新型油田生產(chǎn)井防蠟降粘技術(shù)應(yīng)用

戴雙寧

摘要：油井結(jié)蠟就像人患了血栓，輕則造成油井堵塞，降低油井的原油產(chǎn)量;重則將導致油井停產(chǎn)，而復產(chǎn)需要非常規(guī)的工藝措施，將提升開發(fā)成本，降低油田的經(jīng)濟效益。本文在生井應(yīng)用一種新型的防蠟降粘裝置，對原理和結(jié)構(gòu)作了闡述，并在現(xiàn)場應(yīng)用試驗取得了良好的效果。

關(guān)鍵字：生產(chǎn)井，防蠟，降粘

結(jié)蠟是油氣生產(chǎn)過程中的不可小覷的問題，可能發(fā)生在原油生產(chǎn)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)：地層內(nèi)部結(jié)蠟會引起儲集層傷害，堵塞油氣通道，大幅度降低其油相滲透率，進而導致油井減產(chǎn);蠟在儲集層多孔介質(zhì)表面的沉積，將改變地層巖石的潤濕性，降低原油采收率。地層射孔炮眼和泵吸入口處結(jié)蠟則會增大油流阻力，減小有效流動面積，降低泵效;油管壁結(jié)蠟會減小油流通道，增大對地層的回壓，降低生產(chǎn)油管的利用率，導致產(chǎn)量下降，嚴重時甚至造成躺井停產(chǎn);油管和抽油桿間的結(jié)蠟會增大抽油機載荷，提高設(shè)備操作和維護難度，甚至造成抽油泵蠟卡等生產(chǎn)性故障。輸油管線結(jié)蠟會使泵壓升高，動力消耗增加，降低輸油管線的輸運能力;同時，隨著蠟的不斷沉積，蠟層將不斷加厚，輸油管線的運輸直徑不斷縮小，為維持產(chǎn)量常常需要增加輸油管端的壓力，一旦超過管線所能承受的最大值，會導致管道破裂，不但輸油管線受到損失，也會因原油泄露滲入地層給環(huán)境安全帶來很大的影響;井口設(shè)備、分離器及貯罐等地面設(shè)備也會因結(jié)蠟，造成堵塞，可能發(fā)生故障。此外，結(jié)蠟還會增加了后期處理作業(yè)費用，降低經(jīng)濟效益。因此，結(jié)蠟問題已成為提高采油速度和原油采收率的較為嚴重的制約因素之一，直接影響到油井的高效、安全生產(chǎn)。

井筒蠟沉積問題一直是石油行業(yè)面臨的生產(chǎn)安全難題。目前在生產(chǎn)井中，常見的防蠟工藝主要有熱力清防蠟技術(shù)、表面處理防蠟技術(shù)、磁防蠟技術(shù)、化學清防蠟技術(shù)、微生物清蠟技術(shù)五個方面。但各種技術(shù)普遍存在以下問題：熱力清蠟對于長井段洗井液用量大，且洗井液易漏失，影響油井產(chǎn)量，見效慢，能耗高;表面處理防蠟技術(shù)對施工工藝要求苛刻，并且涂料自身不耐磨，易脫落，造成卡井;化學清蠟技術(shù)中大量運用的，微生物除蠟技術(shù)會產(chǎn)生大量機雜，成菌環(huán)境不穩(wěn)定，見效慢。針對油井出現(xiàn)上述情況，研制了一種新的降粘裝置。該裝置是利用超聲、強磁、空化等物理方法作用進行綜合性降粘，具備顯著的降粘增油效果。

工作原理

本降粘裝置采用Co88材料通過特殊添加方式制成鈷合金后，經(jīng)過激光熱處理等手段獲得高性能材料，Co88材料制成納米尺寸金屬結(jié)晶巨磁合金，并通過特殊排列獲得高能量場BH值接近88，將裝備Co88材料的防蠟裝置掛在泵下，對井筒內(nèi)井液第一時間做降粘防蠟的垂直處理，使蠟分子串提前結(jié)成微晶，相鄰分子串由于排列方向相同，極性相同，相互排斥，分子串間就不易再結(jié)合成大網(wǎng)狀蠟晶，也就不能吸附到油管壁上形成蠟層，達到防蠟功效。該裝置采用磁旋流導管結(jié)構(gòu)，當經(jīng)過防蠟處理后的原油推進至導流管區(qū)域時，原油在導管內(nèi)將產(chǎn)生磁旋流效應(yīng)，提升原油進動時速，從而達到有效提高泵效，達到助采增油的目的。

結(jié)構(gòu)組成

該裝置由射流發(fā)射器、聲波震蕩器、渦流倒流器、渦流導流閥、渦流噴射器、強磁激勵器六大部件構(gòu)成。每個部件功能作用解釋如下：

1、射流發(fā)射器：采出液從梯形漏斗狀入口進入，經(jīng)過連續(xù)收縮斷面，由平流變?yōu)樯淞?，極大的提高了流速;同時其中的介質(zhì)在連續(xù)收縮斷面中受到擠壓，噴出后又爆破礦張，破碎了晶塊和大分子鏈。

2、聲波震蕩器：由聲波發(fā)生器和聲波震蕩腔兩部分組成。在射流介質(zhì)沖擊作用下，限位彈簧發(fā)生4至20KHZ的高頻振動，所激發(fā)的“空化作用”、熱效應(yīng)，使結(jié)晶蠟瓦解破碎，將原油介質(zhì)升溫，降低蠟凝固點，蠟結(jié)晶不易析出。

3、渦流倒流器：原油介質(zhì)經(jīng)過多頭大導程特制內(nèi)螺紋圓管形導流槽后，由平流上升變?yōu)闇u流旋轉(zhuǎn)上升狀態(tài)，起到降粘、增速、增油、省功耗的作用。

4、渦流導流閥：首先它也是一個射流發(fā)生器，有著對介質(zhì)的擠壓、爆破、提速的作用;其次他是一個單項導流閥，抽油泵下沖程，阻力減小，速度加快;上沖程，負荷降低，氣體干擾小，提高泵效，強化渦流運動效應(yīng)。

5、渦流噴射器;能對已經(jīng)形成的渦流起到增益放大的作用，維系原油介質(zhì)在主抽油管中繼續(xù)呈渦流旋轉(zhuǎn)上升狀態(tài)，進一步防蠟、降粘、增油、省功耗。

6、強磁激勵器：可降低原油枯度，這樣可在一定流速條件下保持磁化效果，對原油分子多次激勵，使分子活性倍增。

技術(shù)特點

大量現(xiàn)場試驗及測試表明，該種降粘技術(shù)主要具有以下特點：

1.使用范圍廣，使用性強，適應(yīng)各類稠油、高含蠟、高低產(chǎn)油田的采油井使用，適用于各類淺、中、深的直井、斜井、小平井、自噴井的采油井里使用。

2.降低原油粘度的同時增大了氣體在原油介質(zhì)中的溶解度，減少或消除氣鎖，從而增加原油流動能力，具有明顯的防蠟破乳，降粘增油的效果，在防蠟降粘雙重效能作用下，間接提高油井產(chǎn)量5-20%左右。

3.平均延長2-5個洗井周期，減少洗井次數(shù)。單井減少洗井化學原料用量30-50%。

4.提高泵效，延長檢泵周期，降低懸點負荷5-20%左右，節(jié)能電能約5-15%。

5.由于該裝置安裝工藝簡單，方便快捷，見效期短不需要任何電力拖動（不外加用電纜，電源）安全可靠，不故障率，減輕工人勞動強度。

6.實現(xiàn)理念先進，成本低廉實用，據(jù)測算投入產(chǎn)出綜合比例高達1：10。

7.該裝置可與其他防蠟技術(shù)復合使用，優(yōu)勢互補，增強防蠟效果。

現(xiàn)場應(yīng)用

本技術(shù)在茨51-78油井上進行了試驗應(yīng)用，工具管柱結(jié)構(gòu)如下：尾管+篩管+油管+防蠟降粘裝置+油管短節(jié)+接箍+抽油泵+油管。該井措施后，在未采取其它降粘工藝措施的情況下，已連續(xù)生產(chǎn)450天，日產(chǎn)油量提升13%，取得了較好效果。該技術(shù)對采油井的優(yōu)質(zhì)，油層無污染，無傷害，與其之化學和物理原理的同類防蠟產(chǎn)品相比，具有突出的優(yōu)點，適合長期使用，最大限度推遲井筒結(jié)蠟時間，避免生產(chǎn)井因高含蠟而變成躺井，為油井安全生產(chǎn)保駕護航。

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