黃玉志 楊朝鋒 梁玉茹 薛洪波 馬 彬

(延長石油集團(tuán)研究院，西安 710065)

目前，鄂爾多斯盆地大部分油田存在著含水高，井下管和桿柱結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重，而且一些難動(dòng)用儲(chǔ)量的開采和部分油井因油稠及結(jié)蠟等原因，導(dǎo)致油井生產(chǎn)不正?；蚓诨貕焊呒凹斃щy等諸多問題。要解決這些問題，就要向油井中投加化學(xué)藥劑，以保證油井正常生產(chǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)普遍采用的人工加藥方式存在缺陷：一次性加藥不能連續(xù)發(fā)揮藥效；井口無計(jì)量設(shè)備，無法保證加藥量；井口無摻水稀釋設(shè)施，藥劑掛壁嚴(yán)重，不能全部到達(dá)井底；工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。而電動(dòng)加壓泵加藥利用光桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)栓塞泵連續(xù)小劑量加藥，其優(yōu)點(diǎn)是藥液可以持續(xù)加入油套環(huán)形空間，藥液利用充分；缺點(diǎn)是泵的壽命較短、維修復(fù)雜、費(fèi)用高，而且管桿泵的個(gè)別部件不可能全密閉保護(hù)，易被破壞。針對(duì)上述實(shí)際問題，雖有幾種油井加藥裝置問世，但是都不能滿足低滲透油田精確計(jì)量連續(xù)加藥的需求[1～4]。為此，筆者給出一種井口自動(dòng)加藥計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)、操作流程和現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)數(shù)據(jù)，以期為油井清、防蠟工藝提供新的技術(shù)途徑。

1 自動(dòng)加藥計(jì)量裝置①

1.1 設(shè)計(jì)原理

該裝置主要通過連通器原理實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)藥罐與套管之間的封閉式壓力平衡，藥劑在重力作用下，由調(diào)節(jié)閥控制液體流速，通過標(biāo)定柱實(shí)現(xiàn)藥劑的精確計(jì)量和連續(xù)加藥。

1.2 結(jié)構(gòu)

圖1 油田井口自動(dòng)加藥裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

低滲透油田井口精確計(jì)量連續(xù)加藥裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括多個(gè)閥門、壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)、標(biāo)定柱和電伴熱。套管分為兩路：一路由第一閥門、標(biāo)定柱、第三閥門依次串接入儲(chǔ)藥罐底部；另一路與第五、六閥串接，兩閥間通過管路與儲(chǔ)藥罐上端連接，儲(chǔ)藥罐上端通過第七閥與加藥口連通；套管和第五閥間的管路通過第二閥與標(biāo)定柱和第三閥之間的管路連通；儲(chǔ)藥罐上端設(shè)置有安全閥和壓力表，儲(chǔ)藥罐內(nèi)部設(shè)有電伴熱，電伴熱的開關(guān)設(shè)置在儲(chǔ)藥罐的外殼上；儲(chǔ)藥罐外殼上還設(shè)有液位計(jì)和溫度計(jì)；儲(chǔ)藥罐的底部通過第四閥與排污口連通。

1.3 操作流程

首先手動(dòng)關(guān)閉第一至第五閥，第六閥和第七閥打開，配好的藥劑通過加藥口加到儲(chǔ)藥罐中，之后關(guān)閉第六、七閥，打開第五閥，由于套管15有壓力，幾秒后套管15與儲(chǔ)藥罐16的壓力達(dá)到平衡，再打開第三閥3，藥劑在重力作用下流到標(biāo)定柱14中，標(biāo)定柱14充滿藥劑后，關(guān)閉第三閥3，同時(shí)打開第二閥2，套管15和標(biāo)定柱14又形成壓力平衡，通過控制第一閥1的開度控制流入套管15藥劑量的流速達(dá)到要求；第一閥1的開度調(diào)節(jié)好后，關(guān)閉第二閥2，打開第三閥3，儲(chǔ)藥罐16和套管15再次形成一個(gè)封閉的壓力平衡系統(tǒng)，儲(chǔ)藥罐16的藥劑在重力作用下，通過標(biāo)定柱14的準(zhǔn)確標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量連續(xù)加藥。在使用過程中，當(dāng)外界溫度偏低時(shí)，溫度計(jì)11給出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)電伴熱17的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)藥液的加熱，當(dāng)藥液被加溫至預(yù)定的溫度后，關(guān)閉電伴熱17的開關(guān)停止加熱。如此循環(huán)，使藥液始終保持在良好的環(huán)境下，以利于藥液的順利加注并充分發(fā)揮其藥效，實(shí)現(xiàn)連續(xù)加溫任務(wù)[5～8]。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

將井口自動(dòng)加藥計(jì)量裝置投入實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行試驗(yàn)，具體步驟如下：

a. 在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的單井集輸管線井口上安裝壓力表和溫度計(jì)，記錄加藥前的井口回壓和溫度參數(shù)。

b. 根據(jù)套管環(huán)空表面積和藥膜掛壁厚度(0.3mm)，確定套管掛壁的藥劑量為56kg，根據(jù)套管掛壁藥劑量確定井口初期的加劑量為60kg。

c. 井口安裝加藥裝置，從套管口添加清、防蠟劑，加藥初期加大劑量，完成藥劑在套管上的掛壁?？紤]到藥劑從油井中返出前，首先要在油井油套環(huán)形空間呈一定濃度，并且藥劑在油套環(huán)形空間中下降時(shí)不可避免地要在管壁上形成液膜，第一次加藥時(shí)使用大批量批加方式，每口試驗(yàn)井一次性批加60kg藥劑，這樣可以在油套環(huán)形空間的壁面上形成液膜，隨后每天加藥量控制在1.6～4.3kg。另外，藥劑返出初期，油井采出液中藥劑濃度較高，可在油管和集油管道內(nèi)壁上形成親水的表面活性劑膜，去除管壁上沉積的石蠟。

d. 觀察井口回壓、井口溫度和環(huán)境溫度的變化，并定期記錄管道運(yùn)行參數(shù)。

e. 在清、防蠟劑投加一星期后，更換藥劑為降凝劑，用柴油1∶5加熱稀釋后，經(jīng)加藥漏斗添加至油井套管中，每天加藥量控制在0.68～1.35kg。

f. 繼續(xù)觀察井口回壓的變化，并定期記錄管道運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

為了對(duì)雙E1-15油井集油管線加劑前、后進(jìn)行對(duì)比分析，將所記錄的加藥前油井井口回壓及井口溫度等參數(shù)的變化列于表1。可以看出，隨著冬季環(huán)境溫度的下降，集油管線溫度分布也發(fā)生變化，隨著溫度降低，原油中的蠟逐漸析出并增厚，減小了含水原油的流通面積，增大了集油管線的壓力降，導(dǎo)致井口回壓變大。

表1 加劑前油井的參數(shù)

從2012-11-15開始，從油井套管中添加清、防蠟劑后，加清、防蠟劑后井口回壓變化情況見表2。

表2 加清防蠟劑后油井的參數(shù)

從測(cè)試結(jié)果可以看出，最初油井井口回壓變化不大，原因是由于清、防蠟劑還沒到達(dá)井底與原油充分混合，加藥3d后，井口回壓緩慢下降。自井口加藥后，清、防蠟劑慢慢將井筒與集油管線管壁上的蠟質(zhì)溶解，有效增加了管線的流通面積，降低管線摩阻，從而有效降低了井口回壓。

4 結(jié)束語

井口點(diǎn)滴加藥裝置的成功設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了藥劑的長期、穩(wěn)定連續(xù)投加，可以穩(wěn)定地控制產(chǎn)出液介質(zhì)中的藥劑濃度，實(shí)現(xiàn)最佳的加藥效果。井口自動(dòng)加藥技術(shù)采用自控技術(shù)，解決了阻垢劑和緩蝕劑現(xiàn)場(chǎng)配制難度大的問題，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)藥劑井口定時(shí)、定量、連續(xù)加藥的要求。井口自動(dòng)加藥裝置安裝工藝簡(jiǎn)單，采用不銹鋼加工而成，成本較低，可重復(fù)在不同油井之間安裝，拆卸、安裝、攜帶方便，節(jié)約了設(shè)備材料，可以廣泛地推廣應(yīng)用。