陳 陣

大慶油田采油二廠

電磁和加熱技術(shù)用于聚驅(qū)井集油管道降回壓

陳 陣

大慶油田采油二廠

聚驅(qū)采出液在管道中形成淤積，流動(dòng)阻力增大，回壓升高，都是由原油組分變化和集輸條件決定的。聚驅(qū)采出液在電磁加熱及超聲波的作用下，黏度明顯降低，淤積現(xiàn)象減少，管道壓力大幅度降低。聚合物在高頻磁力線作用下發(fā)生特性改變，其雜亂的絮團(tuán)狀纖維產(chǎn)生沿磁力線方向順延的趨勢(shì)，而經(jīng)過(guò)加熱抑制蠟和瀝青的析出黏度降低，減小了流動(dòng)原油順延阻力。超聲波的震動(dòng)使聚合物與原油分離加速了順延過(guò)程，從而減少管道內(nèi)淤積物的聚集，流動(dòng)阻力降低，回壓下降，油井產(chǎn)能恢復(fù)正常。

電磁；加熱；聚驅(qū)管道；降回壓；實(shí)驗(yàn)

1 聚驅(qū)井集油管道的回壓

近年來(lái)，聚驅(qū)油井回壓呈逐步升高的趨勢(shì)，部分井回壓超過(guò)1.5MPa，嚴(yán)重的甚至超過(guò)了2.0MPa，造成油井產(chǎn)量下降，冬季摻不進(jìn)去水，導(dǎo)致管線凍堵。為解決這一生產(chǎn)難題，對(duì)堵塞管線進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)主要是淤積物造成堵管線。

經(jīng)測(cè)定，淤積物的成分中蠟和膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量占67%。從井口采出液及淤積物析蠟溫度特征值可以看出，淤積物的析蠟點(diǎn)很高，熔化時(shí)間長(zhǎng)，僅靠熱水沖洗管道難以達(dá)到去除效果。試驗(yàn)用采出液含水90.7%，含聚濃度296.2mg/L。溫度下降，淤積速度加快，當(dāng)溫度低于35℃時(shí)，淤積程度加劇。含聚濃度升高，淤積厚度增加，采出液黏度增大，引起淤積物剪切彌散作用增強(qiáng)，聚合物包裹、吸附淤積物，形成結(jié)晶核心，更易于在管壁上吸附沉積。

綜上所述，聚驅(qū)采出液在管道中形成淤積，流動(dòng)阻力增大，回壓升高，都是由原油組分變化和集輸條件決定的，解決高回壓?jiǎn)栴}，必須從技術(shù)上改變聚驅(qū)采出液的流動(dòng)特性和集輸條件。

2 電磁、加熱及超聲波降回壓實(shí)驗(yàn)

聚驅(qū)輸油管道堵塞，影響油井產(chǎn)量；而頻繁的熱洗管道，增加了采油成本。為此，在輸油管道上安裝集電磁、加熱、超聲波為一體的設(shè)備，以解決管道堵塞問(wèn)題。

2.1 測(cè)定流動(dòng)阻力

將聚驅(qū)采出液樣品原態(tài)注入普通管道，樣品含水90.1%，含聚495mg/L。在室溫20℃環(huán)境下，將樣品靜置12 h后注滿模擬管道，加壓使其在管道內(nèi)流動(dòng)，流動(dòng)速度為0.5 m/s，經(jīng)測(cè)定管道壓力為0.048MPa。

2.2 單項(xiàng)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)

（1）樣品在交變磁場(chǎng)中。當(dāng)磁場(chǎng)頻率變化時(shí)，樣品中的原油無(wú)變化，聚合物纖維沿管道方向延順，且隨著磁場(chǎng)頻率提高，延順的效果明顯。當(dāng)磁場(chǎng)頻率超過(guò)22 000 Hz時(shí)，延順效果降低。管道與磁力線方向夾角12.5°時(shí)效果最明顯，樣品在管道中的流動(dòng)阻力明顯降低，管道壓力為0.022MPa。

（2）樣品在紅外加熱器中。當(dāng)加熱溫度變化時(shí)，樣品中的原油變化明顯，且溫度越高黏度越低。當(dāng)加熱溫度達(dá)到60℃以上時(shí)，其黏度變化減緩，聚合物纖維無(wú)明顯變化。管道中流動(dòng)阻力降低，管道壓力為0.039MPa。

（3）樣品在超聲波場(chǎng)中。當(dāng)超聲波場(chǎng)頻率變化時(shí)，樣品中的原油黏度無(wú)明顯變化，但原油與聚合物的結(jié)合力明顯降低，有相互分離的趨勢(shì)。超聲波頻率25 000 Hz時(shí)，其結(jié)合力降低速度最快，聚合物纖維無(wú)明顯變化。管道中流動(dòng)阻力減小，管道壓力為0.035MPa。

2.3 綜合實(shí)驗(yàn)

樣品在高頻交變磁場(chǎng)、紅外加熱、超聲波共同作用下的綜合實(shí)驗(yàn)。

磁場(chǎng)頻率23 500Hz，磁場(chǎng)強(qiáng)度10 kW，加熱功率8 kW，加熱溫度40℃，樣品在管道內(nèi)流動(dòng)速度為0.8m/s。

（1）直接觀察。樣品黏度明顯降低，等質(zhì)量平面堆積高度實(shí)驗(yàn)前為40mm，綜合實(shí)驗(yàn)后降為12mm。

（2）顯微鏡下觀察。實(shí)驗(yàn)前，樣品中聚合物纖維呈絮團(tuán)狀無(wú)規(guī)律混雜在油液中。綜合實(shí)驗(yàn)后，聚合物纖維排列整齊，排列方向一致性達(dá)85%。管道壓力降至0.018MPa。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，聚驅(qū)采出液在電磁加熱及超聲波的作用下，黏度明顯降低，淤積現(xiàn)象明顯減少，管道壓力大幅度降低。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2013年4月19日，在南8—40—P31井安裝1臺(tái)電磁加熱裝置。該井在安裝加熱裝置之前，只能用熱洗車沖洗干線保證其正常生產(chǎn)，3～5 d沖洗1次。沖洗干線后回壓最低能達(dá)到0.8MPa，68 h后上升到1.5MPa，95 h后上升至2.1MPa，在2.5MPa條件下管線已近堵死，抽油機(jī)井不能正常生產(chǎn)。安裝加熱裝置后回壓逐漸下降，由2.1 MPa下降到0.65MPa，之后保持穩(wěn)定。日產(chǎn)液呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，由80.2 t上升至88.7，日產(chǎn)油由2.2 t上升至18 t。含水值由96.7%下降至81.3%?；貕菏冀K控制在0.7MPa以下，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 南8—40—P31井安裝電磁加熱裝置效果對(duì)比

4 結(jié)論

（1）聚合物在高頻磁力線作用下發(fā)生特性改變，其雜亂的絮團(tuán)狀纖維產(chǎn)生沿磁力線方向順延的趨勢(shì)，而經(jīng)過(guò)加熱抑制蠟和瀝青的析出黏度降低，減小了流動(dòng)原油順延阻力。超聲波的震動(dòng)使聚合物與原油分離加速了順延過(guò)程，從而減少了管道內(nèi)淤積物的聚集，流動(dòng)阻力降低，回壓下降，油井產(chǎn)能恢復(fù)正常。

（2）應(yīng)用這一技術(shù)在解決高回壓的同時(shí)，大大減輕了采油隊(duì)的管理難度，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.020