海上稠油探井测试排液工艺适应性研究

引言

随着全球能源需求的持续增长，海上稠油作为重要的能源储备，其开发利用愈发受到关注。海上稠油具有密度大、黏度高、流动性差等特点，使得探井测试排液过程面临诸多挑战。准确且高效的排液工艺对于获取可靠的地层流体产能、性质、地层压力等信息至关重要，直接关系到对油藏的准确评估和后续开发策略的制定 [1]。不同的排液工艺在原理、设备要求、适用范围等方面存在差异，如何根据海上稠油探井的具体条件，如海水深度、地层渗透率、原油黏度等，选择适应性强的排液工艺成为亟待解决的问题。

一、连续油管氮气气举排液工艺

（一）工艺原理

连续油管氮气气举排液工艺在石油和天然气开采中是一项高效的作业技术，特别适用于高压或低产油气井的排液作业。该工艺的核心原理是利用氮气的膨胀作用降低井筒内液体的密度，通过建立足够的生产压差，使地层流体顺利流入井筒并被举升至地面，从而实现排液的目的。此过程通过连续油管注入氮气，使其与井筒内的液体混合，改变了井筒内流体柱的压力分布。

在传统的油气井排液方法中，往往需要使用液体泵送技术或者机械升举装置，而这些方法在某些特殊环境下存在局限性，例如在高温高压或油井产量较低的情况下，排液效率较低，甚至无法有效完成任务。相比之下，氮气气举排液工艺具有许多优势。首先，氮气作为非易燃且具有较强膨胀性的气体，其注入过程中能够快速改变井筒内流体的压力与密度分布，从而有效降低了液体的静压力。其次，由于氮气注入是通过连续油管进行的，这种方式避免了常规液体泵送中的一些机械摩擦问题，确保了操作的高效性与安全性。随着氮气持续注入，井筒内的气液混合流体密度逐渐降低，这会导致井底的压力降低，进而减小了井筒内的液柱高度和流动阻力。这种压力变化使得地层流体能够更容易克服井筒内的阻力，进入井筒并被推送到地面。随着这一过程的不断进行，液体排出速度逐渐增加，达到预期的排液效果。

（二）适用条件

该工艺适用于多种海上稠油探井情况。对于具有一定地层能量，但因井筒内液体负荷较大而无法自喷的油井较为适用。尤其是在井深较大、需要较大举升高度的情况下，连续油管氮气气举能够发挥其优势。此外，对于那些对井下设备要求较为苛刻，不适合安装复杂机械举升设备的井，连续油管氮气气举因设备相对简单，易于操作和维护，也能较好地满足排液需求。

（三）优势与局限性

连续油管氮气气举排液工艺的优势显著。其设备简单，主要由连续油管车、制氮车等组成，占地面积小，便于在海上平台有限的空间内布置。操作相对灵活，可通过调节氮气的注入参数，如压力、流量等，实现对排液强度和速度的实时控制，能较好地适应不同地层条件的变化。同时，该工艺对地层的伤害较小，氮气作为举升介质，不会像一些液体介质那样对地层造成污染或堵塞。然而，该工艺也存在一定局限性。在海水深度较大的情况下，尤其是当泥面附近水温较低时，如果原油产量较小，原油易在泥面附近出现凝固或流动性变差的问题，粘贴在测试管柱内壁，导致排液不畅，影响产能评价的准确性。

二、电潜泵排液工艺

（一）工艺原理

电潜泵排液工艺是将电潜泵下入到井筒内的合适位置，通过地面电源为电潜泵提供动力，驱动泵的叶轮高速旋转。叶轮的旋转使泵内的液体获得能量，产生离心力，从而将液体沿泵的出口排出，在井筒内形成负压，促使地层流体流入泵内，实现连续排液。电潜泵通常由电机、保护器、泵体等部分组成，电机将电能转化为机械能，带动泵体工作，保护器则用于防止井液进入电机，保证电机的正常运行。在海上稠油探井中，电潜泵通过电缆与地面电源连接，将地层中的稠油举升至地面 [2]。

（二）适用条件

电潜泵排液工艺适用于地层供液能力较强、原油产量较高的海上稠油探井。由于电潜泵能够提供较大的排液量和较高的扬程，对于那些需要快速将大量地层流体排出，以准确测试油藏产能的井具有较好的适应性。在一些稠油储量丰富、地层能量充足的区域，电潜泵可以充分发挥其高效排液的优势。同时，对于一些井斜较小、井筒较为规则的探井，电潜泵的安装和运行相对较为稳定，能保证长期可靠地工作。

（三）优势与局限性

电潜泵排液工艺的优势明显。其排液效率高，能够在短时间内将大量地层流体举升至地面，有利于快速获取油藏产能数据，缩短测试周期。并且，电潜泵的排液量可以通过调节电机的转速进行精确控制，能够适应不同的生产需求。此外，该工艺自动化程度较高，操作相对简便，可减少人工干预，降低劳动强度。然而，电潜泵排液工艺也存在一些局限性。首先，电潜泵对设备的可靠性要求较高，在海上恶劣的环境条件下，电机和泵体容易出现故障，如电机绝缘损坏、叶轮磨损等，维修难度较大且成本高。其次，电潜泵的能耗较大，需要稳定的电力供应，这在海上平台电力资源有限的情况下可能会受到一定限制。再者，对于高黏度、高含砂的稠油，电潜泵的叶轮容易受到磨损，影响泵的使

用寿命和排液效果。

三、螺杆泵排液工艺

（一）工艺原理

螺杆泵排液工艺是基于螺杆泵的工作原理实现的。螺杆泵主要由定子和转子组成，定子是一个具有内螺旋曲面的橡胶衬套，转子是一个具有外螺旋曲面的金属螺杆。当转子在定子内偏心转动时，转子与定子之间形成一个个密封的腔室，随着转子的转动，这些腔室沿着轴向从吸入端向排出端移动，在吸入端，腔室逐渐增大，压力降低，地层流体被吸入腔室；在排出端，腔室逐渐减小，压力升高，流体被挤出泵体，从而实现将地层流体从井底举升至地面的排液过程。

（二）适用条件

螺杆泵排液工艺对海上稠油探井具有广泛的适用性。特别适用于原油黏度较高、含砂量较大的地层。由于螺杆泵的结构特点，其能够在高黏度流体中稳定工作，对含砂流体也有一定的耐受性。对于一些产量相对较低、地层能量较弱的稠油探井，螺杆泵能够以较低的能耗实现连续排液。在一些稠油性质复杂，如含有胶质、沥青质较多的油井，螺杆泵也能较好地适应，保证排液的顺利进行 [3]。

（三）优势与局限性

螺杆泵排液工艺的优势突出。其设备结构简单，占地面积小，便于在海上平台有限的空间内安装和布置。运行平稳，噪音小，对海上平台的环境影响较小。螺杆泵的适应能力强，能够在不同黏度、含砂量的稠油环境中工作，且排量调节较为方便，可以通过改变电机转速或更换不同规格的螺杆泵来实现。然而，螺杆泵排液工艺也存在一些不足。螺杆泵的定子橡胶衬套容易受到磨损，尤其是在高含砂的稠油环境中，使用寿命会受到较大影响，需要定期更换，增加了维护成本和作业时间。

四、总结

海上稠油探井测试排液工艺的选择对于准确评估油藏产能、推动海上稠油资源开发至关重要。连续油管氮气气举工艺凭借设备简单、操作灵活的优势，在一定条件下能有效排液，但受海水深度和原油凝固影响较大；电潜泵排液效率高、排液量可控，适用于地层供液能力强的油井，却面临设备可靠性和能耗问题；螺杆泵对高黏度、含砂稠油适应性好，设备结构简单，不过存在定子易磨损和扬程有限的局限。

参考文献：

[1] 罗泽利 , 曹波波 , 张自印 , 杨书辉 , 杨二东 , 谭振兴 . 海上稠油探井测试排液工艺适应性研究 [J]. 当代化工研究 ,2024,(17):158-160.

[2] 孙殿强 , 姜洪丰 , 周刚 . 我国海上首口页岩油探井压裂测试成功并获商业油流海上页岩油开启新纪元 [J]. 中国石油石化 ,2022,(18):50-51.