李小永 和改英（華北油田公司第五采油廠）

雙空心抽油桿在抽噴井上的應(yīng)用

李小永 和改英（華北油田公司第五采油廠）

針對(duì)抽噴井生產(chǎn)中存在的清蠟難題，采取了一系列措施，但是仍存在問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用了雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)加熱技術(shù)，根據(jù)其工作原理，從下入深度、熱載體溫度等方面進(jìn)行了采 油 工 藝 設(shè) 計(jì) 優(yōu) 化 。 現(xiàn) 場(chǎng) 10口 井 應(yīng) 用 后 累 計(jì) 減 少 熱 洗 52 井 次 ， 節(jié) 約 用 電 87×104kWh， 節(jié) 約 清蠟維護(hù)費(fèi)用67.8萬(wàn)元。

抽噴井 雙空心抽油桿 下入深度 清蠟

油田生產(chǎn)中部分自噴井隨著井底壓力降低、含水上升停噴，轉(zhuǎn)抽后由于抽油泵的抽汲作用開(kāi)始連抽帶噴生產(chǎn)。抽噴井受地層能量、井筒溫度和壓力的影響，原油的溶蠟?zāi)芰Υ蟠蠼档?，井筒結(jié)蠟嚴(yán)重。目前常用的清蠟方式主要有定期啟抽清蠟、熱水洗井、熱油洗井3種，而以上清蠟方式存在抽油桿易卡死造成檢泵、洗井水壓井恢復(fù)周期長(zhǎng)、熱油易燃易爆等一系列影響油井生產(chǎn)的問(wèn)題。針對(duì)抽噴井清蠟難題，試驗(yàn)應(yīng)用了雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)加熱采油工藝技術(shù)，摸索出了一套適合抽噴井特點(diǎn)的清蠟工藝模式，在多口井上應(yīng)用，均取得了理想效果。

1 雙空心抽油桿工作原理

同軸式雙空心抽油桿是中國(guó)專利ZL200820106412.3 所 公 開(kāi) 的 一 種 空 心 抽 油 桿[1]。 它具有1個(gè)內(nèi)外相互密封的獨(dú)立通道，利用地面熱交換器把熱載體加熱至設(shè)定溫度，通過(guò)特制四通接頭注入雙空心抽油桿的內(nèi)空心通道，經(jīng)雙空心桿尾端循環(huán)至外空心通道返出至地面，熱載體在外通道流動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)井筒內(nèi)流體的加熱，當(dāng)井筒內(nèi)流體溫度達(dá)到或超過(guò)蠟的熔點(diǎn)時(shí)，蠟溶于油流中不會(huì)析出，從而達(dá)到清防蠟的目的。

2 井內(nèi)管柱優(yōu)化

2.1雙空心桿下入深度確定

根據(jù)油井井筒溫度分布情況及結(jié)蠟點(diǎn)的位置來(lái)確定需要加熱的井段。例如：趙 36-2X井按照趙州橋油 田單井 井底溫 度 85 ℃，溫 度梯度 為 3℃/100m，原油凝固點(diǎn)35 ℃，析蠟點(diǎn)35 ℃計(jì)算，油井在750m開(kāi)始結(jié)蠟，因此雙空心桿下入深度必須大于 750m。

2.2下部抽油桿優(yōu)化

下部抽油桿優(yōu)化設(shè)計(jì)主要考慮兩方面的因素：抽油桿下行時(shí)所受的阻力；校核抽油機(jī)井懸點(diǎn)最大載荷。

式中：

Pmax——抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷，t；

P桿——抽油桿在液體中的質(zhì)量，t；

P液——井筒內(nèi)液體質(zhì)量，t；

Pf——摩擦載荷，t。

式中：

Fr——液柱與抽油桿的摩擦力，kN；

L——抽油桿長(zhǎng)度，m；

μ ——井內(nèi)液體的黏度，mPa·s；

m ——油 管 內(nèi) 徑與抽油 桿 直 徑 比 ， m=dt/dr；

dt——油管內(nèi)徑，m；

dr——抽油桿直徑，m；

Vmax——抽油桿最大下行速度， m/s；

ω——曲柄角度；

s，n ——光桿 沖 程 和 沖 速，m 和 min-1。

3 熱載體溫度優(yōu)化及加熱方式選擇

熱載體溫度優(yōu)化原則：井口出油溫度必須高于原油析蠟點(diǎn)。依據(jù)井口出油溫度優(yōu)化雙空心抽油桿熱載體進(jìn)口溫度、出口溫度和熱載體的循環(huán)溫度。例 如 ： 趙 36-2X 井 原 油 凝 固 點(diǎn) 35 ℃ ， 析 蠟 點(diǎn)35℃，雙空心抽油桿熱載體出口溫度最低為36℃。

常規(guī)熱載體加熱方式主要有兩種：電磁加熱和伴熱水換熱方式。實(shí)際應(yīng)用中在實(shí)現(xiàn)熱載體加熱的同時(shí)，還應(yīng)充分考慮節(jié)能降耗問(wèn)題。設(shè)定熱載體加熱溫度為45℃，采取電磁加熱方式，消耗功率為17.9kW， 按 有 效 輸 出 功 率 70% 計(jì) 算 ， 日 均 耗 電613.7kWh。為降低單井能耗，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)一般采取伴熱水換熱方式，既實(shí)現(xiàn)熱載體加熱，又不額外增加電能消耗。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2011 年 以 來(lái) ， 先 后 在 10 口 抽 噴 井 上 應(yīng) 用 同 軸式 雙 空 心 抽 油 桿 采 油 工 藝 技 術(shù)[2]， 累 計(jì) 增 油 2373t，減 少 熱 洗 52 井 次 ， 節(jié) 約 熱 洗 用 水 1560m3， 節(jié) 約 用電 87×104kWh， 節(jié)約清蠟 維 護(hù) 費(fèi) 用 共 67.8 萬(wàn) 元 。

典型井例：趙76-3井

該 井 為 抽 噴 井 ， 含 蠟 16.05%， 凝 固 點(diǎn) 35 ℃ ，先期采取定期啟抽方式清蠟，清蠟效果差，油井產(chǎn)液 量 下 降 ； 后 期 采 取 每 30 天 定 期 熱 洗 30m3進(jìn) 行 清防 蠟 ， 熱 洗 后 油 井 恢 復(fù) 期 為 3天 。2011年 5月 12日下雙空心抽油桿，根據(jù)該井結(jié)蠟點(diǎn)位置及井底溫度分布情況確定雙空心抽油桿下深為 800m。根據(jù)供液能力、懸點(diǎn)載荷及桿柱應(yīng)力優(yōu)化，桿柱組合為雙空 心 抽 油 桿 42mm×800m，HY 級(jí) 桿 22mm×200 m， 管 柱 組 合 為 管 泵 44mm × 1000m、 篩 管 73 mm×1020m、導(dǎo)錐 73mm×1040m。熱載體進(jìn)口溫度優(yōu)化為43℃，加熱方式為伴熱水換熱。

該井自下雙空心抽油桿后停止熱洗，正常生產(chǎn)至今，從生產(chǎn)曲線可以看出油井日產(chǎn)液量增加（圖1）， 電 流 大 大 降 低 （圖2）， 說(shuō) 明 該 井 負(fù) 荷 明 顯 下降，清防蠟效果明顯。截至目前，該井累計(jì)增油873.4t， 減 少 熱 洗 16 井 次 ， 節(jié) 約 熱 洗 用 水 480m3，節(jié) 約 用 電 29.5× 104kWh， 節(jié) 約 清 蠟 維 護(hù) 費(fèi) 用 22.2萬(wàn)元。

圖1 應(yīng)用雙空心抽油桿前后生產(chǎn)曲線

圖2 應(yīng)用雙空心抽油桿前后電流曲線

5 結(jié)論

雙空心抽油桿內(nèi)循環(huán)加熱采油工藝能有效解決抽噴井的清蠟問(wèn)題，清蠟成本比傳統(tǒng)方式降低一半以上，顯著降低了該類油井開(kāi)發(fā)成本，提高了油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)新了清防蠟生產(chǎn)方式，具有一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

[1]李 國(guó) 棟,劉 樹(shù) 林,王 劍 飛,等.一 種 空 心 抽 油 桿:中 國(guó), ZL200820106412.3[P].2009-07-22.

[2]李 云 峰,宗 超 倫.雙 空 心 抽 油 桿 稠 油 開(kāi) 采 的 技 術(shù) 應(yīng) 用[J].石油石化節(jié)能,2012(7):31-32.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.006.007

2012-08-27）

李小永，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事 油 氣 田 開(kāi) 發(fā) 工 作 ， E-mail： cy5_lixiaoyong@petrochina.com.cn， 地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。