油井熱洗溫度監(jiān)測儀的應(yīng)用

習(xí)文偉（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

油井采出液中析出的石蠟附著在抽油桿和油管表面，造成抽油桿載荷增加，容易造成桿斷。油管內(nèi)壁結(jié)蠟造成液流通道減小，影響油井產(chǎn)量。熱洗是清除桿管結(jié)蠟的最有效和普遍使用的措施，并且熱洗溫度和時間是保證熱洗質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)[1]。

目前生產(chǎn)現(xiàn)場，熱洗溫度主要靠水銀溫度計來讀取，只能反映某一秒的溫度，不能反映整個熱洗過程的溫度情況。熱洗時間也不能完全監(jiān)控，只能查看中轉(zhuǎn)站的熱洗臺賬來計算熱洗時間，不能真實反映實際熱洗時間[2]。管理人員檢查時，只能抽查某一個點，無法全過程監(jiān)控，造成個別溫度控制人員因操作或責(zé)任心的問題，不能使熱洗過程中溫度平穩(wěn)達標，經(jīng)常有低于標準溫度洗井的現(xiàn)象，甚至不按照熱洗要求時間洗井，提前結(jié)束熱洗。不按要求的熱洗溫度和時間都嚴重影響熱洗質(zhì)量和效果，進而影響油井泵況和產(chǎn)量。為了連續(xù)監(jiān)測溫度和時間，成立了由采油工程、自動化、電工、信息等專業(yè)人員組成的攻關(guān)小組，通過2年多的反復(fù)試驗，成功研制了油井熱洗溫度和時間連續(xù)監(jiān)測儀，已經(jīng)能夠準確、及時地監(jiān)測熱洗溫度和時間，效果較好。

1 油井熱洗溫度監(jiān)測儀

1.1 結(jié)構(gòu)

圖1 是熱洗溫度連續(xù)監(jiān)測儀，由測溫和數(shù)據(jù)記錄兩部分組成，測量溫度主要通過前端的溫度傳感器來測取溫度，并傳送溫度數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)記錄部分由類似于優(yōu)盤的存儲器組成，記錄溫度數(shù)據(jù)，并編制了配套應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理軟件，可以在軟件中設(shè)定溫度錄取的間隔時間，并能將數(shù)據(jù)進行分析處理。

圖1 熱洗溫度連續(xù)監(jiān)測儀

1.2 原理

圖2 是油井熱洗時使用溫度監(jiān)測儀，將監(jiān)測儀溫度探頭放入原來插溫度計的插孔，定時傳遞溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個熱洗過程監(jiān)督。管理人員可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機，利用配套軟件讀取溫度數(shù)據(jù)和繪制溫度曲線，掌握熱洗過程的洗井溫度變化情況。通過溫度數(shù)據(jù)的數(shù)量和測取數(shù)據(jù)的間隔時間，可以計算出熱洗時間。管理人員可以通過監(jiān)測儀記錄的每口井熱洗的溫度和時間，核實熱洗過程中參數(shù)是否達到標準，相當于管理人員時刻監(jiān)視熱洗溫度和時間，進而督促操作人員嚴格執(zhí)行熱洗標準。

1.3 主要技術(shù)指標

◇溫度范圍0～100 ℃；

◇適用范圍是有水銀溫度計插孔的測溫點；

◇記錄間隔時間1 s～10 min；

◇電池待機時間1～3 個月，可以充電；

◇記錄容量50 000 個數(shù)據(jù)；

◇USB 接口連接計算機，無需驅(qū)動程序。

圖2 溫度監(jiān)測儀

2 現(xiàn)場試驗情況

2.1 誤差測試

為了核實監(jiān)測儀測出溫度的誤差范圍，在室內(nèi)分別用水銀溫度計、數(shù)顯溫度計、監(jiān)測儀分別對空氣、不同溫度的水進行測取溫度，觀察監(jiān)測儀與普通水銀溫度計和數(shù)顯溫度計的測試溫度數(shù)值差值情況，進而核實監(jiān)測儀的實際測取溫度的真實性和誤差范圍，見表1。

表1 不同溫度計測取不同介質(zhì)溫度數(shù)值

通過表1 可以看出，監(jiān)測儀與水銀溫度計和數(shù)顯溫度計的誤差值在1 ℃，誤差范圍1%以內(nèi)。生產(chǎn)中熱洗溫度是78～85 ℃，監(jiān)測儀的誤差范圍較小，完全可以滿足實際需要。

2.2 試驗效果

2.2.1 實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測熱洗溫度

油井熱洗的時間一般在4～8 h，設(shè)定5 min 錄取一次熱洗水溫度，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機繪制曲線。

通過2年314 口井的試驗，能準確繪制溫度曲線。圖3 是監(jiān)測201 轉(zhuǎn)油站連續(xù)3 天熱洗時熱洗水出口的溫度，熱洗停止時，加熱爐熄火，熱洗溫度測取點的溫度逐漸下降到熱洗管線的溫度值。當需要熱洗時，加熱爐點火加熱，熱洗溫度達到要求時，導(dǎo)入熱洗工藝流程，熱洗溫度監(jiān)測點的溫度立即上升。熱洗管理人員可以充分利用這條曲線核實3 天洗井的溫度情況。如圖3 中第三天的溫度曲線顯示，有一段時間溫度低于要求的78 ℃，經(jīng)現(xiàn)場核實是員工誤操作導(dǎo)致溫度下降，如果三天都去現(xiàn)場檢查，也未必會發(fā)現(xiàn)這個問題，而應(yīng)用監(jiān)測儀使操作員工能夠感受到監(jiān)控的壓力，加強責(zé)任心，合理控制溫度，遠好于每天進行檢查的效果，極大地提高了工作效率。

圖3 201 轉(zhuǎn)油站連續(xù)3 天熱洗溫度

圖4 是D2-446 井熱洗時，將監(jiān)測儀放入原來溫度計的插孔測取的回油溫度變化曲線，回油溫度隨著熱洗水地面循環(huán)、導(dǎo)入油套環(huán)形空間、化蠟、排蠟等不同的階段而變化，最后溫度趨于平穩(wěn)。熱洗停止，回油溫度逐漸恢復(fù)洗井前溫度?；赜蜏囟惹€可以反映熱洗井的效果，若回油溫度穩(wěn)定后沒有超過60 ℃，并持續(xù)1 h 以上，熱洗效果就不好，應(yīng)該重新熱洗。

圖4 D2-446 井熱洗時回油溫度

2.2.2 掌握熱洗時間達標情況

熱洗時間直接影響熱洗效果，過長浪費能源，過短就不能替出井筒中的蠟，達不到熱洗的質(zhì)量。實際生產(chǎn)中熱洗工經(jīng)常因各種原因提前結(jié)束熱洗，而管理人員從資料數(shù)據(jù)無法發(fā)現(xiàn)，但是應(yīng)用監(jiān)測儀可以計算出洗井時間。如圖3 中第二天溫度達標的數(shù)據(jù)是從第472 到565 個點，共計93 個數(shù)據(jù)，每5 min 1 個，共計7.75 h。而實際第二天按照熱洗計劃應(yīng)該洗2 口井9 h，相當于少洗1.25 h。經(jīng)核實，熱洗工因有事提前結(jié)束第2 口油井熱洗，按制度對其進行考核，并要求重新洗井。

2.2.3 發(fā)現(xiàn)熱洗設(shè)備問題

通過熱洗溫度曲線，不但能反映操作人員的工作情況，也可以反應(yīng)熱洗設(shè)備的問題。

通過跟蹤中212 轉(zhuǎn)油站的溫度曲線，發(fā)現(xiàn)連續(xù)5 天熱洗溫度波動加大，經(jīng)常出現(xiàn)溫度不達標，低于76 ℃。經(jīng)現(xiàn)場核實是熱洗爐燃燒器故障，導(dǎo)致燃燒時進氣量忽大忽小，燃燒氣量小溫度降低，修復(fù)后溫度正常。高101-49 井熱洗6 min 回油溫度就達到65 ℃，溫度升的太快，經(jīng)核實是油管掛密封膠皮圈刺漏，導(dǎo)致熱洗熱水從套管進入，通過密封圈刺漏處直接返回回油管線，造成熱洗短路，熱洗水進入環(huán)形空間較少，更換后洗井合格。

2.2.4 提高熱洗合格率

連續(xù)監(jiān)測儀實現(xiàn)了熱洗溫度和時間全過程受控，督促了熱洗爐人員控制好溫度，熱洗工按照標準洗井，提高了熱洗管理人員的工作效率，極大地促進了熱洗管理。礦熱洗合格率由81%提高到94%，尤其是熱洗管理差的單位應(yīng)用監(jiān)測儀以后，熱洗合格率大幅提高。

2.3 質(zhì)量評價

通過2年多的反復(fù)試驗和完善，監(jiān)測儀能準確、連續(xù)記錄溫度，試驗中發(fā)現(xiàn)的問題都已整改，使用了20 個月沒有發(fā)現(xiàn)故障，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

3 經(jīng)濟效益評價

監(jiān)測儀的成本是350 元/個，一個采油隊按照6個計量間、1 個中轉(zhuǎn)站計算，應(yīng)投入2450 元，壽命按照2年計算，年投入1225 元。

目前一個采油隊平均油井140 口，2013年油井檢泵率46%。通過應(yīng)用監(jiān)測儀提高熱洗效果，清除桿管結(jié)蠟，降低結(jié)蠟對油井載荷的影響，減少抽油桿斷脫和抽油泵漏失，保守預(yù)計降低檢泵率1%，少檢泵作業(yè)1.4 口，1 口檢泵井作業(yè)費用按50 000 元計算，一年可節(jié)省作業(yè)費用70 000 元。同時，減少了結(jié)蠟對產(chǎn)量的影響。

投入產(chǎn)出比是1∶57，具有良好的經(jīng)濟效益，具備推廣條件，目前第二油礦已經(jīng)推廣應(yīng)用。

4 認識

1）熱洗溫度監(jiān)測儀實現(xiàn)了熱洗溫度的全過程跟蹤和記錄，并可形成溫度變化曲線。

2）通過監(jiān)測儀可以掌握熱洗過程的時間，保證熱洗效果。

3）監(jiān)測儀便于督促員工按標準熱洗，也提高了熱洗管理人員的工作效率和熱洗效果。

4）監(jiān)測儀低廉的價格、較高的產(chǎn)出比，具備推廣條件。

[1]焦佩祿.電參法確定螺桿泵井熱洗周期[J].油氣田地面工程,2007,26（5）:29.

[2]王鴻勛,張琪.采油工藝原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1989.