔河油田的应用很不成功，其故障原因多种多样，主要表现为光杆断脱、抽油杆脱扣、油管脱扣、防脱器损坏等，平均检泵周期仅85d 。分析主要是以下原因:
(1)混合物流体的粘度过高。螺杆泵一般在原油粘度4000MPa ・s 以下时能够正常生产，虽然塔河油田绝大部分原油
的粘度在50℃时都低于4000MPa ・s ，但是原油中胶质和沥青质的含量较高，在井下泵的强烈搅拌作用下，原油和水形成乳化程度很高的油包水型乳状液，其粘度远远高于4000MPa ・s ，超出了螺杆泵、地面混输泵的负荷能力;
工业盐水(2)螺杆泵井采用 25mm H 级高强度抽油杆和 36mm 空
心抽油杆，由于扭矩大，很容易造成杆断和防脱器碎裂和过载停机。断脱位置上、中、下均有，而且停机时因为扭力卸载，抽油杆高速反转，其反转速度远远高于正常机抽时的正转速度，此时抽油杆非常容易脱扣，甚至造成油管脱扣;
(3)目前使用的油管锚为机械式座封，在座封时主要靠用油
管加压使其座封，加压容易使油管在井内弯曲，抽油杆工况恶化,
容易导致油管脱扣;
(4)因螺杆泵下深有限，大部分螺杆泵井的下深都在1000m
以内，而有的井对供液能力认识不清，导致螺杆泵井空抽时转子损坏而检泵。
由于以上原因，螺杆泵采油工艺逐渐被有杆抽稠泵和电潜泵采油工艺所取代。
3.3 电动潜油泵采油工艺
电动潜油泵举升工艺技术具有排量大、地面设备简单、管理方便的特点，比较适合中高含水期或中后期的原油生产。近年来国内外运用电泵开采稠油的研究和现场试验已取得了极大的进展，成为开采稠
油的一种重要机械采油方式。塔河油田主要采用的是大港油田中成公司电泵制造厂的抽稠电泵，该公司对电泵的水力角、止推轴承、涂层等多处进行了改进设计，可在1000～
3500MPa ・s 粘度下正常运行。
同时为了控制油井产量，防止油井含水上升过快，引进了
50m 3/d 、80m 3/d 、150m 3/d 小排量抽稠电潜泵。为了更有效的控
制产量，又配套了电泵变频技术，采用天津大港油田维罗机械电子科技有限公司生产的ZY 系列IB GT 高性能数字式中压变频器，它具有高输出转矩，低燥声，光纤驱动传输，带有通讯接口，内置液晶数显电流记录仪，可以直观反应运行工况，可以满足不同用户的需要。
T403井采用电动潜油泵生产后，初期产量在144m 3/d 左
右，经变频器调整将交流电频率由50Hz 调整到35Hz ，油井产量稳定在70m 3/d 左右，起到了稳油控水的作用。
4 塔河油田主导采油工艺体系的建立甘汞电极
通过多次现场试验以及对多种采油方式的综合对比分析，最后形成了以自喷为主导、以有杆抽稠泵和电动潜油泵为接替的主导采油工艺体系。
自喷采油工艺作为一种最经济、管理最方便的采油工艺，也是目前塔河油田最主要的采油工艺，其产量占总产量的85%以上，应加强优化设计和动态监测工作尽量延长自喷期。对于一些低含水(≤20%)的稠油自喷井，通过实测数据分析和理论计算表明确实是因为油稠导致井筒摩阻过大，可采用掺稀或电加热方式进行降粘。
有杆抽稠泵主要应用到供液能力中等、粘度在4000MPa ・s 以内的停喷井中，对于乳化严重的井须采用配套的井筒降粘工艺。电动潜油泵采油工艺经过发展和完善，比较适合塔河油田稠油的开采，主要应用到供液能力充足的停喷井，井内混合物粘度在1000～3500MPa ・s 之间。
5 结论
(1)自喷采油工艺作为塔河油田的主导采油工艺，必须加强
动态监测和现场管理工作，尽量延长油井的自喷采油期;
(2)有杆抽稠泵和电动潜油泵采油工艺作为停喷后的主要接
替举升方式基本上满足了现场的需要，在应用时注意选井和配套工艺技术的应用;
(3)地面驱动螺杆泵采油工艺不适合塔河油田稠油的开采。
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杨顺辉：塔河油田超深井稠油采油工艺评价与优选
