高含蠟井電加熱桿生產(chǎn)制度應(yīng)用研究

姜楠 樊恒麗 陳國星 樊四鵬

摘要：由于電加熱抽油桿的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在高含蠟原油開發(fā)中占有重要地位。電加熱桿采油工藝適應(yīng)范圍廣，既能連續(xù)加熱、也能間斷使用。在開展電加熱桿工藝應(yīng)用的同時，考慮節(jié)能降耗，結(jié)合現(xiàn)場單井含蠟情況，研究摸索電加熱桿準(zhǔn)確生產(chǎn)制度，優(yōu)化電加熱桿啟停時間，確保生產(chǎn)穩(wěn)定同時實(shí)現(xiàn)成本可控。

主題詞：高含蠟;電加熱桿;生產(chǎn)制度

1.前言

南翼山油田III、IV、V油層組在原油開采過程中，發(fā)現(xiàn)含蠟較高，在井深450m-650m范圍內(nèi)結(jié)蠟較嚴(yán)重，容易造成蠟卡、蠟堵，影響油井正常生產(chǎn)。為確保油井生產(chǎn)平穩(wěn)，提高原油流動性，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)目的，現(xiàn)場應(yīng)用10井次電加熱桿工藝，利用電加熱產(chǎn)生的熱能，對450m-650m井段進(jìn)行加熱，降低原油粘度、將蠟熔化，從井筒內(nèi)排出[1]。

2.電加熱桿工藝原理

2.1工藝特點(diǎn)

電加熱桿工藝具有地面設(shè)施簡單、使用方便、易于管理的特點(diǎn)。通過地面電控柜操作，可設(shè)置加熱溫度、加熱時間，并且實(shí)現(xiàn)自停自啟。電加熱桿不受環(huán)境溫度和長時間關(guān)井的影響，可杜絕因停電、結(jié)蠟等原因造成的非正常檢泵，實(shí)現(xiàn)檢泵周期的延長。同時桿柱結(jié)構(gòu)、簡單、作業(yè)方便、可重復(fù)使用。因其能夠降低原油粘度、提高原油流動性，所以可明顯減少抽油機(jī)負(fù)荷，提高單井抽油機(jī)系統(tǒng)效率。

2.2工作原理

電纜穿過空心抽油桿，并與抽油桿底部的變徑接頭接觸，形成閉合串聯(lián)回路。交流電以連續(xù)送電方式將電能送到電加熱抽油桿的終端，當(dāng)閉合串聯(lián)電路中通過交變電流時將產(chǎn)生交變磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即通過集膚效應(yīng)原理將空心桿體加熱，繼而通過熱傳導(dǎo)提高井筒內(nèi)液體溫度，降低液體中原油粘度、熔化蠟質(zhì)[2]。

3 電加熱桿采油工藝設(shè)計

3.1 優(yōu)選油井方法

優(yōu)選油井時一方面考慮油井液體含蠟情況，一方面則需從油井供液能力出發(fā)，計算經(jīng)濟(jì)效益，確保科學(xué)投入。所以合理的選擇油井是該工藝適用與否的根本關(guān)鍵，通過采用經(jīng)濟(jì)極限法（式1）可進(jìn)行科學(xué)選井[3]。

Pf+W×D×M≤Q×D×Pr（式1）

式中，Pf為設(shè)備一次投入總費(fèi)用，元;W為設(shè)備日耗電量，Kw;D為油井生產(chǎn)天數(shù)，d;M為油井用電費(fèi)用，元/Kw;Q為油井日產(chǎn)油量，t/d;Pr為每噸油價格，元。

3.2 制度調(diào)整方法

由于電加熱桿加熱時能耗較大，長期使用電費(fèi)較高。且長期使用電加熱桿會導(dǎo)致能量溢散，浪費(fèi)能源。為此必須研究合理的電加熱桿生產(chǎn)制度，做到既能熔蠟，又能節(jié)電。

3.2.1 電流法

以南翼山III+IV、V油層組機(jī)采井為例，抽油機(jī)電流以30A為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)抽油機(jī)電流大于30A，啟動電加熱桿。啟動3h后，電流一般會恢復(fù)正常25A，繼續(xù)加熱9h，待井內(nèi)蠟都排出井筒，停用電加熱桿。

3.2.2載荷法

結(jié)合抽油機(jī)載荷進(jìn)行啟停制度確定，當(dāng)載荷增加到正常生產(chǎn)過程中載荷值的1.3倍，同時負(fù)載率小于80%時，啟動電加熱桿。啟動5h后，載荷一般會恢復(fù)至正常生產(chǎn)過程中的載荷值，繼續(xù)加熱7h，待井內(nèi)蠟都排出井筒，停用電加熱桿。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 實(shí)際應(yīng)用效果

針對南翼山油田10口井進(jìn)行試驗跟蹤，以電流法為主、輔以載荷法，結(jié)合單井油套壓、功圖變化，進(jìn)行電加熱桿生產(chǎn)制度摸索。同時考慮用電峰谷平，進(jìn)行電加熱桿工作時間精細(xì)化管理，達(dá)到用電時間相同費(fèi)用最小目的。最終確定為啟12h、停72h四口井，運(yùn)行制度為啟12h、停96h六口井（見表1）。

表1 南翼山油田10口井電加熱桿運(yùn)行數(shù)據(jù)

跟蹤制度優(yōu)化后生產(chǎn)情況，僅有一口井因抽油泵拉桿斷裂開展檢泵維護(hù)作業(yè)，其余9口井均生產(chǎn)正常，實(shí)現(xiàn)單井135天無需熱洗井維護(hù)，杜絕因蠟影響而造成的檢泵作業(yè)。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益評價

以1年作為經(jīng)濟(jì)效益評價周期，平均單井增加耗電26.8KW·h/d，1年耗電為9782KW·h，電費(fèi)以谷價、平價均價0.3元/KW·h計算，1年增加電費(fèi)2934.6元。

目前南翼山洗井周期為65天，洗井后返排期約為2天。應(yīng)用電加熱桿之后平均單井洗井周期延長一倍，1年洗井次數(shù)由6次降低為3次。單井熱洗井費(fèi)用以3500元/次計算，1年可節(jié)約洗井費(fèi)用10500元。同時由于洗井次數(shù)降低，洗井返排期減少6天，平均單井日產(chǎn)油2t，按油價3000元/t計算，可創(chuàng)效36000元。綜上，在不考慮一次設(shè)備投入費(fèi)用的前提下，單井1年使用電加熱桿工藝收益約為4.4萬元。

4.3 使用注意事項

1、必須做好電控柜、電加熱桿連接電纜、電加熱桿接頭的絕緣，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好井口、抽油機(jī)、電控柜的接地工作。員工在進(jìn)行井口更換盤根、抽油機(jī)啟停、電加熱桿啟停、調(diào)整參數(shù)等操作前必須驗電，杜絕觸電風(fēng)險。

2、定期跟蹤單井生產(chǎn)情況，若井況發(fā)生變化，應(yīng)及時分析原因，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)調(diào)整電加熱桿生產(chǎn)制度。

3、電加熱桿耗電較大，根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益分析不適用于產(chǎn)量較低井，若單井產(chǎn)液下降較快，已經(jīng)及時將電加熱桿及配套設(shè)備轉(zhuǎn)至新井使用。

4、電加熱桿井不可用碰泵來處理井下問題，以防電加熱桿連接處不密封，造成電加熱桿無法正常使用，甚至漏電。

5、電加熱桿加熱后會伸長1.2m/1000m，安裝前應(yīng)計算理論防沖距，作業(yè)完井后第一次使用時必須注意是否有碰泵現(xiàn)象，若有應(yīng)立即調(diào)整防沖距。

5 結(jié)論

電加熱抽油桿采油工藝是解決高含蠟原油開采的有效措施之一，且地面設(shè)施少、桿柱結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)方面，易于推廣和管理。

該工藝除額外增加較高電費(fèi)，本身不受井底溫度、井下管柱、流體物性和環(huán)境因素的影響，對油井穩(wěn)產(chǎn)有正向作用。

結(jié)合用電峰平谷，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況對電加熱桿進(jìn)行精細(xì)管理，落實(shí)“一井一法”，制定合理運(yùn)行制度和管理標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能降耗的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱貴友.電熱桿加熱工藝在稠油開采中的應(yīng)用[J]. 勘探開發(fā)，2013-4-10