防卡防蠕动热洗清蜡管柱设计与应用

孙祥显,崔长国,董顺永,李 彬,韩 芳,王龙罡,朱晓虎

(1.中原油田分公司采油五厂,河南濮阳457001;2.青海油田采油一厂,青海芒崖816400; 3.新疆油田公司路梁油田作业区,新疆克拉玛依834000)

文章编号:1001-3482(2010)01-0081-03

防卡防蠕动热洗清蜡管柱设计与应用

孙祥显1,崔长国1,董顺永1,李 彬1,韩 芳1,王龙罡2,朱晓虎3

(1.中原油田分公司采油五厂,河南濮阳457001;2.青海油田采油一厂,青海芒崖816400; 3.新疆油田公司路梁油田作业区,新疆克拉玛依834000)

针对防污染顶封热洗管柱存在封隔器有效期短、容易造成井卡事故的问题,设计了防卡防蠕动热洗管柱。介绍了该管柱的结构、工作原理、技术参数、使用范围和现场应用情况。现场试验证明,该工艺能够有效解决管柱蠕动破坏、井卡等问题,具有良好的推广价值。

井卡;蠕动;热洗管柱;改进;结构;工作原理;应用

胡庆油田原油含蜡量在18%～35%之间,平均含蜡量23%左右,需采取防蜡措施的油井有220口井,热洗清蜡是胡庆油田采用的有效工艺,主要有常规热洗和顶封管柱循环热洗2种[1]。常规热洗清蜡有非常明显的缺陷,即,洗井液在循环过程中进入油层造成油层污染,使油井降产;顶封热洗管柱主要是下入卡瓦支撑封隔器或无支撑封隔器结合洗井阀循环热洗[2],卡瓦支撑的封隔器在井下套管技术条件变差后容易出现井卡事故造成大修,每年因此造成的卡井事故有8～10口井,造成很大的经济损失;无卡瓦封隔器虽然不容易卡井,但由于受生产和措施过程中管柱蠕动伸缩影响,封隔器平均有效期不足200 d,封隔器失效后不能起到保护油层的作用[3-4]。

针对热洗管柱存在的问题,对管柱进行了设计改进,增加了蠕动补偿机构[4]和卡瓦强制解锁机构。通过现场试验应用表明,封隔器有效期得到大幅度延长,减少了井卡事故的发生,能够起到防卡和蠕动补偿作用。

1 结构及工作原理

1.1 结构

防卡防蠕动热洗管柱增加了半脱式活动接头,洗井时既作为洗井通道,又具有补偿功能,从而消除了蠕动影响。

1.1.1 洗井机构

洗井机构主要由洗井封隔器、防砂堵单流阀和半脱式活动接头组成,洗井机构连接在抽油泵下部,如图1。

图1 洗井机构结构

洗井机构随抽油泵管柱一同下入井内,连接在泵下筛管之上,管柱结构自上而下为提升短节、油管、抽油泵、洗井机构、筛管和丝堵,如图2。热洗时半脱式活动接头打开洗井通道,并在洗井通道以上建立循环。

1.2 工作原理

半脱式活动接头用于封隔器与抽油泵连接,在封隔器坐封前用销钉锁死,下至坐封位置后,旋转管柱使封隔器卡瓦胀开,下放管柱加压使封隔器坐封,同时剪断销钉打开半脱接头,坐封后上提管柱使半脱接头脱开一定距离,这样在管柱蠕动时起到补偿作用,上提后半脱接头处形成洗井通道,洗井液经此进入油管循环洗井。上提管柱过程中卡瓦解开,以保证下次作业时不出现卡井现象。洗井时,胶筒和卡瓦依靠液压坐封,胶筒坐封严密,卡瓦能形成支撑,洗井后卡瓦又处于解封状态,解决了卡瓦解封易卡管柱的难题,避免井卡事故发生。解封操作时需下放管柱,内管带动解封爪解压活塞下行,释放锁紧机构,封隔器液压活塞下行,封隔器解封。

图2 井下管柱结构

2 主要技术参数

总长度 5.4 m

最大外径 «114 mm

封隔器坐封压力 60～80 kN

工作温度 120℃

两端螺纹 2(3TBG

3 技术特点

a) 洗井时卡瓦液压坐封,能形成支撑,固定洗井机构,避免由于封隔器上、下压差过大造成的胶筒损坏。洗井后压力下降,卡瓦处于解封状态,能够解决卡瓦解封时易卡管柱的问题,避免井卡事故发生。

b) 该工艺增加了半脱式活动接头,洗井时既作为洗井通道,又具有补偿功能,从而消除了蠕动影响,有利于延长封隔器有效期。

c) 封隔器需要解封时,采用下放管柱解封方式,操作方便,减少了上提解封造成的管柱损伤。

4 适用范围

a) 地层能量低、热洗易造成油层污染、影响产量的油井。

b) 最大井斜<30°。

c) 井筒条件良好,无套管变形,套管内径≥«121 mm。

5 现场应用

2008～2009年应用该热洗管柱6井次,油层保护效果良好,6口井累计洗井21井次,洗井后油井产量平均3 h即恢复正常,与措施前相比,累计增加原油产量130 t,平均有效期335 d,比普通 Y211-114型封隔器洗井管柱延长105 d,作业的3口井没有出现卡管柱现象。

QC11-3井下入«38 mm管式泵,泵深2 093 m,日产液量15 t,日产油量3.8 t,动液面1 820 m。措施前下入Y211-114型封隔器结合洗井阀进行热洗清蜡,封隔器有效期只有140 d。2008-05下入该洗井管柱1套,深2 145 m,共进行4次热洗清蜡,洗井当天产量、含水恢复正常,洗井未对油层造成污染,抽油机上下行电流由最高38/36 A下降到26/23 A。该井目前正常生产,截至2009-06,有效期已达到382 d。

6 结论

1) 防卡防蠕动热洗清蜡管柱应用于抽油机井热洗清蜡,能有效防止洗井液进入油层,消除洗井过程对油层的伤害。

2) 蠕动补偿机构能够降低管柱蠕动带来的不利影响,有利于延长封隔器有效期。

3) 防卡机构能够保证洗井后卡瓦处于解封状态,防止卡瓦失效后造成的卡钻事故。

[1] 李宗田.油田采油生产管柱技术手册[K].北京:中国石化出版社,2009.

[2] 张 军,韩兵奇,高栋梁.KX341-115型扩张式安全防漏洗井器的研制[J].石油矿场机械,2008,37(11): 87-90.

[3] 向明光,韩中普,赵 华,等.洗井保护器在机采井上的应用效果[J].石油矿场机械,2009,38(2):83-85.

[4] 陈冠良,王 飞,程艳会,等.高效洗井防污染管柱的研究与设计[J].石油机械,2006,34(4):28-29.

Design and Application of Anti-Blocking and Anti-Creeping Heat Wash Wax String

SUN Xiang-xian1,CUI Chang-guo1,DONG Shun-yong1,LI Bin1,HAN Fang1, WANG Long-gang2,ZHU Xiao-hu3
(1.No.5Oil Production Plant,Zhongyuan Oilf ield Company,Puyang457001,China;

2.No.1Oil Production Plant,Qinhai Oilf ield Company,Mangya816400,China; 3.L uliang Oilf ield Work Zone,Xinjiang Oilf ield Company,Karamay834000,China)

Against the problem that anti-pollutive and heat-washover string has packer valid short and easily lead to blocking accidents.The anti-blocking and anti-creeping heat wash wax string was designed.The tool structure,working principle,technical parameters,using scope and the case of field application are mainly introduced.The field test proved that the technology to solve a string creeping destruction,blocking and so on,with good promotional value.

blocking;creeping;heat wash wax string;improvement;structure;working principle; application

1001-3482(2010)01-0086-03

TE934.5

B

2009-07-22

孙祥显(1971-),男,河南民权人,工程师,现从事采油管理工作,E-mail:zhongyuan9996@163.com。

文章编号:1001-3482(2010)01-0081-03