1、原油溶解气井下收集工艺技术研究摘 要：采用合理的采油生产工艺、最大限度地对原油溶解气进行收集、计量和综合利用，技术人员先后提出了一些进行原油溶解气收集的思路和技术，并在生产实践中得到了应用。 关键词：原油溶解气 收集工艺 井下收集装置 原油里含有相当数量的轻烃组分，在原油开采过程中，这些溶解气会逐渐以气体形式挥发出来。当油气比较小时，油气在进抽油泵前靠重力自由分离，一部分气体随井液一起被抽油泵抽出，剩余的则从套管排出；当油气比较大时，泵下要加气锚，井液在进泵前先将油气做初步的分离，尽可能减少气体进泵以防抽油泵气锁，其余的气体则从套管排出。大量贮存于套管中的溶解气，会对原油生产产生较大影响。传统
2、的处理方式是打开套管闸门排入大气中，不但造成资源的浪费，而且还对大气造成严重污染。部分油井被当地村民从井口接气，存在较大的安全隐患。目前滨南采油厂开井 1584 口，全部关闭套管闸门，动液面按采油厂平均值 800 米计算，套管气的静贮存量约为 7 万 m3，全年套管气总量在2555 万 m3 以上，数量相当可观，具有较好的开发前景。 一、国内研究状况 原油溶解气的收集和利用已得到了人们的关注和重视，技术人员先后提出了一些进行原油溶解气收集的思路和技术，并在生产实践中得到了应用。 通过查新发现，目前共有 8 项专利与原油溶解气收集有关，另外还有廉火升、代旭升以及王雪梅等人先后在杂志文献中介绍了三
3、项不同原油溶解气收集技术。原油溶解气的收集方式主要有两大类：一类是在地面进行收集；另一类是在井下进行收集。 所有的发明专利以及实用新型专利都属于地面收集方式，廉火升、代旭升所介绍的两种技术也属于地面收集方式。廉火升等人在石油钻采工艺上介绍了用单流阀回收套管气的技术。该技术将单流阀连接于出油管线和套管环形空间出口之间，以便回收套管气。该方法在各油田范围内使用较为普及。但该方法存在问题也比较多，一是只有当套管压力大于油井生产回压时，才可以进行回收；二是当套管压力过大时，会影响抽油泵的充满度，降低泵效；三是该方式易受到人为破坏。代旭升在胜利油田职工大学学报上介绍了移动式油井套管气回收装置，该装置解决
4、了油套连通憋压使套压上升影响深井泵正常生产的问题，同时也进免了天然气资源的浪费。该装置连接部分有进出口连接头、一次油气分离器、高压连接软管、单流阀；计量部分有智能旋涡流量计；增压部分有二次油气分离器、天然气压缩机、安全报警装置、自动控制仪表盘、防暴控制开关箱。将油井产的套管气经该装置分离、增压后全部输入集油干线。该方式虽然实现了原油溶解气的有效回收，但是增加了设备投资和人为管理，复杂的井口设备使得日常设备管理难度增大，该方式不适用于野外生产使用，局限性较大。由此可见，尽管各种地面收集技术所采用的装置有所差别，但都存在着易受到人为破坏的不足。 目前只有一种油套连通式可洗井防盗气装置属于溶解气的井
5、下收集装置。该装置可以实现井口套压为零，达到了防盗气目的，并有效地消除了气体对泵效的影响，还可以直接进行反洗井作业。该装置在洗井过程中采用高压液体压缩单向密封胶筒密封单向阀的方式保证洗井作业顺利进行，但胶筒的密封可靠性较差，洗井故障率较高。另外，该装置也无法实现动液面的常规测试。 从现有资料来看，虽然技术人员已经进行了原油溶解气收集和利用的研究和实践，但国内还没有较完善的收集装置，尤其是缺乏能够有效收集原油溶解气的井下装置。有必要进行针对性的研究，建立完善的溶解气井下收集装置，在不影响抽油井产量（泵效）和正常洗井、测试等作业的前提下，实现溶解气的高效、安全收集和利用。 二、滨南采油厂开展的井下
6、收集装置研究情况 1.研究目标 针对现有原油溶解气收集装置存在的不足，分别设计可在泵下以及近井口处对溶解气进行井下收集的装置，在不影响油井热洗和液面测试等日常维护作业的前提下，对溶解气进行安全、高效地收集。另外，在分析溶解气收集方式对油井泵效影响的基础上，形成溶解气井下收集装置的筛选方法，编制配套计算软件对实际油井溶解气收集进行设计和评价。 2.研究内容 2.1 原油溶解气收集方式对抽油井泵效影响分析研究 针对溶解气在泵下进入油管和泵上进入油管的两种不同收集方式，进行油井生产系统的优化设计，分析自由气进泵对泵效的影响。对于溶解气对泵效影响小的油井，选择溶解气进泵方式收集；而对于溶解气对泵效影响
7、过大的油井，选择泵上进油管的方法进行溶解气的收集。 2.2 原油溶解气进泵收集装置的设计制造 进行原油脱气后气液混合物井下流动机理分析以及井下油套环形空间封堵机理的研究。在此基础上进行井下油套环空封堵工具和原油溶解气收集装置研制，实现在不影响日常维护作业施工（热洗、液面测试等）的前提下，使溶解气完全进泵，实现有效收集。 2.3 原油溶解气泵上收集装置的设计、制造及应用参数设计 研制原油溶解气泵上收集的配套工具，利用气锚进行气液分离，使原油脱出的溶解气进入油套环空，从泵上进入油管，实现有效收集。新研制的配套工具可实现在井下封堵油套环空，同时不影响热洗、液面测试等日常维护作业施工。另外，需要建立油
8、套连通阀开启压力等参数的设计方法。 2.4 原油溶解气收集装置井下管柱组合和配套工具的研究 以不影响油井产量和日常维护作业施工（热洗、液面测试等）为目标，分别研制不同井下原油溶解气收集装置的配套井下工具，实现原油溶解气的有效收集。 2.5 原油溶解气综合利用评价研究 对油井采用不同类型溶解气收集装置的技术经济可行性进行分析，形成完善的原油溶解气收集和利用综合技术。 3.技术路线 首先设计井下溶解气进泵收集和泵上收集装置，并依据气液混合物流动机理和抽油机井生产系统优化设计理论出发，分析不同溶解气装置对油井产量影响，进而形成溶解气井下收集装置筛选技术，针对油井的具体情况选择不同的溶解气收集装置，在
9、不影响油井产量和日常维护作业施工的前提下实现溶解气的有效收集利用。 4.主要技术指标 4.1 所设计收集装置不影响油井日常维护作业且寿命期不低于该区块的平均检泵周期； 4.2 采用溶解气收集装置后套压低于 0.1MPa； 4.3 应用所筛选的收集装置后油井产液量损失不高于 3%。 5.溶解气收集装置的应用 20112012 年，滨南采油厂共下套管气泵下回收装置 84 口，目前正常运行 76 口井（新井 23 口，老井 59 口） ，不正常井 2 口。统计 59 口井安装前后效果对比，安装后套压降为 0，平均液量、泵效略有提高，气量明显加大，采用回收气加温，计量站液量温度升高 2。两座计量站 6 口井安装气表计量收集气量，单井日回收天然气 73Nm3/d，全厂日收集天然气 5986 Nm3/d。
