油井清蠟過程中防污染油層洗井管柱的應(yīng)用

高欣

摘 要：熱水洗井操作容易且成本較低，是油田目前通常采用的主要清防蠟手段，但是對結(jié)蠟井進(jìn)行一次熱洗清蠟后，大部分油井存在產(chǎn)量下降，恢復(fù)周期長（一般都在3～6天之間）的問題。造成這種現(xiàn)象的原因：一是洗井水進(jìn)入地層，引起近井地帶黏土的水化分散及水鎖效應(yīng)，洗井液污染油層，造成油井產(chǎn)量下降甚至不出液的現(xiàn)象發(fā)生;二是洗井水機(jī)械雜質(zhì)含量較大，而地層虧空嚴(yán)重使洗井液倒灌油層進(jìn)入地層造成油層污染。因此，有必要研制能夠防污染的井下工具。本文在廣泛調(diào)研基礎(chǔ)上，分析了洗井對油層造成損害的因素，對目前洗井管柱存在的問題進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了高效防污染洗井管柱用以油井防污染洗井，此工具可避免洗井過程中洗井液進(jìn)入地層，達(dá)到洗井后不污染地層，同時(shí)可以錨定油井生產(chǎn)管柱，提高油井生產(chǎn)泵效的目的，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：油井清蠟;油層污染;油層保護(hù);洗井管柱

前言

由于原油高含蠟特性，在油井生產(chǎn)管理過程中也需要通過定期加藥和周期熱洗才能維持正常生產(chǎn)，洗井加藥時(shí)由于受泵壓和油套環(huán)空壓力影響，井底壓力往往高于地層壓力，部分洗井液可以進(jìn)入油層， 由于入井液和地層流體及與地層巖石敏感礦物發(fā)生的不良物理和化學(xué)反應(yīng)，易形成酸敏、水敏、速敏、鹽敏等現(xiàn)象，使油層滲透率降低， 油井產(chǎn)能降低。因此，針對油田部分油井結(jié)蠟日趨嚴(yán)重，常規(guī)熱洗洗井液對油層造成傷害的問題，有必要展開攻關(guān)，研制油井熱洗防油層污染洗井器，從而有效防止洗井液在熱洗清蠟過程中對油層的污染。

1高效防污染洗井管柱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1.1設(shè)計(jì)思路

為研制高效防污染洗井管柱，本研究從剖析洗井閥的結(jié)構(gòu)入手， 設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)洗井裝置研究解決問題，通過結(jié)合機(jī)械卡堵水解決洗井管柱的思路， 考慮封隔器工具的密封油套環(huán)空的良好機(jī)械性能， 以及技術(shù)配套等方面， 要想讓洗井閥在井下長期可靠工作， 又能達(dá)到洗井保護(hù)油層的目的， 必須解決兩個(gè)方面的問題， 即可靠密封油套環(huán)空和錨定管柱，由于封隔器卡封注水采油技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟， 錨定裝置也是非常成熟的， 因此走封隔器洗井閥的道路是可行的。

為此，采取的設(shè)計(jì)方案是：采用Y221封隔器+單向水力支撐卡瓦（或Y111封隔器+雙向水力錨）配套底部單流閥代替Z332-114洗井閥， 封隔器為單向卡瓦支撐， 上提下放（或旋轉(zhuǎn)下放）座封解封。

1.2高效防污染洗井管柱結(jié)構(gòu)

高效防污染洗井管柱結(jié)構(gòu)主要由液壓封隔器、側(cè)向旁通補(bǔ)償器、過壓式固定閥，防砂單流閥等工件組成。封隔器密封油套環(huán)空， 杜絕洗井液從油套環(huán)空和油管內(nèi)進(jìn)入地層;高壓滑套解決封隔器坐封及洗井液由油套環(huán)空進(jìn)入油管的主要通道的問題;過壓固定閥

是將油管內(nèi)的壓力均勻傳遞至有桿泵固定凡爾以下， 使封隔器接受坐封壓力。防砂單流閥起到防止洗井液中雜質(zhì)落到單流閥凡爾座上，使管內(nèi)液體單向流通作用。其技術(shù)指標(biāo)有：

（1）耐溫： 130～150℃;

（2）耐壓差： ≥20 MPa ;

（3）滿足井深： >3000m ;

（4）有效期：≥3年;

（5）產(chǎn)出投入比：≥3。

新型的高效防污染洗井管柱主要是建立在無支撐封隔器式卡封洗井工具的基礎(chǔ)上，它優(yōu)化了無支撐封隔器式卡封洗井工具的整體結(jié)構(gòu)， 使其變得易加工， 管柱構(gòu)造易簡單，其主要工具介紹如下所述：

（1）側(cè)向旁通補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)及工作原理

側(cè)向旁通補(bǔ)償器主要由下接頭密封圈鎖緊銷釘密封滑套內(nèi)外中心管等零件組成。其工作原理是：管柱下到位后，管柱正打壓時(shí)，側(cè)向旁通補(bǔ)償器依靠密封圈鎖緊銷釘密封滑套密封該部分管柱，保證液壓型封隔器的坐封;在封隔器坐封后，側(cè)向旁通補(bǔ)償器依靠反打壓形成壓力差，打掉密封滑套，溝通油套環(huán)空，以保證抽油井在正常生產(chǎn)時(shí)的熱洗井清蠟和測剖等措施。

（2）過壓式固定閥結(jié)構(gòu)及工作原理

過壓式固定閥主要由下接頭、支撐滑套、上接頭和頂桿等零件組成，其工作原理是：管柱下到位后，過壓式固定閥的凡爾球依靠支撐滑套保證凡爾球落不到凡爾座上去，從而保證該處的液流通道暢通，在油管打壓，液壓型封隔器的坐封時(shí)能夠傳遞上下壓力， 使液壓型封隔器坐封;封隔器坐封成功以及側(cè)向旁通補(bǔ)償器滑套打掉后，在執(zhí)行下抽油桿工序時(shí)，當(dāng)抽油桿下到位后，柱塞撞擊過壓式固定閥的頂桿，依靠抽油桿柱力量打掉支撐滑套，使凡爾球落到凡爾座上，使得該工件在抽油泵正常工作時(shí)起到固定閥的功能。

（3）防砂單流閥結(jié)構(gòu)及工作原理

防砂單流閥主要由下接頭凡爾座、隔砂管和沉積傘等零件組成，其工作原理是：在作業(yè)或洗井過程中，入井液油管本體抽油桿以及下井工具中不可避免地?cái)y帶各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)隨著重力的沉降作用，將堆積在本體和隔砂管組成的雜質(zhì)沉積腔內(nèi)，以保證雜質(zhì)沉積后不再堵塞單流閥凡爾座上，以免造成固定凡爾密封不嚴(yán)。

（4）液壓型封隔器結(jié)構(gòu)及工作原理

液壓型封隔器主要由上接頭、鍵套膠筒、中心管缸套活塞和鎖塊等零部件組成。其其工作原理是：封隔器下到設(shè)計(jì)位置后，向油管內(nèi)加液壓15-18MPa ，穩(wěn)壓5min，使封隔器坐封，泄壓后從套管內(nèi)驗(yàn)封，以確認(rèn)坐封是否可靠。解封時(shí)，先慢慢上提管柱，觀察指重表變化，當(dāng)負(fù)荷超過原管柱懸重40-80KN未解封時(shí)，將管柏觸回到超出原管柱懸重10KN左右，再上提管柱，直到完全解封為止。

2.高效防污染洗井管柱的施工工藝及注意事項(xiàng)

2.1施工步驟

（1）起出原井管柱。

（2）用適當(dāng)?shù)耐ň?guī)， 通井至卡點(diǎn)以下50米， 并在卡封位置反復(fù)通井2一3遍。

（3）按照施工要求下入卡封管柱。

（4）校深合格后， 按要求驗(yàn)管柱及坐驗(yàn)封合格。

（5）按照施工要求下桿柱。

（6）試抽合格后交井。

2.2施工注意事項(xiàng)

（1）在搬運(yùn)過程中，應(yīng)輕搬輕放，有規(guī)則排放以防損傷。

（2）根據(jù)起出管柱情況決定是否進(jìn)行井腔處理。

（3）用適當(dāng)?shù)耐ň?guī)，通井至卡點(diǎn)以下50米，卡封位置反復(fù)通井2-3遍。

（4）下井前確認(rèn)工具完好無誤附件齊全，方可下井。

（5）下鉆時(shí)平穩(wěn)操作，下放速度控制在20-25根/小時(shí)。

（6）校深合格，卡點(diǎn)避開套管節(jié)箍。

3.結(jié)束語

在目前的油田開發(fā)過程中，大多數(shù)井采取的是有桿泵抽油生產(chǎn)，由于管桿長時(shí)期在井中同油水接觸，容易造成管桿結(jié)蠟堵塞油管通道，同時(shí)增加管桿的負(fù)荷，容易造成管桿斷脫或活塞堵塞，針對這一現(xiàn)象，我們一般采取的措施是通過加油基清蠟劑和熱水洗井的方式清除蠟，對供液能力強(qiáng)的井，這種方式可能比較有效，但是在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到一些低液面、低液量的油井或結(jié)蠟油井，這樣的油井在洗井過程中，或多或少會(huì)有洗井液進(jìn)入地層，由于水和油層的物性不一，容易造成油層污染，致使洗井后油井含水?dāng)?shù)天居高不下，或洗井液根本無法返出地面而直接進(jìn)入油層，造成地層傷害，大大影響了原油產(chǎn)量。因此，解決周期性熱洗井對油層的傷害是一個(gè)非常重要的生產(chǎn)問題，一旦地層受到傷害，其恢復(fù)的時(shí)間是相當(dāng)長的， 而采用高效洗井防污染管柱洗井則較好地解決了洗井易污染地層和洗后產(chǎn)量恢復(fù)慢的生產(chǎn)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇德勝，王億川，等.油井射流熱洗防油層污染洗井器的研制與應(yīng)用[J].石油機(jī)械.2014，18（2）：112-116.

[2] 谷開昭，趙增順，等.新型防砂埋洗井油層保護(hù)器[J].石油礦場機(jī)械，2013，15（20）：106-108.