环状流程是油田开采使用比较普遍的一种集油方式, 具有投资少、工艺简单的特点。但环状流程的掺水量难于合理控制, 尤其是对不同的环, 由于环井的产液量、转油站掺水温度、 环的长度、管线规格以及每一个环所带的井数等, 不同集油环的掺水量不同, 很难找到一个合理的“定量”标准, 导致掺水使用量过大, 能耗增多。我们在现场实际中, 应用“拐点法”控制环状井掺水量, 通过限定环井井口回压, 在设定的回压区间内寻找油井的临界控制点, 根据回压变化, 调整井口掺水阀, 探索每一个“环”的掺水定量, 制定每一个“环”的定量标准, 大大提高了环井掺水控制精度, 进一步降低了集输能耗, 对于产液量低、集输半径大的工艺系统节能降耗, 具有一定的指导意义。
1集油环掺水存在的问题
目前高台子油田机采井集输工艺, 大多数采用环状流程, 尤其是近几年新投产的井, 全部为环状流程井。环状流程井调整回油温度, 控制掺水用量, 主要是通过员工到井口调节设置在井口的掺水阀来实现, 一般来说, 存在着以下问题:
1.1冬季生产中, 野外温度低, 很多员工有着“大掺水量不冻井”的想法, 习惯性的调大掺水量, 这种粗放做法, 虽然能够达到不冻井的目的, 但系统运行压力大, 掺水消耗大, 能耗高。
1.2夏季生产中, 出于系统节能需要, 经常会选取部分油井实施季节性停掺, 在选定停掺井时, 往往凭借现有数据选井。 部分有停掺潜力的井, 很难及时发现, 也很难及时扩大停掺范围, 扩大节能效果。
1.3部分环状流程油井集输距离远, 回压上升较快, 靠经验很难控制好井口的掺水量, 不利于节能降耗。
2利用“拐点法”寻找合理掺水量
从目前应用情况来看, 影响集油环井回压上升的因素主要有:环井的产液量、转油站掺水出站温度、集油环的长度、环井管线规格等。从我矿掺水工艺看, 环井集油管线主要为钢质, 管径规格φ60mm, 所以本实验不考虑管线规格这一影响因素, 重点分析在其它三个因素影响下, 如何利用“拐点法”精准控制环状井掺水水量。
2.1环井产液量的影响
在利用“拐点法”实施季节性停掺水时, 首先考虑的是选取产液量高的集油环进行季节性停掺试验, 这样做的好处是不至于因为停掺导致油井冻堵, 也不至于因为频繁处理冻堵影响基层队和管井员工的参与积极性。成功后, 再逐渐转向临界。为此我们选用20t≤日产液≤30t及10t≤日产液≤20t的集油环井分为两类做现场实验, 技术人员盯在现场, 员工密切配合, 寻找在这两种不同产液量下对“拐点法”控制掺水量的影响。我们跟踪记录了这两个具有代表意义的环井, 当环产液在15~20t时, 利用“拐点法”控制掺水量, 测得井口合理回压为0.84MPa, 合理掺水量为12.3m3;当环产液在20~30t时, 利用“拐点法”控制掺水量, 其合理掺水压力为0.81MPa, 合理掺水量为12.2m3。通过几次试验, 初步得到以下结论:环井回压随掺水量的下降而上升。
2.2转油站掺水温度的影响
为了研究不同的掺水温度对“拐点法”控制掺水量的影响, 我们重新选取了1个具有代表性的集油环做现场观察实验。实验过程中, 我们选取掺水温度在50~55℃低温水时和掺水温度在30~35℃常温水时, 两种不同的掺水温度对掺水效果的影响实验, 为了保证实验的准确性, 我们制定了转油站掺水温度运行表, 运行周期为两个月, 通过对同一个环的现场测量验证, 得出的结论为, 在掺50~55℃低温水时, 利用“拐点法”控制掺水量的合理井口回压为0.85MPa, 合理掺水量为11.9m3;在掺30~35℃常温水时利用“拐点法”控制掺水量的合理井口流压为0.86MPa, 合理掺水量为13.8m3;对比上述两种情况, 可以得出同一环井在不同掺水温度的影响下, 利用“拐点法”控制, 掺低温水时要比掺常温水时掺水量减少1.9m3。
2.3集油环长度影响
管线长度对掺水压力有很大的影响。为验证在不同集油环长度下, 掺水水量随压力的变化情况, 我们在两个不同计量间的两个集油环进行对比试验, 环1与环2的产液量基本相同, 掺水温度也相同, 但两个集油环的回油管线长度相差很大。环1井利用“拐点法”控制掺水量的合理回压在0.78MPa, 掺水水量为10.3m3, 环2井利用“拐点法”控制掺水量的合理回压在0.95MPa, 掺水水量为13.4MPa。对比环1、环2两个集油环, 可以得出:在相同的掺水温度下, 当产液量相同时, 集输距离长的井利用“拐点法”控制掺水量后其回压及掺水量都要大于集输距离短的井。
2.4其它因素影响
在进行拐点法降低掺水消耗试验中, 我们还发现一些情况:
(1) 部分环井依据“拐点法”控制掺水量, 当掺水全部关死后, 掺水压力仍未达到“拐点法”要求的压力。
(2) 部分环井在“拐点法”控制掺水量时, 其合理回压高于试验确定的“0.8~1.0MPa”的范围, 但其仍能正常生产。
(3) 部分环井的回压上升极快, 上升幅度也较大, 这样环井无法利用“拐点法”控制掺水量。
3几点认识
3.1参考油井产液量对实施“拐点法”有影响, 但产液量对控制掺水量的影响不大。
3.2掺水温度对掺水量的影响较大, 掺水温度高的井, 利用 “拐点法”控制掺水量时消耗的水量较少。
3.3环井的长度对掺水量的影响也很大, 主要表现为, 集输距离长的井, 其正常生产时的回压高, 掺水需求量大。
3.4利用“拐点法”可准确的摸索出适宜夏季停掺水的井。
3.5部分集油环, 存在“高回压”的现象, 需进行改造。
通过认真开展以掺水拐点法为主的机采系统的节能降耗试验, 进一步规范了油井掺水用量, 通过持续开展低掺水、停掺水试验, 进一步挖掘了停掺节气潜力, 实现了油田生产过程能耗的进一步降低。2015年我矿利用拐点法全年季节性停掺井124口, 日节掺水744立米, 日节气1785方/日, 节气效果显著。