延长掺稀流量计寿命

  某油田油藏埋深5 350~6 600m, 由于热损失及原油脱气影响, 原油井筒内流动性逐渐变差, 为此, 采用套管掺入稀油降黏的方式进行开采[1-9]。掺稀油量一般由计转站掺稀泵统一输送, 由于部分油井套压大于0, 甚至达到14 MPa, 因而, 掺稀泵选择系统中油井***高压力输送, 当压力过高时, 选择井场直接掺稀, 一般输送压力在14 MPa。为保障掺稀用油准确、平稳地输送至各油井, 采用高压自控流量计, 调整掺稀用油量, 其量程规格为3, 6, 12 m3/h三种类型, 生产过程中频繁出现流量计故障导致掺稀用油量不准确[10], 表现为稀油利用率下降, 油井不能正常进行生产。

  通过分析, 造成流量计故障的原因包括:多数井套压为0, 井口表现为倒吸现象, 流量计前端压力约为14MPa, 前后端压差较大, 高速液流冲击导致流量计阀芯刺漏;稀油中含有金属杂质, 主要为各类泵机械磨损、管道腐蚀脱落及焊接产生的杂质, 加剧了流量计阀芯失效进度;流量计阀芯适应性不强, 影响了使用寿命[11]。

  在现有掺稀系统及流量计应用情况下, ***大限度地减少流量计故障频次成为解决问题的关键因素, 通过分析发现, 主要是解决流量计前后端压差问题, 为此设计出掺稀减压阀降低流量计前后端压差, 减少流量计阀芯刺漏频次。

  减压阀由8部分组成, 即油嘴丝堵、油嘴、高压微调针型阀、“U”型毛细液体通道、“O”型密封胶圈、阀体、进口高压法兰、出口高压法兰, 减压阀结构如图1所示, 主要工作部分为“U”型毛细液体通道、油嘴、高压微调针型阀。高压计转站输送稀油通过“U”型毛细液体通道, 实现次降压, 流经油嘴, 实现第二次降压, 再次进入“U”型毛细液体通道, 实现第三次降压, ***后进入单井掺稀管线。此外, 可根据掺稀油量需求更换不同孔径的油嘴来满足生产需要, 当油嘴为固定孔径且需要调整流量时, 可以通过高压微调针型阀调整, ***终达到降低压差、保证流量的目的。

图1 减压阀结构示意

  在常规掺稀基础上, 流量计前端增加减压阀, 降低流量计前端压力, 掺稀减压阀应用前后如图2所示。即计转站高压输送稀油经减压阀实现有效降压, 降压后的稀油进入流量计, 减少高压冲击对流量计阀芯的伤害, 降低流量计阀芯刺漏造成稀油用量不准的风险。

  2015年在采油厂TH12XX1, TH12XX2, TH12XX3等8口井增加减压阀, 主要达到效果如下:

  1) 在确保注入量准确的前提下, 流量计前端压力由原来的14.2 MPa降至目前的0, 降压达到14.2 MPa, 减少了高压稀油对流量计阀芯的冲击损伤。减压阀前后压力对比见表1所列。

   2) 减压阀可有效降低流量计前后端压差, 延长了流量计使用寿命, 平均单井月节约流量计阀芯2个。

   3) 掺稀流量计故障频次大幅减少, 延长了流量计寿命, 同时降低了油井异常率, 提高了稀油利用率, 平均单井月减少生产异常1井次。

图2 掺稀减压阀应用前后示意

表1 减压阀前后压力对比

  减压阀通过“U”型毛细液体通道、油嘴、高压微调针型阀实现了逐级降压, 减少了前后端压差, 有效延长了流量计使用寿命。减压阀的应用提高了掺稀稳定性, 平均单井月减少油井异常1井次、节约流量计阀芯2个。