超低滲油田清防蠟技術(shù)的研究與應(yīng)用

陳鵬 羅丹 高騰飛

延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 延安 716000

1 研究區(qū)油井結(jié)蠟現(xiàn)狀概述

目前油井井筒清蠟方式以熱洗為主，由于油井的地層壓力普遍較低，洗井時(shí)會(huì)有大量洗井液漏入地層，因而對(duì)地層造成污染，降低油井產(chǎn)量；同時(shí)增加了排水期，影響原油生產(chǎn)。油井熱洗一般要配一輛熱洗車，一輛接噴車，施工成本2350元/井，費(fèi)用較高；結(jié)蠟井要定期頻繁的加入清蠟劑，增加了人力和成本。為了解決上述問題，開展油管電加熱清蠟試驗(yàn)并推廣。截止目前，油管電加熱清蠟在各油田已廣泛試驗(yàn)，其中遼河油田實(shí)施近500井、大慶油田實(shí)施400余井、吉林油田實(shí)施200余井、冀東油田實(shí)施180余井。遼河油田2002年開始為了開采熔點(diǎn)90℃的高凝油，最初用空心抽油桿帶電纜進(jìn)行加熱，成本高；之后試驗(yàn)油套回路加熱，在加熱點(diǎn)下放入油套接觸器，油管和套管間用絕緣扶正器，在距井口以下1m左右加上絕緣短接，形成回路加熱；該技術(shù)使用效果良好，逐步擴(kuò)大至常規(guī)油井結(jié)蠟治理[1]。

2 油井井筒清防蠟工藝適應(yīng)性分析

對(duì)比幾種常見油井清防蠟工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，運(yùn)用“四步篩選法”科學(xué)制定加藥及熱洗計(jì)劃，避免技術(shù)升級(jí)實(shí)施補(bǔ)救措施，并嚴(yán)格執(zhí)行“現(xiàn)場實(shí)測電流決定熱洗溫度和時(shí)間＋數(shù)字化載荷變化觀察效果”的熱洗管理理念，實(shí)現(xiàn)源頭控制，進(jìn)一步合理壓縮費(fèi)用。

2.1 油井井筒化學(xué)清防蠟技術(shù)分析

優(yōu)選井實(shí)施“油管電加熱清蠟、水平井隔漏熱洗管柱優(yōu)化、清防蠟劑混合應(yīng)用”3種清蠟工藝，同時(shí)與內(nèi)涂層防蠟油管進(jìn)行效果評(píng)價(jià)與效益比對(duì)，見表1。

表1 熱洗清蠟優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

油管電加熱清蠟技術(shù)原理是結(jié)蠟點(diǎn)以下合適位置加裝油套短接器，井口加絕緣短節(jié)，通直流電使油套管形成回路加熱。該方法操作性強(qiáng)，可根據(jù)載荷變化隨時(shí)通電清蠟。但風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為井下電纜等附件增加，存在損壞落井風(fēng)險(xiǎn)。水平井隔漏熱洗管柱優(yōu)化技術(shù)原理為該封隔器實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)時(shí)不坐封，通過油管憋壓2～3MPa坐封，洗井時(shí)能阻止洗井液進(jìn)入油層，洗完后自動(dòng)解封，不影響正常生產(chǎn)及測試。該方法熱洗效率高，縮短熱洗回路，減少洗井液用量，防止油層污染，技術(shù)參數(shù)為最大外徑114mm，最小內(nèi)徑62mm，最大工作壓差20MPa，最高工作溫度120℃，封隔器坐封壓力2～3MPa。通過管理提升和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)降低單井治理成本的目的，見表2。

表2 油井井筒清防蠟成本預(yù)算

通過利用本方法，一方面單井治理成本下降，用于日常維護(hù)投入費(fèi)用451萬元，較去年下降103萬元，平均單井治理成本由1.46萬元下降至1.19萬元，下降0.27萬元/年[2]。

2.2 油井井筒化學(xué)清防蠟劑混合應(yīng)用

從研究區(qū)中篩選了結(jié)蠟嚴(yán)重的7口油井，進(jìn)行F-1和F-2交替投加藥劑現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)井試驗(yàn)前后基本數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

表3 清防結(jié)合試驗(yàn)井試驗(yàn)前后基本數(shù)據(jù)

由表3得，在交替投加F-1和F-2后，試驗(yàn)井產(chǎn)液量和產(chǎn)油量略有下降，含水略有增高。

由表4得，在交替投加F-1和F-2后，抽油桿上行最大載荷下降了0.5kN，下行最小載荷增加了0.4kN，結(jié)蠟周期延長了18.4天。

綜上所述，經(jīng)過3種藥劑投加試驗(yàn)后得到如表5所示結(jié)果。

表5 種藥劑投加試驗(yàn)后結(jié)果

從降低載荷角度考慮，可選取投加F-1清蠟劑，可適當(dāng)延長結(jié)蠟周期，適用于泵掛較深的油井，防止油井因結(jié)蠟載荷變大造成抽油桿斷脫。從延長結(jié)蠟周期角度考慮，可選取投加F-2防蠟劑。投加F-1和投加F-2與交替投加F-1和F-2，也可適當(dāng)?shù)难娱L結(jié)蠟周期，但是優(yōu)先考慮前2種方法。防蠟劑F-2投加最佳時(shí)機(jī)為油井熱洗后，管壁清潔后，防蠟劑附著后，可阻止蠟晶的沉積，延長油井結(jié)蠟周期。為此，開展油井井筒清防蠟工藝的另一種研究。

3 油管電加熱清蠟技術(shù)原理

油管電加熱時(shí)，在油管、套管和地面電加熱設(shè)備間形成回路。根據(jù)Q=I2RT，油管具有電阻，通過大電流而發(fā)熱。因套管直徑大于油管直徑，一般套管截面積是油管的3倍左右，油管電阻大，大部分功率用在油管發(fā)熱。當(dāng)油管的溫度達(dá)到一定值時(shí)，結(jié)晶在油管壁上的蠟就會(huì)逐漸熔化脫落，隨油井產(chǎn)液排出，從而達(dá)到清蠟?zāi)康摹?/p>

圖1 電加熱清蠟井口電極連接示意

4 油管電加熱清蠟技術(shù)特點(diǎn)

本試驗(yàn)油管電加熱技術(shù)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)：一是用高頻大功率直流電代替之前應(yīng)用的中頻交流電，實(shí)現(xiàn)更安全，更節(jié)能。二是用絕緣井口裝置替換絕緣短接，提高了絕緣穩(wěn)定性和耐久性。

4.1 大功率高頻電加熱設(shè)備

使用試驗(yàn)單位有自主專利的SDHD型電加熱設(shè)備，將井場生產(chǎn)用交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電，最大輸出電流500A，輸出電壓30～150V，符合生產(chǎn)現(xiàn)場安全規(guī)定，轉(zhuǎn)化效率高。

4.2 絕緣井口裝置

井口絕緣裝置主要由外徑330mm，內(nèi)徑140mm的進(jìn)口高密絕緣材料絕緣板、絕緣密封圈、絕緣螺絲墊和及絕緣螺絲套組成。使油管和套管在井口絕緣。密封壓力10MPa以上，下掛重量80t時(shí)仍可確保密封和絕緣正常。

4.3 絕緣扶正器

在井口和油套接觸器之間，每根油管裝一個(gè)絕緣扶正器，防止油套接觸。外徑118mm，內(nèi)徑74mm，可套在73mm油管上。

4.4 油套接觸器

安裝在結(jié)蠟點(diǎn)以下，讓油管和套管形成回路，不影響測液面，試驗(yàn)井一般下深350～700m之間。外徑126.4mm（帶彈簧）、114（彈簧收回），在確保油套管接觸良好的同時(shí)便于起下管柱、防治遇阻。

5 油管電加熱清蠟現(xiàn)場試驗(yàn)及效果分析

5.1 整體實(shí)施情況

針對(duì)該技術(shù)適應(yīng)性，優(yōu)選結(jié)蠟嚴(yán)重、熱洗頻次高或隔采無法加藥、熱洗井進(jìn)行試驗(yàn)，共下入工具8口，實(shí)施電加熱7口10井次；加熱后最大載荷平均下降1.2kN，井組管線未發(fā)生返蠟造成回壓上升現(xiàn)象。

5.2 典型單井分析

H53-2（11.29m3/4.3t/54.7%）6月18日該井因結(jié)蠟嚴(yán)重卡泵上修，起出管柱井口下1-50根油管結(jié)蠟嚴(yán)重，前期2天加入一次清蠟劑，加藥濃度200×10-6，熱洗周期30～45天，6月19日完井時(shí)下入電加熱清蠟裝置。7月30日功圖對(duì)比顯示最大載荷上升，最小載荷下降，井筒輕微結(jié)蠟，作業(yè)區(qū)申請(qǐng)實(shí)施電加熱清蠟。H53-2井8月3日進(jìn)行電加熱清蠟，清蠟時(shí)長6h（12：00—18：00），輸入電壓380V，輸出電壓35V，輸出電流600A，加熱功率21kW，通過清蠟前后數(shù)據(jù)對(duì)比，上行電流下降3.6A，載荷、功圖變化不明顯[3]。

6 結(jié)束語

通過對(duì)比目前油井井筒清防蠟工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出三種清防蠟技術(shù)，電加熱清蠟與常規(guī)熱洗清蠟效果接近，同時(shí)不產(chǎn)生廢水、不結(jié)垢、不污染地層。常規(guī)熱洗2350元/井；電加熱清蠟初期下入油套接觸器、油管絕緣扶正器等附件時(shí)投資平均7000元/井，下入后可長期使用；清蠟時(shí)技術(shù)服務(wù)費(fèi)1500元/井；用電約180kWh，折合電費(fèi)108元/井。同一口井按照熱洗8次計(jì)算，常規(guī)熱洗需1.88萬元；電加熱清蠟費(fèi)用為0.7+0.1608×8=1.9864萬元，當(dāng)一個(gè)檢泵周期內(nèi)一口井熱洗達(dá)到9次或以上時(shí)，電加熱清蠟效益優(yōu)于常規(guī)熱洗清蠟?，F(xiàn)場實(shí)際年熱洗9次及以上的油井?dāng)?shù)量極少，且正在逐步配套防蠟油管，可從根本上停止清蠟、無需加藥。