賀鳳云，高 越

（東北石油大學, 黑龍江 大慶 163318）

油井井筒結(jié)蠟會附著在抽油桿柱上，加大了其重量。結(jié)蠟又會使井液的流動空間減小，井液的流動阻力增大，阻力會通過活塞轉(zhuǎn)嫁到抽油桿上，使抽油桿的最小工作應(yīng)力變小，最大工作應(yīng)力變大，應(yīng)力幅度加大，加劇抽油桿的疲勞破壞[1,2]。

油管中的蠟的厚度達到一定程度，會使抽油設(shè)備不能正常進行生產(chǎn)，也就是所俗稱的卡井，這樣會減少生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)效率，影響產(chǎn)量。油管上的結(jié)蠟對地層回壓的影響，會減慢井液的采出速度，降低油井產(chǎn)量。

固定凡爾，游動凡爾結(jié)蠟會使其產(chǎn)生縫隙從而關(guān)閉不嚴，從而導致抽油泵出現(xiàn)漏失現(xiàn)象。隨著漏失現(xiàn)象逐漸嚴重，漏失量的逐漸增大，油井的產(chǎn)液量逐漸下降，泵效受到影響，載荷也跟著下降，影響抽油井的正常生產(chǎn)。

通過對結(jié)蠟危害的研究我們可以看出結(jié)蠟直接影響著油田的產(chǎn)能，因此及時清蠟是非常重要的。

1 影響結(jié)蠟的因素

石油中含有一些高熔點而在常溫下為固態(tài)的烴類。它們在油藏中處于溶解狀態(tài)，然而在原油的開采過程中液體的溫度會逐漸下降，而溫度的變化對蠟的結(jié)晶直接的影響。當溫度保持在析蠟點以上時蠟是不會析出的，而溫度低于析蠟點時開始析出蠟結(jié)晶。溫度越低，析出越多。在原油生產(chǎn)過程中，井筒的壓力低于原油的飽和壓力時，溶解在原油中的氣相從原油中脫出。一方面降低了原油中輕質(zhì)組分的含量，使原有溶解蠟的能力降低。另一方面氣體膨脹帶走了一部分熱量，引起原油自身溫度降低更促進結(jié)蠟。在原油的采出過程中原油內(nèi)部各組分的變化對結(jié)蠟也有影響。隨著原油中膠質(zhì)含量的增加，析蠟溫度降低。膠質(zhì)本身是活性物質(zhì)，可以吸附在蠟晶表面，阻止蠟晶長大。但是當膠質(zhì)瀝青質(zhì)存在時，沉積的蠟強度明顯增強，不易被油流沖走，從而促進了結(jié)蠟。原油中含有的機械雜質(zhì)和水的微粒都會成為結(jié)蠟核心加速結(jié)蠟。但隨著含水上升，同樣流量下井下的溫度會上升，析蠟點會上移，結(jié)蠟現(xiàn)象會減輕。根據(jù)一些室內(nèi)實驗結(jié)論可以看出采油管內(nèi)液體的流速對結(jié)蠟也有明顯的影響。隨流速的升高結(jié)蠟量增加，當流速達到臨界速度以后沖刷作用增強，使蠟不易沉積在管壁上，結(jié)蠟量下降。

通過對影響結(jié)蠟因素的分析，我們可以相對應(yīng)的采取措施，控制參數(shù)，找到確定結(jié)蠟厚度，結(jié)蠟時間的方式，從而能確定出清蠟周期，從而及時解決油田生產(chǎn)中卡井的現(xiàn)象。提高才有效率。

2 熱洗周期和時間的確定

在油田生產(chǎn)過程中清蠟的方式有很多種，但是最常用的還是通過熱洗的方式進行清蠟。對于摻水流程的井，我們所說的熱洗清蠟，就是將油井的高溫摻水導入套管內(nèi)與井下原油混合，提高混合液溫度，然后通過泵的抽吸過程，將高溫混合液帶入泵及油管，對其中的蠟及凝油進行溶解并帶出。熱洗清蠟最重要的技術(shù)參數(shù)就是熱洗周期和熱洗所要持續(xù)的時間。

熱洗周期的計算采用文獻[3,4]中的計算公式

石蠟沉積厚度的增長速度：

式中：Cs—單位換算系數(shù)，Cs=35.314 67;

Ch—單位體積換算系數(shù)，Ch=0.826 757 8;

Cd—沉積常數(shù)，Cd= 1 500;

γ—為剪切速度，s-1；

Tc—結(jié)蠟的初始結(jié)晶溫度，℃;

Tt—管壁溫度，℃;

ρs—蠟晶密度，kg/m3;

A—蠟沉積表面積，m2;

Q—井筒流體的質(zhì)量流量，kg/s;

Cp—井筒流體的定壓比熱，kg/(kg·℃) ;

k—井筒流體的熱傳導系數(shù)，kg/(kg·s·℃);

dt—油管直徑，m;

μ—流體的粘度，mPa·s;

Hs—蠟在不流動層中的含量;

ρ0—捕集層中原油密度，kg/m3。

熱洗周期：

式中：t—熱洗周期，s;

h—結(jié)蠟厚度，m。

熱洗時間：

式中：C1—蠟質(zhì)量熱熔，J/(kg·℃) ;

Cr—熱介質(zhì)質(zhì)量熱熔，J/(kg·℃) ;

w—結(jié)蠟量，kg;

D—泵徑，m;

S—光桿沖程，m;

n—沖次，min-1。

3 熱洗結(jié)果分析

對葡73-90 這口抽油機井進行了熱洗操作，下面對熱洗前后的數(shù)據(jù)進行對比分析。

表1 熱洗前后各參數(shù)Table 1 Hot wash before and after each parameter

從表1 中可以看出洗井后各項參數(shù)的變化。由于井筒中的蠟被熱介質(zhì)溶解并帶出井筒，這樣井筒和抽油桿之間的阻力減小，載荷減小，導致電流下降。流體在井筒內(nèi)通過的截面積增大，井筒內(nèi)液體流動阻力減小，排液量較之前上升了，產(chǎn)液量上升，井口回壓上升。產(chǎn)液量上升同時也引起液面下降，套壓下[5]。采油泵經(jīng)過熱洗后固定凡爾、游動凡爾上的蠟被溶解使泵的舉升能力恢復(fù)正常，油壓也因此回升到合理范圍內(nèi)。油井的各項參數(shù)都恢復(fù)到正常工作的狀態(tài)。

4 結(jié) 論

對于熱洗周期的理論計算根據(jù)蠟沉積的特點考慮分子擴散和剪切分散兩種形式，分子擴散與徑向的溫度梯度有關(guān)，而蠟的剪切沉積量主要取決于抽油機的剪切速度。

熱洗時間的主要影響因素有熱介質(zhì)的質(zhì)量熱熔、結(jié)蠟量、泵的排量。在其它變量確定時，隨結(jié)蠟量的增加而增加，如果是排量大的泵會很快將熱介質(zhì)抽出從而減少了熱洗時間。當井筒內(nèi)循環(huán)熱洗液溫度足夠高時，在很短地時間內(nèi)就能完成清蠟工作。

現(xiàn)場熱洗前后抽油機各參數(shù)的比較我們可以看出熱洗在改善抽油機工作狀況的重要性。確定合理的周期和熱洗的時間會更好的保證油田的生產(chǎn)，合理的周期確定可以避免卡井，熱洗時間確定不但提高了工作效率，更節(jié)約了能源。

［1］王穎川.采油工程[M].北京： 石油工業(yè)出版社，2009-02.

［2］張琪,萬仁溥.采油工程方案設(shè)計[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002-09.

［3］陳春德,劉均榮,等. 含蠟原油井筒結(jié)蠟剖面的預(yù)測模型[J].石油大學學報，1999,23(4):

［4］楊世銘,陶文銓.傳熱學[M].北京：高等教育出版社，2006-08.

［5］石克祿.采油井注入井生產(chǎn)問題百例分析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005-12.