低能井泵車(chē)熱洗清蠟不足問(wèn)題及解決方案

孔紅芳

（大港油田第五采油廠）

在原油開(kāi)采過(guò)程中，原油從地層上升到井口，隨著壓力和溫度不斷降低，“蠟”就會(huì)從原油中析出，形成顆粒并不斷地黏結(jié)在油管和抽油桿壁上，縮小油管內(nèi)的油流通道增加油流阻力，增大抽油桿應(yīng)力，加劇抽油桿的破壞程度，嚴(yán)重時(shí)蠟卡、蠟堵、抽油桿斷脫造成死井。因此，清蠟是在含蠟油井生產(chǎn)管理中十分重要的技術(shù)措施。熱洗清蠟是抽油井日常維護(hù)管理和延長(zhǎng)油井檢泵周期最有效的手段，對(duì)保障油井的正常生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。目前，常用的清蠟熱洗裝置有空心抽油桿熱洗[1]、自能熱洗[2-3]、高溫蒸汽熱洗[4-5]等，但這些熱洗裝置投入成本較高、熱洗時(shí)間長(zhǎng)、燃料消耗量大。大港油田普遍采用地面泵車(chē)以熱水（油）洗井清蠟方式為主。

1 問(wèn)題的提出

泵車(chē)熱洗是泵車(chē)將洗井液（活性熱水或原油）加熱到100 ℃以上，加壓后從井口套管泵入到油管與套管的環(huán)形空間內(nèi)，高溫洗井液再經(jīng)篩管在抽油泵的抽汲作用下進(jìn)入油管，將沉積在油管和抽油桿上的蠟融化，蠟隨洗井液和原油返出地面，達(dá)到清蠟的目的，泵車(chē)熱洗基本原理見(jiàn)圖1。該方法廣泛適用于抽油機(jī)井。大港油田采油五廠有361 口油井實(shí)施泵車(chē)熱洗，年實(shí)施700 余井次。

圖1 泵車(chē)熱洗基本原理

由于油井結(jié)蠟井段一般在井筒的中、上部，常規(guī)泵車(chē)清蠟工藝熱洗時(shí)洗井液需要對(duì)整個(gè)井筒進(jìn)行循環(huán)，需要大量的洗井液、燃料和作業(yè)時(shí)間。由于洗井路徑長(zhǎng)，熱量損失大，當(dāng)洗井液循環(huán)到井筒中、上部結(jié)蠟井段時(shí)，溫度下降，無(wú)法達(dá)到化蠟需求，該洗井工藝會(huì)浪費(fèi)1/3～2/3 的高溫洗井液，熱洗效率較低。低能井由于地層壓力低，熱洗過(guò)程中一部分洗井液漏失進(jìn)入地層，使進(jìn)入井筒中的洗井液排量達(dá)不到要求，造成排蠟不徹底，在熱洗過(guò)程中極易造成蠟卡并發(fā)生躺井事故；漏失嚴(yán)重的油層，洗井液侵入地層造成油層污染和黏土膨脹，會(huì)使水敏地層的滲透率降低，影響油井的產(chǎn)量；出砂井進(jìn)入油層的洗井液沖刷近井地帶，洗井后隨產(chǎn)出液采出，易造成油井砂卡泵、砂埋油層。

2 解決方案

為解決低能井在泵車(chē)熱洗時(shí)洗井液漏失污染油層和清蠟不足造成砂、蠟卡等問(wèn)題，參考油層保護(hù)封隔器[6]、遇水膨脹封隔器[7]原理，借鑒油井不壓井熱洗清蠟裝置[8]和溫控短路熱洗清蠟防漏管柱[9]的成功經(jīng)驗(yàn)，研制了泵上溫控洗井裝置。采用洗井閥與溫控封隔器[10]一體化組合，在泵上位置封住油套環(huán)形空間，減少能量損失，阻斷洗井液與油層連通通道，保護(hù)油層，提高熱洗質(zhì)量。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

泵上溫控洗井裝置見(jiàn)圖2，為洗井閥和溫控封隔器的雙獨(dú)立設(shè)計(jì)，其中溫控封隔器由膨脹機(jī)構(gòu)、傳力機(jī)構(gòu)和解封機(jī)構(gòu)組成。

圖2 泵上溫控洗井裝置

2.2 工作原理及主要參數(shù)

將該裝置連接管柱上，并下入預(yù)定位置（一般在抽油泵以上、結(jié)蠟井段以下位置）。熱洗時(shí)，向油套環(huán)形空間內(nèi)注入高溫洗井液，泵上溫控洗井裝置的感溫體受熱膨脹，推動(dòng)滑套，壓縮膠筒，使膠筒徑向膨脹，座封油套環(huán)形空間。隨著油套環(huán)形空間內(nèi)的壓力升高，彈簧受壓縮，洗井閥打開(kāi)，露出連通油管與套管的閥孔，高溫洗井液從閥孔進(jìn)入油管上部井段循環(huán)清蠟。同時(shí)，膨脹的膠筒阻止了洗井液侵入地層，起到了保護(hù)油層的作用。當(dāng)熱洗完成停泵后，油套環(huán)形空間內(nèi)的壓力下降，被壓縮的彈簧靠回復(fù)力復(fù)位，洗井閥孔關(guān)閉。隨著井筒內(nèi)的洗井液溫度下降，感溫體冷卻后收縮，膠筒依靠彈性恢復(fù)原狀，油套解除，油井恢復(fù)正常生產(chǎn)狀態(tài)。泵上溫控洗井裝置主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 泵上溫控洗井裝置主要參數(shù)

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用情況

泵上溫控洗井裝置在某油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，洗井過(guò)程為：開(kāi)始迅速升溫至95 ℃以上，排量8 m3/h，泵壓升至3 MPa；30 min 左右泵壓下降至2 MPa，油壓升至1 MPa，溫度上升至40 ℃，井口取樣流量增大，溫度升高說(shuō)明泵上溫控洗井裝置已啟動(dòng)，循環(huán)通道打開(kāi)，洗井液進(jìn)入油管并隨油井產(chǎn)出液返出；之后排量調(diào)至10 m3/h，觀察取樣溫度升至63 ℃，說(shuō)明正在熔蠟，用時(shí)約30 min；排量加大到12 m3/h，熔蠟的同時(shí)進(jìn)行排蠟，用時(shí)約50 min；熄火、降溫，停止洗井，用時(shí)約5 min。整個(gè)洗井過(guò)程用時(shí)2 h，平均排量11 m3/h。

該裝置應(yīng)用效果前后對(duì)比見(jiàn)表2，使用泵上溫控洗井裝置進(jìn)行泵車(chē)熱洗，單井單次直接減少洗井用原油10 m3，熱洗時(shí)間縮短40%，洗井周期延長(zhǎng)1/3，產(chǎn)量恢復(fù)期降至0 天，效果顯著。

表2 應(yīng)用效果前后對(duì)比

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

應(yīng)用該裝置單井單次節(jié)約熱洗用油10 t，年洗井次數(shù)由6 次降至4 次，原油單價(jià)按2 500 元，原油操作噸油成本850元計(jì)算，單井熱洗創(chuàng)效6.66萬(wàn)元/a。該裝置制造費(fèi)用6 000元，投入產(chǎn)出比達(dá)1 ∶10。

同時(shí)，該裝置可有效防止洗井液侵入地層，避免油層污染。熱效率提高1/3～1/2，社會(huì)效益顯著。

3.3 推廣性

泵上溫控洗井裝置除適用于常規(guī)抽油機(jī)井外，特別適用于以下油井：

1）螺桿泵井。熱洗時(shí)不再需要用吊車(chē)將轉(zhuǎn)子提出定子工作筒。

2）出砂井。避免了易出砂井洗井液進(jìn)入油層產(chǎn)生的“速敏效應(yīng)”而造成出砂加劇。

3）地層易漏失井。避免洗井液進(jìn)入油層產(chǎn)生的“水敏效應(yīng)”而造成的油層污染。

4 結(jié)論

1）采用洗井閥與溫控封隔器一體化組合，在泵上位置封住油套環(huán)形空間，創(chuàng)新了溫控洗井工藝技術(shù)。

2）由于只清洗結(jié)蠟井段，因此縮短了洗井路徑，節(jié)約了洗井時(shí)間40%，節(jié)約洗井液用量40%，提高了洗井質(zhì)量，節(jié)約了成本。

3）熱洗時(shí)，洗井閥孔在封隔器封隔后打開(kāi)，解封前關(guān)閉，消除了低能井洗井液侵入地層所造成的油層污染問(wèn)題。

4）該裝置適用于抽油機(jī)井、螺桿泵井、地層漏失井、易出砂井，安裝位置不受限，可安裝在油井管柱的任何部位，不影響測(cè)試工作。