張 磊

(中國(guó)石化華東油氣分公司泰州采油廠(chǎng)，江蘇 泰州 225300)

SD油田位于QT凹陷的北部斜坡，是一個(gè)被多條斷層復(fù)雜化了的斷塊、斷鼻構(gòu)造。油田于2011年底投入開(kāi)發(fā)，主力油層為戴南組一段。油田含油面積5.53 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量280×104t，原油具有凝固點(diǎn)高、含蠟量高、含膠質(zhì)瀝青質(zhì)高的特點(diǎn)。油井結(jié)蠟造成抽油機(jī)載荷增加、泵效降低、產(chǎn)量下降、生產(chǎn)時(shí)率降低、作業(yè)成本增加等問(wèn)題[1-3]。

通過(guò)幾年的開(kāi)發(fā)實(shí)踐，SD油田形成了以空心桿電加熱、加水溶性清蠟劑、超導(dǎo)自循環(huán)熱洗等相結(jié)合的清防蠟工藝，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了較好的效果，基本滿(mǎn)足了油井生產(chǎn)的需要，結(jié)蠟井作業(yè)井次由2012年的24井次，下降至2014年的13井次，但仍然表現(xiàn)出兩方面的問(wèn)題，一是現(xiàn)有清防蠟工藝運(yùn)行費(fèi)用高；二是隨著油田綜合含水上升，油井結(jié)蠟帶來(lái)了新的問(wèn)題，比如固定凡爾結(jié)蠟影響油井出液、油套環(huán)空內(nèi)結(jié)蠟難以清理等。迫切需要探索低成本的清防蠟工藝。

1 清防蠟工藝現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1 工藝現(xiàn)狀

1.1.1 空心桿電加熱工藝

SD油田應(yīng)用空心桿電加熱工藝15井次，占總井?dāng)?shù)的21%。空心桿電加熱工藝參數(shù)如表1。

表1 空心桿電加熱工藝參數(shù)

1.1.2 水溶性清蠟劑

將清防蠟劑從油套環(huán)空加入油井中，經(jīng)抽油泵吸入油管內(nèi)起到清防蠟的作用[4]。根據(jù)油田套管氣量小，地層壓力系數(shù)小于1的特點(diǎn)，油井普遍采用灌加水溶性清蠟劑的方式進(jìn)行加藥，部分動(dòng)液面高的井采用泵加的方式。優(yōu)選的水溶性清蠟劑的溶蠟速率為0.039 71 g/min。SD油田平均每月清蠟劑用量為2.5 t。

1.1.3 超導(dǎo)自循環(huán)熱洗工藝

超導(dǎo)裝置以抽油泵抽汲形成的泵壓為系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力，以井下液體為循環(huán)介質(zhì)，介質(zhì)由循環(huán)管路被超導(dǎo)加熱器快速加熱后，進(jìn)入油套環(huán)空，使油管和井內(nèi)液體溫度升高，采出液體又被超導(dǎo)加熱器繼續(xù)快速加熱，再進(jìn)入油套環(huán)空，如此往復(fù)循環(huán)，使井筒溫度不斷升高，達(dá)到溶蠟的目的。SD油田平均每月自循環(huán)熱洗8井次。

1.2 存在的問(wèn)題

1.2.1 現(xiàn)有清防蠟工藝運(yùn)行成本高

空心桿電加熱工藝單井日運(yùn)行用電量400～600 kW·h，15口井平均用電量為7 800 kW·h。超導(dǎo)熱洗自循環(huán)熱洗平均每井次費(fèi)用5 000元，SD油田平均每月熱洗8井次。空心桿電加熱和超導(dǎo)自循環(huán)熱洗每月的運(yùn)行費(fèi)用在21萬(wàn)元以上。

1.2.2 清防蠟劑加藥效果不理想

優(yōu)選的清防蠟劑雖然溶蠟速度快，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中受人為因素等影響，加藥效果不理想。同時(shí)，每年蠟卡檢泵井次在13井次以上，維護(hù)費(fèi)用達(dá)80余萬(wàn)元。

1.2.3 結(jié)蠟造成固定凡爾失靈

部分油井地層能量充足，動(dòng)液面高，泵掛淺，隨著生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)，固定凡爾因結(jié)蠟造成失靈的現(xiàn)象增多。當(dāng)出現(xiàn)固定凡爾失靈時(shí)，采用熱洗車(chē)熱水循環(huán)洗井的方法，一是影響油井產(chǎn)量；二是容易造成地層污染；三是洗井不當(dāng)容易造成油套環(huán)空的蠟進(jìn)入油管造成蠟卡。

1.2.4 泵掛以下結(jié)蠟增加作業(yè)成本

作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)油井泵掛以下存在結(jié)蠟，出現(xiàn)通井遇阻甚至卡管柱的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響通井、射孔等作業(yè)。分析認(rèn)為現(xiàn)有的清蠟工藝無(wú)法清除泵掛以下的結(jié)蠟。

2 低成本清防蠟工藝的應(yīng)用

針對(duì)上述問(wèn)題，研制了輕便型油井自洗裝置及智能加藥車(chē)，引進(jìn)了微生物清防蠟劑，總結(jié)了結(jié)蠟躺井油井自救方法，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了良好效果。

2.1 輕便型油井自洗裝置

輕便型油井自洗裝置由機(jī)車(chē)、殼體、加熱管、控制系統(tǒng)、進(jìn)液口、出液口組成，工作時(shí)，液體自進(jìn)液口進(jìn)入加熱管加熱，后由出口壓入油井。壓力是油井自身壓力，經(jīng)循環(huán)，清洗液可反復(fù)使用?？刂葡到y(tǒng)可以采集進(jìn)出口壓力、溫度，通過(guò)設(shè)定壓力、溫度閾值實(shí)現(xiàn)電加熱管的啟停及報(bào)警，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。此裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，效率高，成本低，安全可靠。

電加熱管功率的選擇：

為保證加熱功率，以油井全水計(jì)算加熱功率，如式(1)。

(1)

P為電加熱管功率，kW；K為設(shè)計(jì)系數(shù)，一般取1.2；Cw為水的比熱容，J/(kg·℃)；Q1為油井產(chǎn)液量，t/d；T1為洗井時(shí)產(chǎn)液溫度，℃；T0為正常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)液溫度，℃；η為洗井裝置熱效率，%，一般取80%。

2.2 智能加藥車(chē)

智能加藥車(chē)由機(jī)車(chē)、儲(chǔ)藥罐、加藥泵、控制系統(tǒng)、流量計(jì)組成。通過(guò)控制系統(tǒng)檢測(cè)和控制加藥量，自動(dòng)向特定井加注藥劑。此裝置操作方便，提高了勞動(dòng)效率，減少了藥劑浪費(fèi)以及加藥過(guò)程中對(duì)人員的傷害。

2.3 微生物清防蠟劑

微生物清防蠟劑是由包含梭狀芽孢桿菌、芽孢桿菌、棒狀桿菌等多種好氧及兼性厭氧菌組成的石油烴降解菌混合菌[5]。這些混合菌分離自高含蠟油井采出液，以原油中的蠟質(zhì)成分(C15-C70)為生長(zhǎng)繁殖的唯一碳源。將菌制劑注入油井，混合菌將以原油中的蠟質(zhì)組成為碳源進(jìn)行新陳代謝，使長(zhǎng)鏈烴轉(zhuǎn)化為短鏈烴，并產(chǎn)生脂肪酸、糖脂、類(lèi)脂體等多種生物表面活性劑，并改變金屬或粘土礦物表面的潤(rùn)濕性，從而阻止蠟結(jié)晶的析出、長(zhǎng)大和沉積。微生物清蠟劑技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 微生物清蠟劑技術(shù)參數(shù)

2.4 油井躺井自救技術(shù)

2.4.1 蠟卡躺井的自救

原油從地層流入井底上升至井口的過(guò)程中，溫度逐漸降低，當(dāng)油溫降低至析蠟溫度以下時(shí)，原油中高碳數(shù)蠟逐漸結(jié)晶、析出，如不能及時(shí)清理，則造成蠟卡躺井。蠟卡躺井后采用熱洗的方式進(jìn)行清蠟是常用的方式，但部分油井因蠟的熔點(diǎn)高、無(wú)法建立熱洗循環(huán)等原因，無(wú)法達(dá)到解卡的目的[6]。

熱洗無(wú)法解卡時(shí)，利用抽油桿接箍的刮帶作用可起到機(jī)械清蠟的目的，因抽油機(jī)沖程較抽油桿長(zhǎng)度小，無(wú)法充分利用接箍刮蠟，需借助起重設(shè)備。具體實(shí)施步驟為，首先對(duì)蠟卡井進(jìn)行套管熱洗，無(wú)法解卡時(shí)，利用起重設(shè)備(吊車(chē)或修井車(chē))上下活動(dòng)抽油桿，以輔助建立熱水循環(huán)通道，提高解卡成功率。

2.4.2 結(jié)蠟造成固定凡爾失靈的自救

當(dāng)泵掛位于結(jié)蠟段時(shí)，固定凡爾結(jié)蠟造成失靈。通過(guò)對(duì)比分析，總結(jié)出自救方法：調(diào)整防沖距至上沖程活塞出泵筒，拆除井口單流閥，利用井筒及流程液體在重力作用下對(duì)固定凡爾的沖刷作用，使固定凡爾啟閉動(dòng)作恢復(fù)正常。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 降低了清防蠟運(yùn)行成本

輕便型油井自洗裝置洗井時(shí)平均工作功率為20 kW，以一口井洗10 h、電費(fèi)為0.7元/(kW·h)計(jì)算，洗井費(fèi)用僅為140元，較超導(dǎo)熱洗節(jié)約4 760元，節(jié)約率為97%。以平均每月8井次計(jì)算，SD油田每年可節(jié)約洗井費(fèi)用約46萬(wàn)元。

智能加藥車(chē)的應(yīng)用強(qiáng)化了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加藥的管理，改善了加藥效果，節(jié)約了成本，平均每月可節(jié)約藥劑0.2 t，以16 800元/t計(jì)算，每年可節(jié)約藥劑費(fèi)用約4萬(wàn)元。通過(guò)加藥和電熱桿間送的優(yōu)化組合，單井可節(jié)約費(fèi)用9 000～11 000元/月，SD油田共有空心桿電加熱井15口，年可節(jié)約費(fèi)用約15萬(wàn)元。以S1井為例，優(yōu)化前后費(fèi)用對(duì)比如表3所示。

表3 S1井電熱桿間送費(fèi)用對(duì)比

3.2 降低了結(jié)蠟井次

2015-2017年，SD油田結(jié)蠟遇卡井分別為15井次、12井次和8井次，其中因蠟卡檢泵井次分別10井次、6井次和0井次，自2016年9月運(yùn)用油井蠟卡躺井自救方法以來(lái)，未因蠟卡檢泵，年可節(jié)約檢泵費(fèi)用30余萬(wàn)元，避免產(chǎn)量損失300 t。

2017年出現(xiàn)7次固定凡爾因結(jié)蠟失靈的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整防沖距快速恢復(fù)正常，節(jié)省洗井費(fèi)用3萬(wàn)元，避免產(chǎn)量損失50 t。圖1為S8-12井固定凡爾漏失自救前后的功圖。

圖1 S8-12固定凡爾結(jié)蠟自救前后功圖

3.3 微生物清蠟效果顯著

SD油田優(yōu)選4口井開(kāi)始微生物清蠟劑試驗(yàn)，在使用微生物清蠟劑之前，平均洗井周期為3個(gè)月，加入微生物清蠟劑試驗(yàn)后可維持8個(gè)月以上不熱洗。從示功圖、電流和產(chǎn)量看，微生物防蠟效果好，結(jié)蠟較輕，達(dá)到SD油田清防蠟要求。微生物清蠟劑加藥間隔周期長(zhǎng)，每月2次，較常規(guī)清蠟劑3～5天加

藥周期，可顯著提高勞動(dòng)效率，可在SD油田進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

(1)SD油田低成本清防蠟技術(shù)的應(yīng)用取得了良好效果。輕便型油井自洗裝置和智能加藥車(chē)的應(yīng)用，以及結(jié)蠟躺井油井自救方法的實(shí)施，每年可節(jié)約清防蠟運(yùn)行費(fèi)用95萬(wàn)元，其中節(jié)約自循環(huán)熱洗費(fèi)用46萬(wàn)元，藥劑費(fèi)用4萬(wàn)元，空心桿電加熱費(fèi)用15萬(wàn)元，蠟卡檢泵費(fèi)用30萬(wàn)元。

(2)微生物清蠟劑清防蠟效果好，加藥效率高，減少清防蠟作業(yè)的工作量，有效延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，明顯降低了生產(chǎn)成本。