[發明專利]超稠油吞吐開發區塊密閉集輸方法及裝置

有效

• 申請號: 201811265462.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109653716B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 蔣旭;黃強;李倩;張侃毅;馬兵;張瑛;夏新宇;翟波;于海洋;張漢
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中油（新疆）石油工程有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

本發明涉及油氣田稠油吞吐開發采出液技術領域，是一種超稠油吞吐開發區塊密閉集輸方法及裝置，該方法首次采用“井口→計量管匯站→密閉接轉站→處理站”的三級布站密閉集輸流程，實現從井口到處理站全集輸流程密閉。該裝置結構合理緊湊，使用方便，一方面通過蒸汽噴淋塔直接接觸式換熱冷卻后再由循環噴淋水空冷器循環冷卻，將系統中富集的輕質油定期回收，另一方面不凝氣體采用無油螺桿式壓縮機增壓和冷凍干燥的方式回收后再處理，不僅減少了廢氣、廢油的排放，利于環境保護，又解決了了系統氣量波動時工況增壓的問題。本發明在風城油田吞吐開發區塊進行了工業化應用，可節約能源，降低成本，保證生產系統平穩、安全運行。

技術領域

本發明涉及油氣田稠油吞吐開發采出液技術領域，是一種超稠油吞吐開發區塊密閉集輸方法及裝置。

背景技術

蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，關井一段時間，待蒸汽的熱能向油層擴散后，再開井生產的一種開采稠油的增產方法。蒸汽吞吐生產一個周期包括注汽、燜井、放噴、開井生產、極限產量關井等幾個階段，不同階段采出液溫度、壓力、產液量、粘度、含水等指標均存在較大差異。

國內稠油吞吐開發普遍采用“井口→計量站→接轉站→處理站”三級布站開式流程。其中接轉站環節多設置有開式緩沖罐，可起到來液緩沖和放噴期產液閃蒸降溫的作用，以保障流程后端處理站的平穩運行。但高溫采出液在接轉站緩沖罐頂發生常壓閃蒸、分離的過程，會造成一定量的蒸汽、伴生氣、硫化氫直接對大氣無組織排放，進而造成油區和附近的生活區油氣味明顯，不符合安全、環保的總體要求。

吞吐開發區塊實現密閉集輸難度主要體現在以下幾個方面：

（1）由于吞吐開發特點所致，不同生產階段采出液溫度變化范圍大：在燜井結束開井初期階段，地層尚未吸收的高溫蒸汽會隨采出液一起采出，使得油井放噴期采出液溫度達150℃以上，熱能平衡困難；而隨著生產時間延續，地層溫度逐步降低，輪次末期采出液溫度只有40℃至50℃，需考慮低溫凝管風險。此外，隨著過熱蒸汽在稠油開發過程中被廣泛應用，會導致采出液溫度的進一步升高，攜汽量增加，熱能平衡更加困難。

（2）淺層稠油油藏出砂嚴重，吞吐開發采出液以“油、汽、水、固”等多相流形式存在，復雜多相流采出液會對集輸管網和配套設備造成一定沖擊，主要體現在：多相流介質在管輸過程中易產生段塞流，對集輸、處理系統沖擊明顯；稠油采出液攜泥、攜砂嚴重，若直接進入后端流程，會帶來換熱器磨蝕、轉油泵壽命降低等問題。

（3）密閉集輸后壓力系統控制困難。當分離壓力過高時，會導致分離出的液相溫度升高，對轉油泵的定子材質、機械密封性能產生影響，減少轉油泵使用壽命。同時，帶壓分離工況會導致液相中硫化氫殘留量大，易對后端系統造成腐蝕和安全隱患。此外，吞吐開發注、采階段切換過程易造成系統壓力波動，采出液中部分組分汽化，在進入轉油泵后發生汽蝕，造成泵效大幅降低。

（4）密閉集輸后的原油接轉設備選型困難，常規的幾種泵型均難以滿足增壓需要。稠油粘溫反應敏感，溫度波動會導致原油粘度劇烈變化，離心泵不能適應低溫高粘工況原油接轉需要。單螺桿泵定轉子均為橡膠材質，長期在100℃工況下工作，材料易發生老化，定、轉子壽命嚴重降低。雙螺桿泵雖然能適應溫度和黏度變化的影響，但對砂的適應能力很差，應用于攜砂過高的工況易造成卡泵、電機損壞等故障。

（5）伴生氣達標處理困難。稠油熱采溫度高，易導致原油中C-S鍵斷裂，造成伴生氣中硫化氫、二氧化碳、輕烴含量遠超常規冷采開發方式，上述復雜組分及飽和水對脫硫工藝干擾較為嚴重，復雜伴生氣達標排放和回用困難。

隨著兩法的頒布和實施，安全、環保形勢日益嚴峻，吞吐開發普遍采用的開式集輸流程雖能很好的滿足生產需要，但已不能滿足安全、環保需求。亟需研發一種淺層超稠油吞吐開發區塊密閉集輸工藝方法，解決蒸汽、伴生氣無組織排放問題的同時，不影響油井產量和后端原油處理站的平穩運行。

發明內容