混水抽稠油泵的研制与应用

混水抽稠油泵的研制与应用表 1 原油粘温测试数值表表 2 原油物性分析目前，稠油开采主要使用螺杆泵、越泵电加热杆、电加热杆和泵上掺水四种主导工艺。螺杆泵的使用范围在 3000mPa.S 以内；越泵电加热杆和电加热杆的使用范围在 8000mPa.S 以内；泵上掺水的适用范围在 6000mPa.S 以内。螺杆泵的使用范围太低，只限于低粘度稠油开采使用。越泵电加热杆和电加热杆的耗电量太大（日耗电 1500 多 KWH） 。因此使用较少，泵上掺水使用较多，它能较好的适应中高粘度的油井。而且还节电节能。缺点是使用被动掺水方式。受水源和掺水压力的影响较大，一旦掺水压力变低，水温下降，刮风下雨停电。就常常出现稠油堵塞输油管线和稠油反排进入套管，造成稠油井停产。为了克服稠油开采难度大、产量低、费用高、周期短等问题，研制开发了种混水抽稠油泵，该泵两级结构，使用该泵也可进行泵内掺水混采，使用水源可以是井口分离的产出水，也可以是地下的含水层，还可以使用地面输送的高压或低压水：使用该泵还可以根据稠油粘度调节泵径级别，控制掺水用量，使油水在泵内高压混合达到最佳的混合粘度，然后将混合液一同排到地面，使用该泵最高可采 10000mPa.S 粘度的稠油。1 稠油的物性特点 1.1 原油粘温测试数值胜利油田东辛采油厂的稠油块主要分布在四矿营十段块。通过对 Y86C5B 与 Y85-6 两口井原油样品的粘度测试，发现 Y86C5B 井 50C 时的原油粘度是12520mPa.S，70C 时的原油粘度是 3240mPa.s；Y85-6 井 50C 时的原油粘度是 19451mPa.s，70C 的原油粘度是 5632mPa.s.说明两区块原油的拐点温度在 7080C 之间（见下表 1） 。1.2 原油物性分析通过做原油物性分析，发现油包水型乳状液的原油粘度高，一般在1500050000mPa.s 之间，属特、超稠油，密度大、凝固点高、胶质和沥青质含量高。通常沥青质成分占 716%左右，胶质成分占45%55%左右，沥青质和胶质成分占原油总组分的 50 飞 5 左右（见表 2） 。由于胶质、沥青质在原油中是天然的油包水型的乳化剂，他们在油水界面上能形成较牢固的乳化膜。为了取得最佳的掺水数值，选用 50C 的温度。3.2 工作原理针对电加热和电热管耗电量大，井筒化学降粘无配套的管网体系等现状，引进使用混水节能抽稠油泵。使用该泵也可以实现泵内掺水乳化，将油包水的连续流体改变成水包油的分散流体，从而使流体转相使粘度降低，从而达到开采和举升稠油的目的。混水节能抽稠油泵装置是一种套叠式串联泵抽装置，该泵能同时抽吸地层流入井筒的稠油和掺水管道掺入的水流体，并在泵内高压混合，增加剪切力，同时通过调节泵的参数改变掺水量，将油包水相转变成水包油相，将连续的 0/稠油乳化流体转化成分散的W/O 水包油流体，从而降低油水混合液的粘度从而达到举升条件，然后再经该泵抽吸举升到地面。混水抽稠泵是一种套叠式串联泵，大泵在上，小泵在下，共同使用一套柱塞总成，下泵抽吸被分隔的下部稠油。上泵抽吸被分隔的需要掺入套管的水，并在泵内形成高压混合低粘度的油水混合液，再经该泵混合液一同抽排到地面。混水抽稠泵在抽油的过程中，环套内水从抽油泵掺水孔处进入抽油泵内，通过混水阀均匀的与产出液混合。降低原油的粘度，改善原油的流动性。3.3 功能特点该工艺与其他稠油开采工艺相比，施工工艺简单，容易掌握，而且投入费用相对较低。使用范围广，能解决 10000mPa.S 以内稠油的提升问题，与使用越泵电加热泵、电加热杆相比，在同样产液情况下节电 1000 多度。掺入的水流体对柱塞做功，可降低抽油机的载荷，能降低抽油机电机的耗电量。该泵有泄油器环保功能，当柱塞提出泵筒可自行泄油该泵有两套相对独立的抽吸系统，采用泵内掺水混排工艺，比使用电加热流动阻力降低幅度大，泵凡尔漏失量小、产稠油量高。该泵能随时停井保养抽油机，并且稠油不会反排到套管中，比泵上掺水优越的多。混水抽稠油泵能适应高稠油混水开采，又可用于压差大、千扰严重、可封隔的不同层段的油层进行二级同时开采。3.4 使用条件（1）油井要求固井质量合格，无套管变形和套管外窜漏现象；油井含砂量矣 2%，如含砂>2%须采用防砂措施；具有掺水条件。3.5 注意事项（1）运送泵时要密封包扎，以防杂物进入泵内。运送泵时车上要设置 46 个支撑点，并水平排放，以防造成泵筒或活塞弯曲。（3）下井油管与抽油杆要千净无杂物。完井油管与抽油杆要丈量准确，核对无误，并查验丝扣完好。下完井油管和抽油杆时，下放速度要均匀，下入速度每小时不得超过 15 根。（6）提防冲距大小按设计要求执行，并做到精确无误。设计与研究公称直径（mm）969.85/957.15 上部连接油管螺纹3 1/2TBG 下部连接油管螺纹 2 7/8TBG 连接抽油杆螺纹 CYG22 最大外径（mm）9107（7）在短距离人力搬运时，搬运人员最好不少于三人，并沿全长均匀分布，要轻拿轻放、防止掉落、震坏或碰撞。3.6 作业方式将下端连有固定阀的泵筒总成，通过上部油管直接联接在油管柱下端，随油管柱下到预定的泵挂深度处。将柱塞总成随抽油杆柱下入泵筒内，直至柱塞总成下端面与固定阀上端面接触，然后上提柱塞，按照常规方法调整防冲距和冲程。3.7 技术参数 4 混水抽稠油泵的应用混水抽稠油泵现场试验施工6 口，交井 5 口，正在作业 1 口，效率达 100%，实验取得了良好的实验效果。Y11-4 井 2008 年 11 月 2 日下混水节能抽稠油泵施工完开井。施工后平均日液 22.3t，日油 3.9t，平均单井日增油 1.0t，累计产液1003.5m3，产油 202.5t，平均单井比电加热日节电 1660Km.h（见表4） 。Y11-3 井 2008 年 11 月 17 日下混水抽稠油泵施工完井。施工后平均每日液 24.2t，日油 4.7t，累计产液 484.5m3.产油 141t，平均单井比电加热节电 1020Kw.h. 5 试验结论（1）稠油开采掺水的影响比较大，使用射流采油工艺、电热杆工艺、电热管工艺都能较好的解决举升问题，但是都存在投入大，投资费用高，施工复杂，后续服务时间长等情况。表 4 混水抽稠油泵实验效果统计表井号开井日期措施前（电热杆措施后（节能菊日产液曰产油含水量抽油机日耗电量 Kw.h 电加热功率电加热日耗电生产天数日产液曰产油含水量抽油机日耗电电加热日耗电累计产油日节电量新井采用混水节能抽稠油泵，投资较低，施工工序简单，事故率低，不需要电加热，具有较大的推广价值。