抽油机井按需洗井清蜡方法研究

贺清松（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

萨北开发区抽油机井主要通过热洗泵及地面双管流程对井筒进行洗井清蜡，采用周期洗井制度，因不同开发阶段、不同工况下，抽油机井的结蜡程度及结蜡速度不同[1]，周期洗井存在洗井质量不高或过度洗井问题，在油田数字化趋势大背景下，已然不适应个性化、精细化、效益化的高质量发展形势。因此，利用A11连续功图、集输管线温度、热洗排量等数据，从洗井时机的自动判别及洗井过程质量在线监控方面，研究按需洗井方法，以提高洗井质量和效率，减少过度洗井造成的资源浪费甚至油层伤害问题，实现抽油机井个性化优化洗井。

1 洗井时机优化

1.1 结蜡与运行负荷关系

机采井运行负荷主要包括静载荷、惯性载荷及摩擦载荷等，抽油机井管柱结蜡后，将减小液流通道，增加杆管偏磨概率，加大抽油机井摩擦载荷[2]。

根据上述公式分析，抽油机井结蜡后，在参数不变及沉没度稳定情况下，结蜡将阻碍杆柱上行和下行[3]，即上载荷将呈上升趋势，下载荷呈下降趋势（图1）。若长期不洗井，可能造成杆柱断脱、偏磨或卡泵问题，缩短抽油机井检泵周期。而及时洗井清蜡可以减轻杆柱运行阻力，即控制抽油机井上载荷的上升及下载荷的下降，因此，抽油机井的结蜡程度可以通过载荷的变化情况来判断，上载荷上升幅度越大或下载荷下降幅度越大，结蜡越严重。

图1 2018年a井热洗后载荷及沉没度变化曲线

但运行参数变化时，如上调运行参数，机采井惯性载荷将增加，同时，上调参后沉没度会下降，举升负荷进一步增加，上载荷将大幅上升，可能造成结蜡严重的假象。反之，易造成结蜡轻微假象（图2）。因此，机采井结蜡情况，不能单纯从上载荷及下载荷的绝对值变化情况来判别，还需要考虑机采井参数、沉没度等变化情况。

图2 2018年b井热洗后载荷及沉没度变化曲线

1.2 洗井时机判别方法

根据上述分析，载荷绝对值的变化并不完全代表结蜡程度的变化，其变化可能还由参数及沉没度的变化所引起。因此，只有在消除参数及沉没度变化影响的载荷才能准确判别结蜡情况。通过分析，若参数发生变化，机采井理论功图也会发生相应变化，且变化趋势与实际载荷相同，变化程度相当。因此，采用载荷相对值判别法，即以实际载荷与理论载荷的比值变化幅度来判别结蜡情况，可以消除参数、沉没度变化对结蜡判别的影响，避免载荷绝对值法出现的结蜡误判问题。

结蜡判别过程中，需确定基准功图，并计算基准上载荷相对值(Bujz)和基准下载荷相对值(Bdjz)，然后对每天的实时功图进行载荷相对值计算，并与基准载荷相对值对比，当达到结蜡判别的临界条件时，即达到洗井时机条件，预警洗井[4-5]，具体条件如下：当Bux/Bujz超过115%时（连续3天）时，预警洗井；当Bux/Bujz为100%～115%，且Bdx/Bdjz小于100%时（连续3天）时，预警洗井；当Bux/Bujz为80%～100%，且 Bdx/Bdjz小于95%时（连续3天）时，预警洗井；其中，Bux，Bdx为洗井后第X日进行对比的功图中上载荷相对值及下载荷相对值。

对长期达不到上述洗井预警条件的井，根据产液、含水及泵径设定预警洗井周期上限值，即当预警洗井周期达到上限值时，仍达不到预警条件时，按超时限进行洗井预警，确保洗井清蜡全覆盖。

在对比过程中，基准功图的选取是关键。通常情况下，机采井洗井后，油套环空液面处于恢复过程，期间的功图不能作为基准功图，而应选用洗井后液面恢复稳定后的功图作为基准功图，进而确定Bujz及Bdjz。根据A11连续功图的统计分析，机采井热洗后，功图恢复稳定时间一般需要1～3天。关井后开井，功图恢复稳定时间一般需要5天。因此，基准功图一般选择热洗后3～5天内的稳定功图。c井载荷变化趋势图见图3。

图3 井c载荷变化趋势图

2 洗井过程质量监控

洗井时机确定后，进入洗井过程环节。该环节是监控洗井质量的关键。鉴别洗井质量的关键参数主要有洗井过程中的热洗排量、热洗温度、回油温度等3个参数，以往都是靠人工监督，热洗质量难以保证。利用A11数字化系统实时传回的泵压力数据、集输管汇温度数据以及排量数据，按照替液、化蜡、排蜡、巩固4个阶段进行监控，并设定洗井合格标准，实现热洗质量实时在线监控。如某d井，洗井过程中不同阶段热洗泵排量达到15 m3/h，热洗温度在化、排蜡阶段达到洗井标准（75℃）以上，回油温度达到60℃以上，并在排蜡阶段后巩固了一段时间，判定为洗井合格。

3 应用效果

2018年10月，在某工区85口抽油机井实施按需洗井后，洗井效果统计见表1。抽油机井泵效达到51.3%，较周期洗井后泵效高1.8个百分点，洗井效果有效提高。同时，平均单井洗井周期48天，较原周期洗井方式延长7天，其中53口井周期延长，由40天延长至56天，32口井周期缩短，由42天缩短至35天，实现了单井个性化洗井需求。

表1 2018年10月某工区按需洗井效果统计

从节能降耗情况看，按需洗井后，单井洗井周期由41天延长至48天，单井年洗井次数由8.9次减少至7.6次，单井年减少洗井1.3次，全区年减少洗井111井次，预计多产油466 t，节约洗井耗气6.7×104m3，节约洗井用水6 660 m3，节约热洗泵耗电及脱水处理耗电8.3×104kWh，预计年可创造经济效益193.2万元[6]。

4 结论

1）借助A11数字化系统大数据优势，抽油机井结蜡程度可通过运行负荷变化趋势来判断，采用载荷相对值法判别更加合理，消除了参数及沉没度变化影响，避免了载荷绝对值法存在结蜡误判的问题，创新了洗井时机判别方法。

2）洗井过程质量在线监控是按需洗井的必要手段，实现热洗排量、温度等洗井质量参数的在线监控，有效解决了人工监督不到位的问题。

3）通过按需洗井，保证了机采井及时有效洗井，提高了抽油机井生产泵效，并避免周期洗井制度存在的过度洗井问题，减少洗井频次，从而达到节能降耗目的。