劉麗娜 （大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

機(jī)采井熱洗清蠟是油井生產(chǎn)管理中最基礎(chǔ)最重要的一項(xiàng)工作，也是降兩率最直接、最有效的一種手段。通過(guò)及時(shí)清理油管、泵筒的結(jié)蠟， 才能保持油流暢通， 保證抽油泵的工作正常。高效的熱洗清蠟，可做到延長(zhǎng)油井熱洗周期，減少年熱洗井次，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、降低檢泵率和延長(zhǎng)檢泵周期的目的。但是隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，設(shè)備老化、油井?dāng)?shù)量增加、管線結(jié)垢等問題突出，油井清防蠟工作越發(fā)困難，導(dǎo)致熱洗效果差，影響油井正常生產(chǎn)[1]。

1 熱洗現(xiàn)狀

油井熱洗是通過(guò)地面設(shè)備對(duì)熱洗液進(jìn)行加溫，然后將熱流體通過(guò)井口套管注入井筒，依靠其溫度，將井筒內(nèi)壁的蠟熔化并被抽油泵抽吸至地面管線，從而達(dá)到熱洗井筒清蠟的目的，所以溫度和壓力是影響熱洗效果的兩個(gè)重要指標(biāo)[2]。

1.1 掛線井較多

隨著老區(qū)油田的不斷開采，油田設(shè)備老化嚴(yán)重，摻水管線頻繁穿孔。目前，某區(qū)塊掛線井有3 000 多口。掛線井冬季熱洗時(shí)存在搶水、熱洗壓力不夠的問題，熱洗壓力低于1.5 MPa 時(shí)，熱洗排量減少，降低了清蠟深度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全井清蠟，且壓力越低清蠟深度越淺。因此，需要摸索掛線井熱洗方法，解決熱洗效果差問題。

1.2 熱洗參數(shù)不達(dá)標(biāo)

熱洗參數(shù)是保證熱洗效果的最關(guān)鍵一環(huán)，溫度不達(dá)標(biāo)降低了熱洗過(guò)程的熔蠟效果，壓力不達(dá)標(biāo)造成熱洗液排量不足，降低了熱洗清蠟深度。因此，溫度、壓力不達(dá)標(biāo)時(shí)均影響熱洗效果。管線穿孔、加熱爐故障、熱洗泵排量不足等問題是導(dǎo)致熱洗參數(shù)達(dá)不到最低標(biāo)準(zhǔn)的主要原因[3]。

轉(zhuǎn)油站熱洗流程多為雙管流程，熱洗水與摻水同管供給，熱洗水量與摻水量總和超出熱洗爐的負(fù)載能力時(shí)，水溫很難達(dá)標(biāo)；熱洗水量與摻水量超出摻水泵負(fù)載能力時(shí)，壓力就不達(dá)標(biāo)。摻水和熱洗水量少時(shí)，熱水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱損失增大，使單井的洗井溫度、壓力就很難達(dá)標(biāo)。因此，調(diào)控?zé)嵯从?jì)量間每口井的摻水量是保證參數(shù)達(dá)標(biāo)，提升熱洗質(zhì)量的關(guān)鍵。

1.3 扶余油層稠油井卡泵率高

扶余油層的原油含蠟量在21.3%～29.9%，含膠量在13.5%～19.21%，凝固點(diǎn)在33～39 ℃，平均地層原油黏度33.5 mPa·s，含蠟量較高、凝固點(diǎn)高的油井在生產(chǎn)中易發(fā)生結(jié)蠟現(xiàn)象。目前常規(guī)熱洗及高壓熱洗存在熱效率低、洗井效果差及壓井等問題，嚴(yán)重影響了油井的正常運(yùn)行，增加作業(yè)維護(hù)費(fèi)用，因此，常規(guī)清蠟方式不能滿足生產(chǎn)需要，研究適合扶余油層的清防蠟方式十分重要。

2 熱洗參數(shù)的確定

利用高壓熱洗車進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)定不同的排量、不同的熱洗溫度、不同的熱洗時(shí)間，跟蹤測(cè)試井的井溫變化，以求得最佳的熱洗參數(shù)。

2.1 不同洗井液排量

熱洗井進(jìn)口溫度80 ℃時(shí)，跟蹤不同洗井液排量對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度的變化，洗井液排量在6 m3/h時(shí)，500～700 m 井深處溫度低于熔蠟點(diǎn)，此段正是結(jié)蠟的重點(diǎn)段，熱洗清蠟無(wú)效；洗井排量在9 m3/h時(shí)，600 m 井深處溫度為38 ℃，其他井段均高于熔蠟點(diǎn)溫度，已經(jīng)接近熔蠟點(diǎn)，根據(jù)熱洗設(shè)備能力及設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際情況定為熱洗排量的標(biāo)準(zhǔn)值[4]。不同洗井液排量對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況見表1。

表1 不同洗井液排量對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況Tab.1 Variation of annulus medium temperature for different well- washing fluid discharges

2.2 不同洗井液溫度

其它條件相同，跟蹤不同洗井液溫度對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度的變化，當(dāng)洗井溫度為60 ℃時(shí)500～800 m 井深處溫度低于熔蠟點(diǎn)，此段正是結(jié)蠟的重點(diǎn)段，熱洗清蠟無(wú)效；當(dāng)洗井溫度為70 ℃時(shí)全井溫度均大于43 ℃，全井溫度均達(dá)到熔蠟點(diǎn)以上，完全可以實(shí)現(xiàn)全井熔蠟?zāi)康腫5]。不同洗井溫度對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況見表2。

表2 不同洗井液溫度對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況Tab.2 Variation of annulus medium temperature for different well- washing fluid temperature℃

2.3 不同熱洗時(shí)間

其它條件相同，跟蹤不同熱洗時(shí)間對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度的變化。井筒溫度隨洗井時(shí)間及深度的延伸，洗井60 min 全井溫度達(dá)到熔蠟點(diǎn)以上，當(dāng)洗井時(shí)間達(dá)到90 min 以后溫度梯度變化不大，保持相對(duì)穩(wěn)定，全井溫度均達(dá)到了熔蠟點(diǎn)以上，為保證熔蠟和排蠟效果，一般采用2 h 熱洗即可，特殊井熱洗時(shí)最好不超過(guò)3 h。不同洗井時(shí)間對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況見表3。

表3 不同洗井時(shí)間對(duì)環(huán)空介質(zhì)溫度變化情況Tab.3 Variation of annulus medium temperature for different well- washing time

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 參數(shù)達(dá)標(biāo)綜合治理

堅(jiān)持以常規(guī)熱洗為主、高壓熱洗為輔的原則，細(xì)抓常規(guī)熱洗，減輕高壓熱洗設(shè)備負(fù)擔(dān)。優(yōu)化常規(guī)熱洗設(shè)備運(yùn)行，預(yù)熱時(shí)段沖洗集油管線，降低回油壓力，溫度、壓力達(dá)標(biāo)水供洗井使用，緩解供需矛盾，利用“熱洗周期表、載荷曲線和連續(xù)示功圖”法優(yōu)化熱洗周期。

3.1.1 編制熱洗周期通用指導(dǎo)表

根據(jù)不同井網(wǎng)、產(chǎn)液、含水率，并兼顧熱洗設(shè)備能力等客觀條件，編制熱洗周期通用指導(dǎo)表，實(shí)現(xiàn)周期制定規(guī)范化。初步確定不同產(chǎn)液、不同井網(wǎng)的熱洗周期。螺桿泵熱洗周期相對(duì)抽油機(jī)井要適當(dāng)縮短，并在熱洗跟蹤過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化。不同產(chǎn)液熱洗周期見表4，不同井網(wǎng)熱洗周期見表5。

表4 不同產(chǎn)液熱洗周期Tab.4 Hot washing cycle for different production fluids

表5 不同井網(wǎng)熱洗周期Tab.5 Hot washing cycle for different well network

聚驅(qū)油樣與水驅(qū)油樣對(duì)比，含蠟量、溶蠟點(diǎn)、析蠟點(diǎn)大致相同。在膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量上聚驅(qū)略高于水驅(qū)。聚驅(qū)油井產(chǎn)液量、含水率等生產(chǎn)數(shù)據(jù)沒有較大差別，結(jié)蠟規(guī)律基本一致。因此，聚驅(qū)油井熱洗周期與水驅(qū)油井制定原則相同；三元油井由于前期水驅(qū)時(shí)間短、含水率高，注三元后結(jié)垢嚴(yán)重，作業(yè)頻率高，因此建議不定期熱洗[6]。

3.1.2 繪制抽油機(jī)井示功圖和懸點(diǎn)載荷連續(xù)曲線

抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷受結(jié)蠟影響，結(jié)蠟越嚴(yán)重，其最大載荷就越大，A 井載荷連接變化曲線見圖1。并根據(jù)載荷曲線及對(duì)應(yīng)的沉沒度曲線，判定熱洗周期的合理性，進(jìn)行熱洗周期優(yōu)化。再分析A 井的示功圖，A 井示功圖見圖2，從圖2 可以看出，在上、下載荷線上出現(xiàn)波狀彎曲，進(jìn)一步驗(yàn)證熱洗周期合理性，最終確定最佳熱洗周期。

圖2 A 井示功圖Fig.2 Well A schematic

抽油機(jī)井與螺桿泵井由于抽汲方式不同，結(jié)蠟特點(diǎn)也不同。螺桿泵更易結(jié)蠟，且熱洗效果較差。因此，在熱洗條件、熱洗參數(shù)、熱洗參照值相同情況下，螺桿泵井熱洗周期較抽油機(jī)井平均縮短30 d，周期平均為70 d 以內(nèi)。

3.1.3 優(yōu)化組合提升熱洗清蠟效率

熱洗用水量保持在35 m3/h 左右，控制在40 m3/h以內(nèi)?？傆盟渴菗剿颗c熱洗水量之和，通過(guò)調(diào)控?fù)剿?，適控?zé)嵯淳當(dāng)?shù)，使用熱洗水量適度，實(shí)現(xiàn)供需平衡。優(yōu)化熱洗周期，進(jìn)行設(shè)備的優(yōu)化組合，利用熱洗方法，提升熱洗效果。

1） 采用一爐一泵帶一個(gè)計(jì)量間的熱洗模式。這種模式易于調(diào)控?fù)剿?，確保用水量充足，熱洗參數(shù)達(dá)標(biāo)。根據(jù)加熱爐能力需求，二合一加熱爐能力在30～40 m3/h，計(jì)算熱洗井?dāng)?shù)。

夏季：按30 井間計(jì)算，則摻水量為9 m3/h；熱洗水量為21 m3/h，滿足2 口井同時(shí)熱洗。

冬季：摻水量為15 m3/h；則熱洗水量為15 m3/h，熱水能力可同時(shí)間段洗1 口井。

轉(zhuǎn)油站設(shè)備、流程可以實(shí)現(xiàn)單泵、單爐對(duì)單間的設(shè)備優(yōu)組模式，滿足摻水、熱洗同時(shí)需求，通過(guò)調(diào)整摻水量、熱洗井?dāng)?shù)等緩解供需矛盾。熱洗參數(shù)達(dá)標(biāo)困難的計(jì)量間，轉(zhuǎn)油站提高運(yùn)行參數(shù)，滿足計(jì)量間的熱洗，實(shí)現(xiàn)按需調(diào)整供熱水的參數(shù)，保證熱洗質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能用水[7]。

2）熱洗時(shí)間疊加法制定熱洗周期。根據(jù)單井熱洗特點(diǎn)，熱洗開始的0.5～1.0 h 用水量較大，隨后熱洗排量大幅度下降?，F(xiàn)場(chǎng)多數(shù)采用2～3 h 熱洗，因此可采取熱洗時(shí)間疊加法制定熱洗周期，在保證熱洗效果的同時(shí)，增加單日熱洗井?dāng)?shù)，疊加法制定熱洗計(jì)劃見表6。

3）采用冬夏熱洗制度。夏季摻水量少，可提高單日熱洗井?dāng)?shù)，冬季正好相反，減輕冬季熱洗負(fù)擔(dān)，確保熱洗質(zhì)量。調(diào)整后，夏季單日熱洗井?dāng)?shù)在7～8 口井，冬季則3～4 口井。

3.2 推進(jìn)提速熱洗，提高熱洗質(zhì)量

當(dāng)洗井液流速較快時(shí)，井液通過(guò)能力強(qiáng)，且在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)恒溫。由于洗井液的高速流動(dòng)，對(duì)油井的管壁沖刷力較強(qiáng)，使蠟來(lái)不及沉積在管壁上，就被帶走，所以大排量熱洗有助于提高熱洗效果。利用抽油機(jī)、螺桿泵井的調(diào)速設(shè)備，在熱洗時(shí)提高沖次或轉(zhuǎn)速，對(duì)于理論排量低、產(chǎn)液量低的油井，有利于改善其熱洗狀況。

對(duì)比119 口井提速熱洗與不提速熱洗效果，抽油機(jī)井含水率恢復(fù)受沖次影響，含水率恢復(fù)時(shí)間縮短了10.3 h。螺桿泵井調(diào)速熱洗與原來(lái)轉(zhuǎn)速比值越大，含水率恢復(fù)時(shí)間越小，不呈現(xiàn)線性關(guān)系，調(diào)速熱洗含水率恢復(fù)時(shí)間可縮短10.8 h。抽油機(jī)井和螺桿泵井熱洗含水率恢復(fù)時(shí)間對(duì)比情況見表7。

3.3 熱洗防蠟新工藝

三次采油井在生產(chǎn)過(guò)程中，由于原油含蠟量高等原因，結(jié)蠟十分嚴(yán)重。尤其在雨季時(shí)無(wú)法進(jìn)行熱洗，造成卡泵、抽油桿及油管斷脫等問題。為維護(hù)正常生產(chǎn)，應(yīng)用了固體防蠟工藝[8]。

防蠟器中的防蠟組分由高分子表面活性劑組成，生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)與采出液接觸，在一定的溫度下，固體藥劑隨著油流的沖洗而溶解，溶解的防蠟組分與原油中的蠟在降溫過(guò)程中產(chǎn)生共晶，改變蠟晶結(jié)構(gòu)，起到防蠟降凝的作用，屬于化學(xué)清防蠟。固體防蠟工藝隨油井下泵時(shí)下井，安裝在抽油泵上部，一般應(yīng)用井下800 m 左右易結(jié)蠟位置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)定量加藥，有效地保護(hù)油層[9]。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)3 口井，開展室內(nèi)油質(zhì)分析。油質(zhì)主要成份為飽和烴、蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，結(jié)蠟原因?yàn)椴沙鲆褐械臑r青、膠質(zhì)和石蠟隨溫度變化產(chǎn)生薄膜吸附和液滴吸附，這一過(guò)程循環(huán)往復(fù)使結(jié)蠟層不斷增厚[10]。根據(jù)油井室內(nèi)配制清防藥劑，考察藥劑的清防蠟效果，防蠟劑的防蠟性能評(píng)價(jià)見表8。

表8 防蠟劑的防蠟性能評(píng)價(jià)Tab.8 Evaluation of the wax prevention properties of wax inhibitors

由表8 可知，防蠟劑能夠保證現(xiàn)場(chǎng)防蠟清蠟需求。

1）井2 和井3 黏油黏壁量降幅均在80%以上，對(duì)原油的滲透、分散、防蠟的效果非常明顯。井1黏油黏壁量降幅在60%以上，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）手振時(shí)水聲明顯、快速，說(shuō)明防蠟劑滲透性極強(qiáng)，對(duì)油樣中成蠟骨架達(dá)到了肢解破壞效果。井1 黏油黏壁量降幅較低，但也達(dá)到了破壞蠟晶成型目的。

3.4 熱洗清蠟效果及效益計(jì)算

3.4.1 應(yīng)用效果

為了達(dá)到合理的熱洗參數(shù)，對(duì)熱洗參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)推廣提速熱洗，提高熱洗質(zhì)量。

累計(jì)應(yīng)用214 口井，蠟影響井由35 口下降到12口，下降23 口；抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷下降到44.78 kN，下降2.99 kN，消耗功率由6.52 kW 增加到6.6 kW，平均節(jié)電率達(dá)到了9.1%，年節(jié)電能力達(dá)到了129.58×104kWh。

以井4 為例，調(diào)整后熱洗回油溫度由50 ℃提高到56 ℃，最大載荷下降9.44 kN，熱洗效果明顯變好，井4 熱洗參數(shù)變化對(duì)比見表9。

表9 井4 熱洗參數(shù)變化對(duì)比Tab.9 Comparison of the changes of hot washing parameters in Well 4

在扶余區(qū)塊應(yīng)用固體防蠟器33 井次，平均單井年少熱洗8 井次， 年節(jié)電能力達(dá)到了8.02×104kWh。

以井5 為例，2020 年5 月6 日作業(yè)下入固體防蠟器，3 個(gè)月后交變載荷略微升高0.93 kN，根據(jù)交變載荷變化和功圖變化，確定熱洗周期由30 d 延長(zhǎng)至90 d，該井全年減少熱洗8 次。井5 交變載荷變化曲線見圖3、井5 功圖變化情況見圖4。

圖3 井5 交變載荷變化曲線Fig.3 Curve of alternating load variation in Well 5

圖4 井5 功圖變化情況Fig.4 Schematic variation situation of Well 5

3.4.2 效益計(jì)算

節(jié)省作業(yè)費(fèi)用：通過(guò)綜合治理，該廠因蠟卡檢泵的井?dāng)?shù)由2013 年的181 井次下降低到2022 年的2井次，累計(jì)減少作業(yè)井179 井次，累計(jì)節(jié)省作業(yè)費(fèi)用895 萬(wàn)元。節(jié)約耗電費(fèi)用：熱洗示范隊(duì)年節(jié)電能力達(dá)到了129.58×104kWh；應(yīng)用固體防蠟器年節(jié)電能力達(dá)到了8.02×104kWh， 節(jié)約耗電費(fèi)用97.15 萬(wàn)元。合計(jì)年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益992.15 萬(wàn)元。

4 結(jié)論

1）熱洗參數(shù)達(dá)標(biāo)是保證熱洗質(zhì)量的前提，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定熱洗井水溫達(dá)到70 ℃、排量為9 m3/h、洗井時(shí)間2 h 可滿足清蠟需求，兼顧了節(jié)能、熱洗效果等多方面的因素。

2）堅(jiān)持以常規(guī)熱洗為主、高壓熱洗為輔的原則，考慮到目前綜合含水率較高，以延長(zhǎng)熱洗周期、減少總的熱洗井?dāng)?shù)為目標(biāo)，利用“熱洗周期表、載荷曲線和連續(xù)示功圖”的方法優(yōu)化熱洗周期，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效熱洗的最重要的保證。

3） 在扶楊油層應(yīng)用固體藥劑，改變蠟晶結(jié)構(gòu)，起到防蠟降凝的作用，延緩結(jié)蠟速度，安裝在易結(jié)蠟位置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)定量加藥，延長(zhǎng)了油井檢泵周期，降低了蠟卡井?dāng)?shù)。