低成本清防蠟技術在SD油田的應用及效果分析

張 磊

(中國石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇 泰州 225300)

SD油田位于QT凹陷的北部斜坡，是一個被多條斷層復雜化了的斷塊、斷鼻構造。油田于2011年底投入開發(fā)，主力油層為戴南組一段。油田含油面積5.53 km2，地質(zhì)儲量280×104t，原油具有凝固點高、含蠟量高、含膠質(zhì)瀝青質(zhì)高的特點。油井結蠟造成抽油機載荷增加、泵效降低、產(chǎn)量下降、生產(chǎn)時率降低、作業(yè)成本增加等問題[1-3]。

通過幾年的開發(fā)實踐，SD油田形成了以空心桿電加熱、加水溶性清蠟劑、超導自循環(huán)熱洗等相結合的清防蠟工藝，現(xiàn)場應用取得了較好的效果，基本滿足了油井生產(chǎn)的需要，結蠟井作業(yè)井次由2012年的24井次，下降至2014年的13井次，但仍然表現(xiàn)出兩方面的問題，一是現(xiàn)有清防蠟工藝運行費用高；二是隨著油田綜合含水上升，油井結蠟帶來了新的問題，比如固定凡爾結蠟影響油井出液、油套環(huán)空內(nèi)結蠟難以清理等。迫切需要探索低成本的清防蠟工藝。

1 清防蠟工藝現(xiàn)狀及問題

1.1 工藝現(xiàn)狀

1.1.1 空心桿電加熱工藝

SD油田應用空心桿電加熱工藝15井次，占總井數(shù)的21%。空心桿電加熱工藝參數(shù)如表1。

表1 空心桿電加熱工藝參數(shù)

1.1.2 水溶性清蠟劑

將清防蠟劑從油套環(huán)空加入油井中，經(jīng)抽油泵吸入油管內(nèi)起到清防蠟的作用[4]。根據(jù)油田套管氣量小，地層壓力系數(shù)小于1的特點，油井普遍采用灌加水溶性清蠟劑的方式進行加藥，部分動液面高的井采用泵加的方式。優(yōu)選的水溶性清蠟劑的溶蠟速率為0.039 71 g/min。SD油田平均每月清蠟劑用量為2.5 t。

1.1.3 超導自循環(huán)熱洗工藝

超導裝置以抽油泵抽汲形成的泵壓為系統(tǒng)循環(huán)動力，以井下液體為循環(huán)介質(zhì)，介質(zhì)由循環(huán)管路被超導加熱器快速加熱后，進入油套環(huán)空，使油管和井內(nèi)液體溫度升高，采出液體又被超導加熱器繼續(xù)快速加熱，再進入油套環(huán)空，如此往復循環(huán)，使井筒溫度不斷升高，達到溶蠟的目的。SD油田平均每月自循環(huán)熱洗8井次。

1.2 存在的問題

1.2.1 現(xiàn)有清防蠟工藝運行成本高

空心桿電加熱工藝單井日運行用電量400～600 kW·h，15口井平均用電量為7 800 kW·h。超導熱洗自循環(huán)熱洗平均每井次費用5 000元，SD油田平均每月熱洗8井次?？招臈U電加熱和超導自循環(huán)熱洗每月的運行費用在21萬元以上。

1.2.2 清防蠟劑加藥效果不理想

優(yōu)選的清防蠟劑雖然溶蠟速度快，但現(xiàn)場應用中受人為因素等影響，加藥效果不理想。同時，每年蠟卡檢泵井次在13井次以上，維護費用達80余萬元。

1.2.3 結蠟造成固定凡爾失靈

部分油井地層能量充足，動液面高，泵掛淺，隨著生產(chǎn)周期的延長，固定凡爾因結蠟造成失靈的現(xiàn)象增多。當出現(xiàn)固定凡爾失靈時，采用熱洗車熱水循環(huán)洗井的方法，一是影響油井產(chǎn)量；二是容易造成地層污染；三是洗井不當容易造成油套環(huán)空的蠟進入油管造成蠟卡。

1.2.4 泵掛以下結蠟增加作業(yè)成本

作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)油井泵掛以下存在結蠟，出現(xiàn)通井遇阻甚至卡管柱的現(xiàn)象，嚴重影響通井、射孔等作業(yè)。分析認為現(xiàn)有的清蠟工藝無法清除泵掛以下的結蠟。

2 低成本清防蠟工藝的應用

針對上述問題，研制了輕便型油井自洗裝置及智能加藥車，引進了微生物清防蠟劑，總結了結蠟躺井油井自救方法，現(xiàn)場應用取得了良好效果。

2.1 輕便型油井自洗裝置

輕便型油井自洗裝置由機車、殼體、加熱管、控制系統(tǒng)、進液口、出液口組成，工作時，液體自進液口進入加熱管加熱，后由出口壓入油井。壓力是油井自身壓力，經(jīng)循環(huán)，清洗液可反復使用?？刂葡到y(tǒng)可以采集進出口壓力、溫度，通過設定壓力、溫度閾值實現(xiàn)電加熱管的啟停及報警，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)的遠程傳輸，實現(xiàn)無人值守。此裝置結構簡單，操作方便，效率高，成本低，安全可靠。

電加熱管功率的選擇：

為保證加熱功率，以油井全水計算加熱功率，如式(1)。

(1)

P為電加熱管功率，kW；K為設計系數(shù)，一般取1.2；Cw為水的比熱容，J/(kg·℃)；Q1為油井產(chǎn)液量，t/d；T1為洗井時產(chǎn)液溫度，℃；T0為正常生產(chǎn)時產(chǎn)液溫度，℃；η為洗井裝置熱效率，%，一般取80%。

2.2 智能加藥車

智能加藥車由機車、儲藥罐、加藥泵、控制系統(tǒng)、流量計組成。通過控制系統(tǒng)檢測和控制加藥量，自動向特定井加注藥劑。此裝置操作方便，提高了勞動效率，減少了藥劑浪費以及加藥過程中對人員的傷害。

2.3 微生物清防蠟劑

微生物清防蠟劑是由包含梭狀芽孢桿菌、芽孢桿菌、棒狀桿菌等多種好氧及兼性厭氧菌組成的石油烴降解菌混合菌[5]。這些混合菌分離自高含蠟油井采出液，以原油中的蠟質(zhì)成分(C15-C70)為生長繁殖的唯一碳源。將菌制劑注入油井，混合菌將以原油中的蠟質(zhì)組成為碳源進行新陳代謝，使長鏈烴轉(zhuǎn)化為短鏈烴，并產(chǎn)生脂肪酸、糖脂、類脂體等多種生物表面活性劑，并改變金屬或粘土礦物表面的潤濕性，從而阻止蠟結晶的析出、長大和沉積。微生物清蠟劑技術指標見表2。

表2 微生物清蠟劑技術參數(shù)

2.4 油井躺井自救技術

2.4.1 蠟卡躺井的自救

原油從地層流入井底上升至井口的過程中，溫度逐漸降低，當油溫降低至析蠟溫度以下時，原油中高碳數(shù)蠟逐漸結晶、析出，如不能及時清理，則造成蠟卡躺井。蠟卡躺井后采用熱洗的方式進行清蠟是常用的方式，但部分油井因蠟的熔點高、無法建立熱洗循環(huán)等原因，無法達到解卡的目的[6]。

熱洗無法解卡時，利用抽油桿接箍的刮帶作用可起到機械清蠟的目的，因抽油機沖程較抽油桿長度小，無法充分利用接箍刮蠟，需借助起重設備。具體實施步驟為，首先對蠟卡井進行套管熱洗，無法解卡時，利用起重設備(吊車或修井車)上下活動抽油桿，以輔助建立熱水循環(huán)通道，提高解卡成功率。

2.4.2 結蠟造成固定凡爾失靈的自救

當泵掛位于結蠟段時，固定凡爾結蠟造成失靈。通過對比分析，總結出自救方法：調(diào)整防沖距至上沖程活塞出泵筒，拆除井口單流閥，利用井筒及流程液體在重力作用下對固定凡爾的沖刷作用，使固定凡爾啟閉動作恢復正常。

3 應用效果分析

3.1 降低了清防蠟運行成本

輕便型油井自洗裝置洗井時平均工作功率為20 kW，以一口井洗10 h、電費為0.7元/(kW·h)計算，洗井費用僅為140元，較超導熱洗節(jié)約4 760元，節(jié)約率為97%。以平均每月8井次計算，SD油田每年可節(jié)約洗井費用約46萬元。

智能加藥車的應用強化了對現(xiàn)場加藥的管理，改善了加藥效果，節(jié)約了成本，平均每月可節(jié)約藥劑0.2 t，以16 800元/t計算，每年可節(jié)約藥劑費用約4萬元。通過加藥和電熱桿間送的優(yōu)化組合，單井可節(jié)約費用9 000～11 000元/月，SD油田共有空心桿電加熱井15口，年可節(jié)約費用約15萬元。以S1井為例，優(yōu)化前后費用對比如表3所示。

表3 S1井電熱桿間送費用對比

3.2 降低了結蠟井次

2015-2017年，SD油田結蠟遇卡井分別為15井次、12井次和8井次，其中因蠟卡檢泵井次分別10井次、6井次和0井次，自2016年9月運用油井蠟卡躺井自救方法以來，未因蠟卡檢泵，年可節(jié)約檢泵費用30余萬元，避免產(chǎn)量損失300 t。

2017年出現(xiàn)7次固定凡爾因結蠟失靈的問題，通過調(diào)整防沖距快速恢復正常，節(jié)省洗井費用3萬元，避免產(chǎn)量損失50 t。圖1為S8-12井固定凡爾漏失自救前后的功圖。

圖1 S8-12固定凡爾結蠟自救前后功圖

3.3 微生物清蠟效果顯著

SD油田優(yōu)選4口井開始微生物清蠟劑試驗，在使用微生物清蠟劑之前，平均洗井周期為3個月，加入微生物清蠟劑試驗后可維持8個月以上不熱洗。從示功圖、電流和產(chǎn)量看，微生物防蠟效果好，結蠟較輕，達到SD油田清防蠟要求。微生物清蠟劑加藥間隔周期長，每月2次，較常規(guī)清蠟劑3～5天加

藥周期，可顯著提高勞動效率，可在SD油田進一步推廣應用。

4 結論

(1)SD油田低成本清防蠟技術的應用取得了良好效果。輕便型油井自洗裝置和智能加藥車的應用，以及結蠟躺井油井自救方法的實施，每年可節(jié)約清防蠟運行費用95萬元，其中節(jié)約自循環(huán)熱洗費用46萬元，藥劑費用4萬元，空心桿電加熱費用15萬元，蠟卡檢泵費用30萬元。

(2)微生物清蠟劑清防蠟效果好，加藥效率高，減少清防蠟作業(yè)的工作量，有效延長了生產(chǎn)周期，明顯降低了生產(chǎn)成本。