杨烨,肖传桃,艾军,何婷婷,陈肯,柳成,肖凯,何斌,叶明
(长江大学地球科学学院,湖北 武汉 430100)
油井热洗是采油管理中的重要环节,油井热洗技术直接影响油井的机采系统效率,是保证油井正常生产的一项重要措施。热洗的目的是清除油井管、杆上结的蜡。油井热洗及时、热洗效果好,就可以降低油井载荷,延长油井检泵周期,达到节能降耗和提高抽油机的机采系统效率的目的。钟市油田不同的沉积环境所生成的原油油质差异很大,具有含蜡量高、黏度高、凝固点高等特点,极大的影响了油井的生产。所以如何科学的热洗,达到了良好的清蜡效果是笔者的主要研究内容。
油井热洗是通过高温流体给油井加热,使井壁的结晶蜡随流体流出,或者降低井筒及井底附近杂质的黏度使之随流体流出,达到减轻油井伤害提高产能的目的[1]。
这一阶段关系到洗井成败,需要控制好清蜡车的温度,如果温度过低,则达不到熔蜡的目的;如果温度过高,则会造成中上部油管内壁蜡块脱落、下沉堵塞油流通道,造成洗井压力异常升高,套管内的部分高含蜡原油被高压挤入地层,堵塞油层近井地带流道,严重时会造成蜡块卡泵。
选择热洗的初始温度需根据各油井蜡块的熔点决定,初始温度以略高于蜡块熔点为宜。钟市油田油井蜡块大致分为3种:一是含水较低的油井蜡块(0%~10%),这些井蜡质较软,熔点大致为70℃,初始温度选75℃左右为最佳;二是含水中等油井蜡块(10%~60%),这些井蜡块因含有垢质而较硬,熔点大致为73~75℃,初始温度为80℃较好;三是高含水的油井蜡块(60%以上),这些井蜡块一般较硬,初始温度选85℃较好[2]。
因洗井液没接触到动液面,清蜡车上的压力显示为0,对洗井排量没有要求,但一旦洗井液接触到动液面则会造成压力迅速升高,如果洗井人员对该井动液面高度没有把握,建议此阶段采用一档低排量(5~8m3/h)。
洗井液接触到动液面,压力逐渐升高,油管内外的流体进入循环阶段。此时洗井压力不得高于洗井前所设定的最高泵压,如泵压继续升高,则暂时不要升高清蜡车温度和排量[3]。
在保持灌液阶段洗井参数不变的情况下应对电机电流进行测试,若电流相对于洗井前涨幅较大或电机声音异常,则需要立即降低清蜡车的温度和排量,缓慢循环。洗井参数调低幅度以清蜡车泵压不再升高为宜,当循环进入稳定阶段后应缓慢升高清蜡车温度。一次升温幅度不超过5℃。
当井口出油温度达到70℃以上且井口有激流排出声音时,说明进入快速熔蜡阶段。此时在保持排量不变的情况下升高清蜡车温度,一次升温幅度不超过5℃。升温后需要对电机电流进行测量并观察压力变化,确定稳定无异常后再进入下一轮调温。
当井口油温达到80℃左右且电机电流和清蜡车压力都比较稳定时,说明进入排蜡阶段[4]。此时应逐步提高清蜡车排量、入井液温度并保持最高值工作值运行。尽可能地将井筒积蜡排出井口,要有充足的洗井液量(1800m泵挂需5.5m3以上液量)。排蜡阶段结束后根据要求,应对井口产量进行核算并取油样化验含水。
渗滤进油层的水容易引起黏土水化膨胀、油层结垢、析盐和乳化堵塞问题,地面脱过气的原油一旦渗漏进油层,也容易造成油层近井地带结焦而堵塞渗流通道。
用地层水洗井时,筛管以下的井筒“口袋”中将残留较高的水柱,这种水柱对中低渗透性油层及产能低的油层将存在较大的影响,洗井后可能会引起减产或不出油,更常见的现象是产出液含水升高,产能恢复期较长[5]。
1)套管壁上的大蜡块快速下沉,遇井底高温呈熔化或半熔化状态,这样井筒“口袋”中的含蜡量就会急剧升高,在洗井压力的作用下,这些高含蜡液体很容易被挤入地层,造成油层近井地带的蜡晶堵塞。
2)从油管外壁传递来的高温优先熔化紧靠油管内壁的蜡层,这些蜡层熔化后会造成油管内的蜡块快速脱落,引起洗井中途卡泵。
3)油管内熔化的蜡不能全部排到地面,洗井后井温降低到析蜡点以下,这样高浓度的蜡会在管壁上产生二次结晶,使热洗达不到预期效果。
由于热洗返出液温度较高,往往造成地面管线受热膨胀,管线胀伸严重时,可能顶歪采油树。此外,又由于热洗时产生较高的流压,可能使腐蚀严重的地面管线发生穿孔[6]。热洗时的高压流体,还可能损坏采油树的大四通密封槽、环空测试的测试孔等井口部件。
热洗产生的高含蜡流体如果不能彻底清排,不但会在井筒内产生二次沉淀,更可能会在地面管线内产生二次沉淀。这是因为地面流程的降温速度往往大于井下,蜡晶更容易析出。常见的问题是洗井后一定时间井口回压升高,分离器不能正常量油等。
若周期过长,会使油井结蜡量过多而增加后期清防蜡的困难;过短,既不经济,还会增加地层伤害的风险。油井结蜡的因素很多,其综合作用表征为油井结蜡的速度、结蜡的部位和结蜡的性质。掌握这些具体油井的结蜡特征,就能确定出合理的热洗周期。制定合理热洗制度的主要思路是:加强作业监督,核实井史,分析示功图,分析电机电流、抽油机负荷、日产流量、井口回压等采油日报数据的变化。低产液井,每天对油井的电流、功图、产量等参数进行分析,以“两升一降法”判定油井是否需要热洗,即以油井近3个月功图载荷、电流为依据,因油井结蜡,示功图显示冲程损失增大0.3m以上,载荷增加15kN以上;电流增加正常值10%的实施热洗,产液量下降正常产液量10%,需进行热洗。一旦发现符合了“两升一降法”的指标马上组织洗井,这样既可有效延长热洗周期,增加油井生产时率,又可避免发生蜡卡躺井。
地层压力低、岩层渗透性差或井下动液面低的井,尽可能不采用洗井清蜡方式;由于水的比热大于原油,洗井时热水洗井的热损耗要小,洗井强度要高,所以洗井时尽可能选用该区块地层水作为洗井介质,如需从外地调用洗井液,也应选用含蜡量少的不含原油或配伍性好的地层水,禁用不加高温防膨剂的清水或泥浆水作为洗井液。
由于每口井的井况不同,如油井产液量、动液面、井站距离和含蜡情况等,热洗时所需排量、压力、温度和热洗时间也不一样,这就需要经试验摸索确定每口井的合理热洗参数[7]。
1)洗井过程要连续,倒车或修车时间尽可能短,升温、升压应该缓慢。
2)加大各个洗井阶段参数变化的观察力度,出现温度、压力、电流、负荷、回压等异常情况要及时处理。
3)洗井过程中尽可能加大排液速度,抽油机不得停抽。
钟市油田油井洗井前后生产数据对比如表1所示。从表1可以看出,钟3斜-20井、钟3斜-19井、钟6斜-7井、钟8斜-24井、钟7斜-13井、钟6斜-22井、钟斜3-18井等用活性水热洗过后,排水期很短,不仅取得了良好的清蜡效果,而且还获得了一定的增油效果。
表1 钟市油田油井洗井前后生产数据对比
1)洗井效果好的井均为低产低液低含水率的井。由于该类井地层渗透率低,油井供液不足,泵效低,洗井液进入地层量少,对地层的污染小,洗井后改善了井筒和泵的工作环境,不仅清洁了井筒,还对生产层位有一定的解盐解堵作用。
2)少部分井洗井效果很差,是由于洗井后洗井液留在口袋里,抑制了地层出液,水平段洗井液不容易排出,导致含水率居高不下。针对这种类型的井,在日常生产过程中要注意总结发现,谨慎洗井,可以采取小排量洗井、焖井等多种清蜡措施相结合的方式,尽量减少入井液用量。
1)有杆泵井用热洗清蜡,虽然方便可靠,但其对产量的影响、能源的耗费和油层的危害等是不可忽视的。
2)从减短排水期来看,油洗或者油水混合洗的效果比单纯用水洗的效果要好的多,水洗时可用添加剂JT1021帮助洗井液的排出。
3)不能把洗井看做是一项单一的工作,它需要前期对油井结蜡周期的研究,了解油井生产状况,分析地层特性等,将多方面因素综合考虑后,才能制定出洗井制度。
[参考文献]
[1]杨世铭.传热学[M] .北京:高等教育出版社, 1999.
[2] 王瑞庭.油井热洗工艺的优化与应用[J].内蒙古石油化工,2010,21:29-30.
[3] 余庆东. 提高抽油机井热洗质量方法研究[J]. 国外油田工程,2004,20(8):151-155.
[4]《蒸汽热力采油手册》编译组.蒸汽热力采油手册[M].北京:石油工业出版社,1999.
[5] 李树群,程春华. 抽油井热洗清防蜡法的改进措施[J]. 油田节能,1995,(3):35-39.
[6] 万仁溥.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社,2000.
[7] 采油技术手册编写组. 采油技术手册[M]. 北京:石油化学工业出版社,1977.