CN1667242A - 稠油、高凝油捞油技术 - Google Patents

Abstract

本发明型涉及一种油田稠油、高凝油井采油用的“稠油、高凝油捞油技术”，该技术对稠油、高凝油捞油主要采取快速加热降低原油粘度，然后再捞油的方法，解决了现有技术中捞油工具下井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，无法对稠油、高凝油井实施捞油的问题，该技术方案的要点是电加热+多功能捞油车组(多功能捞油车及油罐车)及其相关配工具和加热捞油作业施工工艺(加热通井作业和捞油作业)来实现对稠油、高凝油井加热捞油作业，该技术可广泛用于低产、停产的稠油、高凝油井捞油。

Description

稠油、高凝油捞油技术

技术领域：

本发明涉及一种油田稠油、高凝油井采油用的“稠油、高凝油捞油技术”。

背景技术：

目前国内的大庆、辽河、吉林和胜利等油田已应用捞油技术，而且该项技术已有了较大的发展，捞油井下工具已形成系列，适用于不同尺寸的套管和油管。但是现在上述油田现有常规捞油技术捞不了油的稠油、高凝油井500～700口，这些低产、停产的稠油、高凝油井停产一段时间后，绝大部分井在套管内形成了死油帽甚至全井灌肠，因此利用现有捞油技术无法对其实施捞油。稠油、高凝油在常温状态下粘度高、流动性差，致使现有捞油工具下井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，因此，对稠油、高凝油实施捞油就必须降低其粘度。降低原油粘度的方法主要有两种，即添加降粘剂及升高原油温度。对于井筒内原油加降粘剂降粘，一方面成本高，另一方面很难在短时间内将降粘剂与原油充分混合，因此，这种降粘方法适用性不强。

发明内容：

为了克服低产、停产的稠油、高凝油井由于原油粘度、凝固点较高，现有捞油工具下井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，导致常规捞油技术无法对稠油、高凝油井实施捞油的问题，本发明提供了一种“稠油、高凝油捞油技术”，即先加热井筒内原油降低其粘度，再捞油的开采方法，它具有加热效果好，能迅速将井筒原油加热到流动状态，多功能捞油车采用越野车底盘，移动性好，捞油效果好等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：捞油机理的研究与捞油方案的选定：稠油、高凝油在常温状态下粘度高，流动性差，致使捞油工具入井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，因此，要对稠油、高凝油实施捞油就必须降低其粘度。其方法是添加降粘剂及升高原油温度。对于井筒内原油加降粘剂降粘，一方面成本高，另一方面很难在短时间内将降粘剂与原油充分混合，因此，这种方法适用性不强。经试验稠油、高凝油粘度对温度特别敏感，当温度由50℃升高到60℃时，粘度降低至50000mpa·s以下，原油具有较好的流动性，所以，对稠油、高凝油井捞油主要采取快速加热降低原油粘度，然后再捞油的方法。为实现稠油、高凝油捞油作业对几种捞油方案：蒸汽加热+多功能捞油车组捞油；电加热+多功能捞油车组捞油；蒸气加热+柔性抽油杆车组捞油；电加热+柔性抽油杆车组，从经济，技术等方面对比分析比较最后选定了电加热+多功能捞油车组捞油技术方案。该方案的车组配置及工具配套：(一)车组配置：稠油、高凝油捞油技术的车组配置为多功能捞油车+油灌车。多功能捞油车的主要功能有发电、加热和提升功能。它比普通捞油车多了发电和加热两大功能。该车组能将加热和捞油同时进行，即下放工具时加热，上提工具时捞油。该车组优点是操作简便，投入、运行成本低。考虑到停产井井场道路状况较差多功能捞油车底盘采用越野车底盘。捞油井架采用操作简便、灵活、无污染的前支式井架。提升系统设计为双绞车、双离合器、双滚筒，一个滚筒缠绕钢丝绳，另一个滚筒缠绕高强度、大功率传输电缆。车的前部装有大功率发电机和变频控制柜，在有电源的井场可利用井场电源。车上还配有井深、拉力测量系统以及温度控制和电路保护系统。(二)工具配套：a、高强度大功率传输电缆：高强度大功率电缆为双层钢丝铠装结构，内有2根电源线和4根信号线。其主要技术参数为直径Φ16mm，最小破断拉力120KN，耐压3KV，耐温260℃；b、大功率电加热器：大功率加热器设计为圆柱形，带扶正器。本体外径可为Φ120mm、Φ80mm和Φ70mm，分别适用于Φ177.8mm，Φ139.7mm，Φ127mm的套管，长度为5.0m，功率50KW。主要用于在油井套管内缓慢上下移动而加热套管内原油，降低原油粘度，便于进行捞油作业；c、防过载捞油抽子：目前国内油田现场使用的捞油抽子主要采用滑块式胶筒密封结构，当其入井过深，井筒中原油体积过大或密封胶筒卡在井筒中的情况下容易造成过载，从而将捞油工具薄弱环节或钢丝绳拉断，造成生产事故，由于在进行稠油、高凝油捞油作业时更易发生过载情况，为防止出现生产事故，特设计了带过载保护装置的捞油工具，当工具过载时，保护装置内销钉剪断卸载，防止了工具本身或用于提捞的钢丝绳、电缆拉断；d、复合电加热捞油抽子：将上述大功率电加热器和过载保护捞油工具通过高压电缆接头电连接即成复合电加热捞油工具。利用该复合电加热捞油工具可实现加热和捞油的一体化，即下放时加热，上提时捞油。其中的高压电缆接头具有耐高压(1000V电压)绝缘性好、密封性佳等特点，它是电缆与加热器之间不可缺少的连接工具；该方案中的加热捞油作业施工工艺是：(一)捞油作业前的准备：a、捞油井的选择：选择5″或7″套管井，井内没有油管串或落物的低产、停产的稠油、高凝油井；b、设备及工具准备：配套设备为多功能捞油车、油罐车。配套工具为5″、7″电磁加热器，5″、7″捞油抽子，5″、7″电加热复合捞油抽子，高压电缆接头。c、捞油井场准备：检查通往井场道路是否能通过多功能捞油车及油罐车，平整井口场地，井场如有电源可用井场电源直接将高强度电缆通过变频控制柜与井场电源相连，如井场无电源，则将多功能捞油车上的高强度电缆一端通过变频控制柜与发电机组连接。d、捞油作业前准备：根据已知的资料数据，释放井筒内的油压和套压，注意安全，观察井口20～30分钟，确定井内无气后再进行下一步工作。还根据井场的实际情况，尽量将多功能捞油车摆放在井口的上风口方向上，调整好井口与多功能捞油车之间距离，同时，准备好将油罐车与井口由壬连接。(二)加热捞油作业：a、捞油工具与油井井口连接：将油井井口打开(报废井将井口装置去掉，保留井口连接法兰)，保留套管接头，将多功能捞油车所带井口装置的下节与套管接头丝扣(或法兰)连接。b、加热通井作业：将多功能捞油车左右找正，头对井口，操纵井架伸缩液缸，使电缆铅锤落入井口。对正井口后，将加热器吊装到车头前部，将其与电缆电连接，操纵井架起升液缸及伸缩液缸，将井架抬起，操纵电缆绞车，将加热器下放至井口，落下井架，将捞油车支撑杆连接好。慢慢下放加热器入井，同时观察井深，负荷显示装置(在控制室内)，当加热器接近液面时，接通电源，开始加热通井。加热一定井段原油后(根据油井具体情况确定一次加热长度，一般为40～60m)，提出加热器至接近井口20m处，提升速度变慢防止加热器碰撞井口。最后将加热器提出井口，摆放到井场合适位置，等待下次加热通井作业。c、捞油作业：将控制室控制开关转换到捞油档，操纵井架伸缩液缸，将钢丝绳重锤落入井口，然后将防过载捞油抽子与钢丝绳套连接，操纵钢丝绳绞车，将捞油抽子放入井口，落下井架，将捞油车支撑杆连接好。慢慢下放捞油抽子入井，同时观察井深、负荷显示装置，当捞油抽子接近液面时，井深负荷显示仪有数量变化，同时抽子下降速度变慢，观察显示仪数字，继续下放抽子至刚才加热井段底界，然后开始缓慢上提捞油抽子，捞出原油。观察显示仪数字不得超过50KN。当捞油抽子上提至接近井口20m处时，提升速度变慢防止抽子碰撞井口。最后将捞油抽子提出井口，摆放到井场合适位置等待下次捞油作业。重复b、c步骤，反复加热，捞油至距油井射孔段上界15～25m，即完成一口井的加热、捞油作业。当选择使用的工具为复合电加热捞油工具时，则在步骤b中将复合工具与高强度电缆电连接，此时，下放工具时为加热通井作业，而上提该工具时就完成了捞油作业。用该工具可以实现加热捞油一体化作业，节省作业时间，降低作业成本。如何选择加热捞油分开作业或二者一体化作业则视油井具体情况确定。

本发明与现有技术相比，该捞油技术具有加热效果好，能迅速将井筒中的原油加热到流动状态，多功能捞油车操作简便采用越野车底盘，移动性好，捞油效果好的特点；如采用加热捞油一体化作业，还能够节省作业时间，降低作业成本。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明加热及捞油设备、工具整体结构示意图。

图中1、油罐车，2、加热及捞油工具，3、井架伸缩液缸，4、捞油井口，5、多功能捞油车，6、井架起升液缸，7、发电机组及变频控制柜，8、高强度大功率电缆，9、钢丝绳，10、钢丝绳绞车、滚筒及电缆绞车、滚筒，11、操作控制室。

具体实施方式：

在图1实施例中，稠油、高凝油在常温状态下粘度高，流动性差，致使一般捞油工具入井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，因此对稠油、高凝油井捞油就必须降低其粘度，经试验稠油、高凝油粘度对温度特别敏感，当温度由50℃升高到60℃时粘度即可降至50000mpa·s以下，这时原油具有较好的流动性，所以对稠油、高凝油井捞油主要采取快速加热降低原油粘度，然后再捞油的方法，经过现场、室内试验研究设计了四种方案，经过对各方案的经济、技术等方面的对比分析最后选定了“电加热+多功能捞油车组捞油技术方案”；该方案的车组配置及工具配套：(一)车组配置，采用多功能捞油车5+油罐车1；多功能捞油车的主要功能有发电、加热和提升功能，它比普通捞油车多了发电和加热两大功能，该车组能将加热和捞油同时进行，即下放工具时加热，上提工具时捞油；考虑到停产井井场道路状况较差，多功能捞油车底盘采用越野车底盘；捞油井架采用操作简便、灵活，无污染的前支式井架；提升系统设计为双绞车、双离合器、双滚筒，一个滚筒缠绕钢丝绳，另一个滚筒缠绕高强度大功率传输电缆。车的前部装有大功率发电机及变频控制柜7，在有电源的井场可利用井场电源。车上还配有井深、拉力测量系统以及温度控制和电路保护系统。(二)工具配套：a、高强度大功率传输电缆：高强度大功率电缆为双层钢丝铠装结构，内有2根电源线和4根信号线。其主要技术参数为直径Φ16mm，最小破断拉力120KN，耐压3KV，耐温260℃；b、在加热及捞油工具2中设有大功率电加热器、防过载捞油抽子和复合电加热捞油抽子；大功率电加热器：将它设计为圆柱形，带扶正器；它的本体外径可为Φ120mm、Φ80mm和Φ70mm，分别适用于Φ177.8mm，Φ139.7mm和Φ127mm的套管，长度为5.0m，功率50KW；它主要用于在油井套管内缓慢上下移动而加热套管内原油，降低原油粘度，便于进行捞油作业；c、防过载捞油抽子：由于进行稠油、高凝油捞油作业时易发生过载情况，为防止出现生产事故，特设计了带过载保护装置的捞油工具，当工具过载时，保护装置内销钉剪断卸载，防止了工具本身或用于提捞的钢丝绳、电缆拉断；d、复合电加热捞油抽子：将大功率电加热器和过载保护捞油工具通过高压电缆接头电连接即可成复合电加热捞油工具，利用该复合电加热捞油工具可实现加热和捞油的一体化，即下放时加热，上提时捞油，其中的高压电缆接头具有耐高压(1000V高压)，绝缘、密封性好等特点；该方案中的加热捞油作业施工工艺是：(一)捞油作业前的准备：a、捞油井的选择，选择5″或7″套管井，井内没有油管串或落物的低产、停产的稠油、高凝油井；b、设备及工具准备：配套设备为多功能捞油车5，油罐车1。配套工具为5″、7″电磁加热器，5″、7″捞油抽子，5″、7″电加热复合捞油抽子，高压电缆接头。c、捞油井场准备，检查通往井场道路是否能通过多功能捞油车5及油罐车1，平整井口场地，井场如有电源可用井场电源直接将高强度电缆8一端通过发电机组及变频控制柜7与井场电源电连接，如井场无电源，则将多功能捞油车5上的高强度电缆8一端通过变频控制柜与发电机组7电连接。d、捞油作业前准备：根据已知的资料数据，释放井筒内的油压和套压，观察井口20～30分钟，确定井内无气后再进行下一步工作。还根据井场的实际情况，尽量将多功能捞油车5摆放在捞油井口4的上风口方向上，调整好井口与多功能捞油车5之间距离，同时，准备好将油罐车1与捞油井口4由壬连接。(二)加热捞油作业：a、捞油工具与油井井口连接：将油井井口打开(报废井将井口装置去掉，保留井口连接法兰)，保留套管接头，将多功能捞油车所带井口装置的下节与套管接头丝扣(或法兰)连接。b、加热通井作业：将多功能捞油车5左右找正，头对捞油井口4，操纵井架伸缩液缸3，使电缆铅锤落入井口。对正井口后，将加热器及捞油工具2中的加热器吊装到车头前部，将其与高强度电缆8电连接，操纵井架起升液缸6及井架伸缩液缸3，将井架抬起，操纵钢丝绳绞年、滚筒及电缆绞车、滚筒10中的电缆绞车，将加热器下放至井口，落下井架，将捞油车支撑杆连接好。慢慢下放加热器入井，同时观察井深、负荷显示装置(在操作控制室11内)，当加热器接近液面时，接通电源，开始加热通井，加热一定井段原油后(根据油井具体情况确定一次加热长度，一般为40～60m)，提出加热器至接近井口20m处，提升速度变慢防止加热器碰撞井口。最后将加热器提出井口，摆放到井场合适位置，等待下次加热通井作业。c、捞油作业：将操作控制室11的控制开关转换到捞油档，操纵井架伸缩液缸3，将钢丝绳9重锤落入井口，然后将加热及捞油工具2中的防过载捞油抽子与钢丝绳9套连接，操纵钢丝绳绞车、滚筒及电缆绞车、滚筒10中的钢丝绳绞车，将加热及捞油工具2中的捞油抽子放入井口，落下井架，将捞油车支撑杆支座连接好。慢慢下放捞油抽子入井，同时观察井深、负荷显示装置，当捞油抽子接近液面时，井深负荷显示仪有数量变化，同时抽子下降速度变慢，观察显示仪数字，继续下放抽子至刚才加热井段底界，然后开始缓慢上提捞油抽子，捞出原油。观察显示仪数字不得超过50KN。当油抽了上提至接近井口20m处时，提升速度变慢防止抽子碰撞井口。最后将捞油抽子提出井口，摆放到井场合适位置等待下次捞油作业。重复b、c步骤，反复加热，捞油至距油井射孔段上界15～25m，即完成一口井的加热、捞油作业。当选择使用的工具为复合电加热捞油工具时，则在步骤b中将复合工具与高强度电缆8电连接，此时，下放工具时为加热通井作业，而上提该工具时就完成了捞油作业。用该工具可以实现加热捞油一体化作业，节省作业时间，降低作业成本。如何选择加热捞油分开作业或二者一体化作业则视油井具体情况确定。

Claims (1)

1、一种稠油、高凝油捞油技术，其特征在于：

A、稠油、高凝油在常温状态下粘度高，流动性差，致使一般捞油工具入井困难，捞油设备提升负荷达不到要求，因此对稠油、高凝油捞油就必须降低其粘度，经试验稠油、高凝油粘度对温度特别敏感，当温度由50℃升高到60℃时粘度降至50000mpa·s以下，这时原油具有较好的流动性，所以对稠油、高凝油捞油主要采取快速加热降低原油粘度，然后再捞油的方法，经过现场、室内试验研究设计了四种方案，经过对各方案的经济、技术等方面的对比分析最后选定了“电加热+多功能捞油车组捞油技术方案”；

B、该方案的车组配置及工具配套：(一)车组配置，采用多功能捞油车(5)+油罐车(1)；多功能捞油车的主要功能有发电、加热和提升功能，它比普通捞油车多了发电和加热两大功能，该车组能将加热和捞油同时进行，即下放工具时加热，上提工具时捞油；考虑到停产井井场道路状况较差，多功能捞油车底盘采用越野车底盘；捞油井架采用操作简便、灵活，无污染的前支式井架；提升系统设计为双绞车、双离合器、双滚筒，一个滚筒缠绕钢丝绳，另一个滚筒缠绕高强度大功率传输电缆；车的前部装有大功率发电机和变频控制柜，在有电源的井场可利用井场电源；车上还配有井深、拉力测量系统以及温度控制和电路保护系统；(二)工具配套：

a、高强度大功率传输电缆(8)：高强度大功率电缆(8)为双层钢丝铠装结构，内有2根电源线和4根信号线。其主要技术参数为直径Φ16mm，最小破断拉力120KN，耐压3KV，耐温260℃；b、在加热及捞油工具(2)中设有大功率电加热器、防过载捞油抽子和复合电加热捞油抽子；大功率电加热器：将它设计为圆柱形，带扶正器；它的本体外径可为Φ120mm、Φ80mm和Φ70mm，分别适用于Φ177.8mm、Φ139.7mm、Φ127mm的套管，长度为5.0m，功率50KW；它主要用于在油井套管内缓慢上下移动而加热套管内原油，降低原油粘度，便于进行捞油作业；c、防过载捞油抽子：由于进行稠油、高凝油捞油作业时易发生过载情况，为防止出现生产事故，特设计了带过载保护装置的捞油工具，当工具过载时，保护装置内销钉剪断卸载，防止了工具本身或用于提捞的钢丝绳、电缆拉断；d、复合电加热捞油抽子：将大功率电加热器和过载保护捞油工具通过高压电缆接头电连接即可成复合电加热捞油工具，利用该复合电加热捞油工具可实现加热和捞油的一体化，即下放时加热，上提时捞油，其中的高压电缆接头具有耐高压(1000V高压)，绝缘、密封性好等特点；

C、该方案中的加热捞油作业施工工艺是：(一)捞油作业前的准备：a、捞油井的选择，选择5″或7″套管井，井内没有油管串或落物的低产、停产的稠油、高凝油井；b、设备及工具准备：配套设备为多功能捞油车(5)，油罐车(11)，配套工具为5″、7″电磁加热器，5″、7″捞油抽子，5″、7″电加热复合捞油抽子，高压电缆接头；c、捞油井场准备，检查通往井场道路是否能通过多功能捞油车(5)及油罐车(1)，平整井口场地，井场如有电源可用井场电源直接将高强度电缆(8)一端通过发电机组及变频控制柜(7)与井场电源相连，如井场无电源，则将多功能捞油车(5)上的高强度电缆(8)一端通过变频控制柜与发电机组(7)连接；d、捞油作业前准备：根据已知的资料数据，释放井筒内的油压和套压，观察井口20～30分钟，确定井内无气后再进行下一步工作；还根据井场的实际情况，尽量将多功能捞油车(5)摆放在井口的上风口方向上，调整好井口与多功能捞油车(5)之间距离，同时，准备好将油罐车(1)与捞油井口(4)由壬连接。(二)加热捞油作业：a、捞油工具与油井井口连接：将油井井口打开(报废井将井口装置去掉，保留井口连接法兰)，保留套管接头，将多功能捞油车(5)所带井口装置的下节与套管接头丝扣(或法兰)连接；b、加热通井作业：将多功能捞油车左右找正，头对井口，操纵井架伸缩液缸(3)，使电缆铅锤落入井口；对正井口后，将加热及捞油工具(2)中的加热器吊装到车头前部，将其与高强度电缆(8)电连接，操纵井架起升液缸(6)及井架伸缩液缸(3)，将井架抬起，操纵钢丝绳绞车、滚筒及电缆绞车、滚筒(10)中的电缆绞车，将加热器下放至井口，落下井架，将捞油车支撑杆连接好；慢慢下放加热器入井，同时观察井深、负荷显示装置(在操作控制室内)，当加热器接近液面时，接通电源，开始加热通井，加热一定井段原油后(根据油井具体情况确定一次加热长度，一般为40～60m)，提出加热器至接近井口20m处，提升速度变慢防止加热器碰撞井口；最后将加热器提出井口，摆放到井场合适位置，等待下次加热通井作业；c、捞油作业：将操作控制室(11)的控制开关转换到捞油档，操纵井架伸缩液缸(3)，将钢丝绳重锤落入井口，然后将加热及捞油工具(2)中的防过载捞油抽子与钢丝绳(9)套连接，操纵钢丝绳绞车、滚筒及电缆绞车、滚筒(10)中的钢丝绳绞车，将加热及捞油工具(2)中的捞油抽子放入井口，落下井架，将捞油车支撑杆连接好。慢慢下放捞油抽子入井，同时观察井深、负荷显示装置，当捞油抽子接近液面时，井深、负荷显示仪有数量变化，同时抽子下降速度变慢，观察显示仪数字，继续下放抽子至刚才加热井段底界，然后开始缓慢上提捞油抽子，捞出原油；观察显示仪数字不得超过50KN；当捞油抽子上提至接近井口20m处时，提升速度变慢防止抽子碰撞井口；最后将捞油抽子提出井口，摆放到井场合适位置等待下次捞油作业；重复b、c步骤，反复加热，捞油至距油井射孔段上界15～25m，即完成一口井的加热、捞油作业；当选择使用的工具为复合电加热捞油工具时，则在步骤b中将复合工具与高强度电缆(8)电相连，此时，下放工具时为加热通井作业，而上提该工具时就完成了捞油作业；用该工具可以实现加热、捞油一体化作业，如何选择加热、捞油分开作业或二者一体化作业则视油井具体情况确定。