油管電加熱清蠟方式試驗(yàn)

翟世偉

摘要：針對XX塊由于含蠟量高、結(jié)蠟程度重，導(dǎo)致油井清蠟熱洗和加清蠟劑費(fèi)用高、油層易污染、油井有效生產(chǎn)時(shí)率低的問題，通過研究區(qū)塊油井結(jié)蠟因素，著眼于提高井液溫度，開展了清蠟替代技術(shù)一油管電加熱清蠟技術(shù)研究。實(shí)施后試驗(yàn)井生產(chǎn)平穩(wěn)、生產(chǎn)時(shí)率由80.5%提高至98.4%，清蠟效果明顯、階段免熱洗、免加藥生產(chǎn)479天，有效降低了油井生產(chǎn)、維護(hù)成本，達(dá)到了油井綠色無污染清蠟?zāi)康摹?/p>

關(guān)鍵詞：清蠟? 熱洗? 油管電加熱? 油層污染

1? 油藏概況

XX塊主要含油層位為S1段，平均孔隙度23.6%，平均滲透率1320x10-3μ㎡，為中孔高滲儲(chǔ)層。該塊共有油井20口，開井12口。日產(chǎn)液163.3t，日產(chǎn)油66.6t，綜合含水59.2%。油品性質(zhì)為稀油， 原油粘度6.5mPa·s，含蠟量為12.5%，平均析蠟溫度31.2℃，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量10.6%。由于區(qū)塊原油蠟質(zhì)、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量較高，地層溫度、壓力和油井產(chǎn)量不斷下降，原油中泥、砂、機(jī)械雜質(zhì)以及桿管表面的光滑程度等因素的影響[1]，區(qū)塊油井結(jié)蠟較重，且頻繁熱洗易造成油層污染。

2技術(shù)原理

油管電加熱清蠟技術(shù)由電源變壓器供給油管電加熱系統(tǒng)能量，電能由電源變壓器輸出，控制柜隔離調(diào)整后，將電能經(jīng)地面電纜傳輸?shù)矫芊馄?，由密封器?jīng)井下電纜將能量傳送到油管，再經(jīng)油管下部的油套管接觸器與套管連通，形成一個(gè)完整的回路。由于套管直徑大于油管直徑 ，一般套管截而積是油管的3倍左右，而二者的電阻率相同，油管上的電壓降遠(yuǎn)大于套管上的電壓降，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量主要集中在油管上 ，當(dāng)油管的溫度達(dá)到熔蠟溫度時(shí)，結(jié)晶在油管壁上的蠟就會(huì)熔化脫落，隨油井產(chǎn)液排出，從而達(dá)到清蠟?zāi)康?。與熱洗清蠟相比實(shí)現(xiàn)了免熱洗生產(chǎn)，日常維護(hù)費(fèi)用低，并且從根本上杜絕了熱洗污染，提高了油井有效生產(chǎn)時(shí)率。

3 結(jié)構(gòu)組成及清蠟參數(shù)確定

3.1結(jié)構(gòu)組成

油管電加熱系統(tǒng)主要由油管電加熱控制柜、高壓井口密封器、絕緣抽油桿、絕緣短接、絕緣扶正器等部件組成。

3.1.1 油管電加熱控制柜

油管電加熱控制柜將380V電源經(jīng)變壓后輸出小于380V的工頻電壓且單項(xiàng)分級可調(diào)，輸出電流為0～400A單項(xiàng)分級可調(diào)。具備過流保護(hù)、短路保護(hù)裝置，安全合理、操作方便，不影響作業(yè)施工及正常的采油資料錄取。

3.1.2 高壓井口電纜密封器

高壓井口電纜密封器是為避免油管電加熱采油工藝實(shí)施過程中發(fā)生泄漏現(xiàn)象，電纜由套管大四通進(jìn)入井內(nèi)，安裝時(shí)，油管掛坐上后不需要再提、放管柱，密封強(qiáng)度大于25MPa，密封圈絕緣電阻大于200Ω。

3.1.3 絕緣短接與絕緣抽油桿

絕緣短接與絕緣抽油桿是實(shí)現(xiàn)地面井口完全不帶電的關(guān)鍵設(shè)備。絕緣短接安裝于井下第一根油管與第二根油管之間，作用是將井下帶電油管與地面設(shè)備隔離，保護(hù)地面設(shè)備及操作人員的安全。絕緣抽油桿由玻璃鋼材料制成，安放在絕緣隔離油管相對應(yīng)的位置，當(dāng)井下抽油桿與井下帶電油管接觸時(shí)，保證井下桿柱與地面設(shè)備絕緣隔離。

3.1.4 絕緣扶正器

絕緣扶正器作用是為了防止油管在送熱過程中由于井斜等原因與套管接觸造成短路。由非金屬絕緣耐溫材料制成，有良好的絕緣性能和使用強(qiáng)度，固定安裝于清蠟井段的油管上，直井每根油管安裝1～2個(gè)，斜井段安置2～4個(gè)。

3.2 清蠟參數(shù)確定

應(yīng)用油管電加熱清蠟過程中為降低系統(tǒng)清蠟?zāi)芎男璐_定清蠟時(shí)間。對與油管電加熱清蠟井，清蠟深度為油套接觸器與絕緣短節(jié)之間的油管長度，當(dāng)井液進(jìn)入該井段，即進(jìn)入加熱過程，當(dāng)流過以后加熱過程即結(jié)束。因此井液流經(jīng)清蠟井段所需時(shí)間，即為清蠟時(shí)間。

假設(shè)油管內(nèi)的液體是勻速由井底向上流動(dòng)的單相流。

Q為流量，m3;S為流道橫截面積，㎡;v為流體流速，m/s;t為過流時(shí)間，s。

由速流公式：

L為清蠟深度，m;T為清蠟時(shí)間，s。

由公式（1）、（2），得油井在不同產(chǎn)量下清蠟時(shí)間計(jì)算公式為：

上述計(jì)算沒有考慮油井實(shí)際流態(tài)下的復(fù)雜情況（實(shí)際是油、氣、水三相或兩相流）。在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)式（3）所計(jì)算出的油井在不同產(chǎn)量下的清蠟時(shí)間在實(shí)際應(yīng)用中還需加上1-2h排蠟時(shí)間。

4 礦場試驗(yàn)

4.1試驗(yàn)前油井概況

A井位于XX塊構(gòu)造東北部，生產(chǎn)井段-2337.8m～-2464.9m，67.7m/11層，日產(chǎn)液11.1t，日產(chǎn)油1.9t，動(dòng)液面深1578m。原油含蠟量28.2%，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量5.6%，原油凝固點(diǎn)30℃，析蠟溫度38℃。結(jié)蠟井段300m～1100m，每天加清蠟劑30Kg，清蠟熱洗周期為43d。由于地層壓力低，熱洗液倒灌對油層造成的污染，一般需要3～5天才能恢復(fù)到正常水平，年生產(chǎn)時(shí)率僅為80.5%。

4.2 試驗(yàn)情況及效果

在該井實(shí)施了油管電加熱清蠟試驗(yàn)，泵徑及泵掛深度不變，清蠟深度1100m，配備JDCR-II型80KW電磁加熱控制柜。清蠟時(shí)間根據(jù)公式計(jì)算為8小時(shí)，每周清蠟1次，平均清蠟功率60.7KW。在電加熱清蠟前后產(chǎn)液量、含水變化不大的情況下，井口產(chǎn)液溫度平均由23.9℃上升至34.5℃，最高由24.1℃升至40.5℃，上升16.4℃;抽油機(jī)上行電流平均下降3A，下行電流平均下降1A;測試最大載荷由加熱前的83KN下降至76KN，最小載荷由34KN增加至36KN，清蠟效果明顯;年有效生產(chǎn)時(shí)率由試驗(yàn)前的80.5%提高至98.4%。截止目前該井已連續(xù)免熱洗、免加藥生產(chǎn)479d，無蠟卡現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)論與建議

（1）應(yīng)用油管電加熱技術(shù)后，試驗(yàn)井清蠟效果明顯，在結(jié)蠟較重的鐵17塊完全可以替代現(xiàn)

有的熱洗、加藥清蠟方法;

（2）該技術(shù)清蠟操作簡單、作業(yè)管理方便，節(jié)約了油田生產(chǎn)、管理成本，具有很好的推廣應(yīng)

用前景;

（3）該技術(shù)從根本上杜絕了熱洗對油層的污染，下一步將繼續(xù)深入研究送電清蠟規(guī)律，在保證清蠟效果的前提下盡量減少能耗。

參考文獻(xiàn)

[1]王備戰(zhàn).油氣地質(zhì)與采收率[J].特種油氣藏，2003，10（3）：71～73.

中油遼河油田公司茨榆坨采油廠工藝研究所，遼寧 沈陽 110206