双空心抽油杆在抽喷井上的应用

李小永 和改英（华北油田公司第五采油厂）

双空心抽油杆在抽喷井上的应用

李小永 和改英（华北油田公司第五采油厂）

针对抽喷井生产中存在的清蜡难题，采取了一系列措施，但是仍存在问题。现场应用了双空心抽油杆内循环加热技术，根据其工作原理，从下入深度、热载体温度等方面进行了采 油 工 艺 设 计 优 化 。 现 场 10口 井 应 用 后 累 计 减 少 热 洗 52 井 次 ， 节 约 用 电 87×104kWh， 节 约 清蜡维护费用67.8万元。

抽喷井 双空心抽油杆 下入深度 清蜡

油田生产中部分自喷井随着井底压力降低、含水上升停喷，转抽后由于抽油泵的抽汲作用开始连抽带喷生产。抽喷井受地层能量、井筒温度和压力的影响，原油的溶蜡能力大大降低，井筒结蜡严重。目前常用的清蜡方式主要有定期启抽清蜡、热水洗井、热油洗井3种，而以上清蜡方式存在抽油杆易卡死造成检泵、洗井水压井恢复周期长、热油易燃易爆等一系列影响油井生产的问题。针对抽喷井清蜡难题，试验应用了双空心抽油杆内循环加热采油工艺技术，摸索出了一套适合抽喷井特点的清蜡工艺模式，在多口井上应用，均取得了理想效果。

1 双空心抽油杆工作原理

同轴式双空心抽油杆是中国专利ZL200820106412.3 所 公 开 的 一 种 空 心 抽 油 杆[1]。 它具有1个内外相互密封的独立通道，利用地面热交换器把热载体加热至设定温度，通过特制四通接头注入双空心抽油杆的内空心通道，经双空心杆尾端循环至外空心通道返出至地面，热载体在外通道流动过程中实现对井筒内流体的加热，当井筒内流体温度达到或超过蜡的熔点时，蜡溶于油流中不会析出，从而达到清防蜡的目的。

2 井内管柱优化

2.1双空心杆下入深度确定

根据油井井筒温度分布情况及结蜡点的位置来确定需要加热的井段。例如：赵 36-2X井按照赵州桥油 田单井 井底温 度 85 ℃，温 度梯度 为 3℃/100m，原油凝固点35 ℃，析蜡点35 ℃计算，油井在750m开始结蜡，因此双空心杆下入深度必须大于 750m。

2.2下部抽油杆优化

下部抽油杆优化设计主要考虑两方面的因素：抽油杆下行时所受的阻力；校核抽油机井悬点最大载荷。

式中：

Pmax——抽油机悬点最大载荷，t；

P杆——抽油杆在液体中的质量，t；

P液——井筒内液体质量，t；

Pf——摩擦载荷，t。

式中：

Fr——液柱与抽油杆的摩擦力，kN；

L——抽油杆长度，m；

μ ——井内液体的黏度，mPa·s；

m ——油 管 内 径与抽油 杆 直 径 比 ， m=dt/dr；

dt——油管内径，m；

dr——抽油杆直径，m；

Vmax——抽油杆最大下行速度， m/s；

ω——曲柄角度；

s，n ——光杆 冲 程 和 冲 速，m 和 min-1。

3 热载体温度优化及加热方式选择

热载体温度优化原则：井口出油温度必须高于原油析蜡点。依据井口出油温度优化双空心抽油杆热载体进口温度、出口温度和热载体的循环温度。例 如 ： 赵 36-2X 井 原 油 凝 固 点 35 ℃ ， 析 蜡 点35℃，双空心抽油杆热载体出口温度最低为36℃。

常规热载体加热方式主要有两种：电磁加热和伴热水换热方式。实际应用中在实现热载体加热的同时，还应充分考虑节能降耗问题。设定热载体加热温度为45℃，采取电磁加热方式，消耗功率为17.9kW， 按 有 效 输 出 功 率 70% 计 算 ， 日 均 耗 电613.7kWh。为降低单井能耗，现场应用时一般采取伴热水换热方式，既实现热载体加热，又不额外增加电能消耗。

4 现场应用

2011 年 以 来 ， 先 后 在 10 口 抽 喷 井 上 应 用 同 轴式 双 空 心 抽 油 杆 采 油 工 艺 技 术[2]， 累 计 增 油 2373t，减 少 热 洗 52 井 次 ， 节 约 热 洗 用 水 1560m3， 节 约 用电 87×104kWh， 节约清蜡 维 护 费 用 共 67.8 万 元 。

典型井例：赵76-3井

该 井 为 抽 喷 井 ， 含 蜡 16.05%， 凝 固 点 35 ℃ ，先期采取定期启抽方式清蜡，清蜡效果差，油井产液 量 下 降 ； 后 期 采 取 每 30 天 定 期 热 洗 30m3进 行 清防 蜡 ， 热 洗 后 油 井 恢 复 期 为 3天 。2011年 5月 12日下双空心抽油杆，根据该井结蜡点位置及井底温度分布情况确定双空心抽油杆下深为 800m。根据供液能力、悬点载荷及杆柱应力优化，杆柱组合为双空 心 抽 油 杆 42mm×800m，HY 级 杆 22mm×200 m， 管 柱 组 合 为 管 泵 44mm × 1000m、 筛 管 73 mm×1020m、导锥 73mm×1040m。热载体进口温度优化为43℃，加热方式为伴热水换热。

该井自下双空心抽油杆后停止热洗，正常生产至今，从生产曲线可以看出油井日产液量增加（图1）， 电 流 大 大 降 低 （图2）， 说 明 该 井 负 荷 明 显 下降，清防蜡效果明显。截至目前，该井累计增油873.4t， 减 少 热 洗 16 井 次 ， 节 约 热 洗 用 水 480m3，节 约 用 电 29.5× 104kWh， 节 约 清 蜡 维 护 费 用 22.2万元。

图1 应用双空心抽油杆前后生产曲线

图2 应用双空心抽油杆前后电流曲线

5 结论

双空心抽油杆内循环加热采油工艺能有效解决抽喷井的清蜡问题，清蜡成本比传统方式降低一半以上，显著降低了该类油井开发成本，提高了油田开发经济效益，创新了清防蜡生产方式，具有一定的应用和推广价值。

[1]李 国 栋,刘 树 林,王 剑 飞,等.一 种 空 心 抽 油 杆:中 国, ZL200820106412.3[P].2009-07-22.

[2]李 云 峰,宗 超 伦.双 空 心 抽 油 杆 稠 油 开 采 的 技 术 应 用[J].石油石化节能,2012(7):31-32.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.006.007

2012-08-27）

李小永，工程师，2007年毕业于大庆石油学院，从事 油 气 田 开 发 工 作 ， E-mail： cy5_lixiaoyong@petrochina.com.cn， 地址：河北省辛集市华北油田第五采油厂，052360。