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摻稀流量計故障分析及工藝系統改進

塔河油田摻稀降黏工藝需通過流量計調整摻稀用油量,由于前后端壓差大、稀油含有金屬雜質導致流量計使用壽命縮短。為降低壓差,減少稀油雜質,設計出籃式高壓強磁過濾器和減壓閥,應用強磁過濾器過濾金屬雜質,應用減壓閥降低前后端壓差,可有效降低閥芯刺漏頻率,提高摻稀穩定性。2015年改造升級摻稀系統11口井,平均單井月減少油井異常1井次、節約閥芯3個。

塔河油田為非均質性極強的奧陶系縫洞型碳酸鹽巖,油藏埋深 5 3506 600 m,由于熱損失及原油脫氣影響,原油在 2 5004 000 m 的井筒內不具有流動性,為此,采用套管摻入稀油降黏的方式進行開采[1-4] 。為保障摻稀用油準確輸送至各油井,采用高壓自控流量計(簡稱流量計)調整摻稀用油量,其量程規格為 3612 m3/h 3種類型,生產過程中頻繁出現摻稀用油量不準確,表現為稀油利用率下降,油井生產異常。

1 .故障原因

造成流量計故障的原因有:

1)流量計前端壓力約為 14 MPa,后端壓力為0,前后端壓差大,高速液流沖擊導致閥芯刺漏;

2)稀油中含有金屬雜質,主要為管道焊接過程的焊渣、管道腐蝕脫落物及各類泵機械磨損產生的金屬雜質,加劇流量計閥芯失效進度;

3)流量計閥芯適應性不強,影響使用壽命[5]

2.解決思路及方法

在現有流量計應用情況下,***大限度降低流量計故障頻率成為解決問題的關鍵因素,通過流量計故障原因分析可以發現,主要應解決降低前后端壓差和消除金屬雜質影響 2個關鍵問題,為此,在摻稀系統中設計出籃式高壓強磁過濾器(簡稱強磁過濾器)和減壓閥,以降低流量計閥芯刺漏頻率。

2.1 結構及工作原理

強磁過濾器主要工作部分為強磁棒、旋轉密封法蘭和過濾網,具體結構見參考文獻,強磁棒均勻分布在旋轉密封法蘭下端面,外部采用不銹鋼金屬保護套防護,稀油中含有的金屬雜質在流經強磁過濾器時,被強磁棒牢牢吸附,極大減少了稀油中的金屬顆粒,避免了金屬顆粒在高壓、高速流動過程中對流量計閥芯的硬傷害,延長了流量計閥芯的使用壽命。

減壓閥由部分組成,具體結構見圖 1,主要工作部分為油嘴、高壓微調針型閥、“U”型毛細液體通道。高壓計轉站輸送稀油通過“U”型毛細液體通道實現次降壓,流經油嘴實現次降壓,再次進入“U”型毛細液體通道實現次降壓,***終進入單井注入管線。可根據注入需要更換不同孔徑的油嘴來滿足生產需要,當油嘴為固定孔徑且需要調整流量時,可通過高壓微調針型閥來實現,***終達到降壓、保量的目的。

油嘴1.jpg

2.2摻稀系統改造及效果

 

摻稀系統改造主要是在流量計前端增加強磁過濾器和減壓閥(圖 2),實現降壓除雜效果。即計轉站高壓輸送稀油經摻稀閥組進入單井強磁過濾器,實現金屬雜質的有效過濾,過濾后的高壓稀油經減壓閥實現有效降壓,減壓后的稀油進入流量計,避免高壓沖擊對流量計閥芯傷害的風險,減少流量計閥芯刺漏造成稀油偏流現象的發生。

 油嘴2.jpg

2015  TH12XX1 TH12XX2 TH12XX3  11 口井開展摻稀系統改造,主要達到效果如下:

1)在確保注入量的前提下,流量計前端壓力由原來的14 MPa降至目前的0,降壓達到14 MPa,降低了稀油在定壓下的流速,減少了稀油對流量計閥芯的沖擊損傷。減壓閥前后壓力的對比見表1

油嘴3.jpg

2)通過強磁過濾器吸附稀油中的金屬固體顆粒,進一步減少金屬雜質對流量計閥芯的損傷。

3)強磁過濾器及減壓閥的組合使用有效降低了流量計閥芯刺漏速度,延長了流量計使用壽命,平均單井月節約流量計閥芯 3個。

4)摻稀用油量不準確狀況得到控制,降低了油井異常率,提高了稀油利用率,平均單井月減少生產異常 1井次。

3.結論

1)減壓閥通過油嘴、高壓微調針型閥、“U”型毛細液體通道實現逐級降壓,降低了高壓流體刺傷流量計閥芯的風險。

 

2)強磁過濾器通過強磁棒有效過濾稀油中金屬雜質,避免雜質對流量計閥芯造成硬傷害。

 

3)摻稀系統改造升級提高了摻稀穩定性,平均單井月減少油井異常1井次,節約流量計閥芯3個。

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