油井清蜡过程中防污染油层洗井管柱的应用

高欣

摘 要：热水洗井操作容易且成本较低，是油田目前通常采用的主要清防蜡手段，但是对结蜡井进行一次热洗清蜡后，大部分油井存在产量下降，恢复周期长（一般都在3～6天之间）的问题。造成这种现象的原因：一是洗井水进入地层，引起近井地带黏土的水化分散及水锁效应，洗井液污染油层，造成油井产量下降甚至不出液的现象发生;二是洗井水机械杂质含量较大，而地层亏空严重使洗井液倒灌油层进入地层造成油层污染。因此，有必要研制能够防污染的井下工具。本文在广泛调研基础上，分析了洗井对油层造成损害的因素，对目前洗井管柱存在的问题进行了分析，设计了高效防污染洗井管柱用以油井防污染洗井，此工具可避免洗井过程中洗井液进入地层，达到洗井后不污染地层，同时可以锚定油井生产管柱，提高油井生产泵效的目的，具有较高的经济效益。

关键词：油井清蜡;油层污染;油层保护;洗井管柱

前言

由于原油高含蜡特性，在油井生产管理过程中也需要通过定期加药和周期热洗才能维持正常生产，洗井加药时由于受泵压和油套環空压力影响，井底压力往往高于地层压力，部分洗井液可以进入油层， 由于入井液和地层流体及与地层岩石敏感矿物发生的不良物理和化学反应，易形成酸敏、水敏、速敏、盐敏等现象，使油层渗透率降低， 油井产能降低。因此，针对油田部分油井结蜡日趋严重，常规热洗洗井液对油层造成伤害的问题，有必要展开攻关，研制油井热洗防油层污染洗井器，从而有效防止洗井液在热洗清蜡过程中对油层的污染。

1高效防污染洗井管柱的设计与应用

1.1设计思路

为研制高效防污染洗井管柱，本研究从剖析洗井阀的结构入手， 设计新结构洗井装置研究解决问题，通过结合机械卡堵水解决洗井管柱的思路， 考虑封隔器工具的密封油套环空的良好机械性能， 以及技术配套等方面， 要想让洗井阀在井下长期可靠工作， 又能达到洗井保护油层的目的， 必须解决两个方面的问题， 即可靠密封油套环空和锚定管柱，由于封隔器卡封注水采油技术已经相当成熟， 锚定装置也是非常成熟的， 因此走封隔器洗井阀的道路是可行的。

为此，采取的设计方案是：采用Y221封隔器+单向水力支撑卡瓦（或Y111封隔器+双向水力锚）配套底部单流阀代替Z332-114洗井阀， 封隔器为单向卡瓦支撑， 上提下放（或旋转下放）座封解封。

1.2高效防污染洗井管柱结构

高效防污染洗井管柱结构主要由液压封隔器、侧向旁通补偿器、过压式固定阀，防砂单流阀等工件组成。封隔器密封油套环空， 杜绝洗井液从油套环空和油管内进入地层;高压滑套解决封隔器坐封及洗井液由油套环空进入油管的主要通道的问题;过压固定阀

是将油管内的压力均匀传递至有杆泵固定凡尔以下， 使封隔器接受坐封压力。防砂单流阀起到防止洗井液中杂质落到单流阀凡尔座上，使管内液体单向流通作用。其技术指标有：

（1）耐温： 130～150℃;

（2）耐压差： ≥20 MPa ;

（3）满足井深： >3000m ;

（4）有效期：≥3年;

（5）产出投入比：≥3。

新型的高效防污染洗井管柱主要是建立在无支撑封隔器式卡封洗井工具的基础上，它优化了无支撑封隔器式卡封洗井工具的整体结构， 使其变得易加工， 管柱构造易简单，其主要工具介绍如下所述：

（1）侧向旁通补偿器结构及工作原理

侧向旁通补偿器主要由下接头密封圈锁紧销钉密封滑套内外中心管等零件组成。其工作原理是：管柱下到位后，管柱正打压时，侧向旁通补偿器依靠密封圈锁紧销钉密封滑套密封该部分管柱，保证液压型封隔器的坐封;在封隔器坐封后，侧向旁通补偿器依靠反打压形成压力差，打掉密封滑套，沟通油套环空，以保证抽油井在正常生产时的热洗井清蜡和测剖等措施。

（2）过压式固定阀结构及工作原理

过压式固定阀主要由下接头、支撑滑套、上接头和顶杆等零件组成，其工作原理是：管柱下到位后，过压式固定阀的凡尔球依靠支撑滑套保证凡尔球落不到凡尔座上去，从而保证该处的液流通道畅通，在油管打压，液压型封隔器的坐封时能够传递上下压力， 使液压型封隔器坐封;封隔器坐封成功以及侧向旁通补偿器滑套打掉后，在执行下抽油杆工序时，当抽油杆下到位后，柱塞撞击过压式固定阀的顶杆，依靠抽油杆柱力量打掉支撑滑套，使凡尔球落到凡尔座上，使得该工件在抽油泵正常工作时起到固定阀的功能。

（3）防砂单流阀结构及工作原理

防砂单流阀主要由下接头凡尔座、隔砂管和沉积伞等零件组成，其工作原理是：在作业或洗井过程中，入井液油管本体抽油杆以及下井工具中不可避免地携带各种杂质，这些杂质随着重力的沉降作用，将堆积在本体和隔砂管组成的杂质沉积腔内，以保证杂质沉积后不再堵塞单流阀凡尔座上，以免造成固定凡尔密封不严。

（4）液压型封隔器结构及工作原理

液压型封隔器主要由上接头、键套胶筒、中心管缸套活塞和锁块等零部件组成。其其工作原理是：封隔器下到设计位置后，向油管内加液压15-18MPa ，稳压5min，使封隔器坐封，泄压后从套管内验封，以确认坐封是否可靠。解封时，先慢慢上提管柱，观察指重表变化，当负荷超过原管柱悬重40-80KN未解封时，将管柏触回到超出原管柱悬重10KN左右，再上提管柱，直到完全解封为止。

2.高效防污染洗井管柱的施工工艺及注意事项

2.1施工步骤

（1）起出原井管柱。

（2）用适当的通井规， 通井至卡点以下50米， 并在卡封位置反复通井2一3遍。

（3）按照施工要求下入卡封管柱。

（4）校深合格后， 按要求验管柱及坐验封合格。

（5）按照施工要求下杆柱。

（6）试抽合格后交井。

2.2施工注意事项

（1）在搬运过程中，应轻搬轻放，有规则排放以防损伤。

（2）根据起出管柱情况决定是否进行井腔处理。

（3）用适当的通井规，通井至卡点以下50米，卡封位置反复通井2-3遍。

（4）下井前确认工具完好无误附件齐全，方可下井。

（5）下钻时平稳操作，下放速度控制在20-25根/小时。

（6）校深合格，卡点避开套管节箍。

3.结束语

在目前的油田开发过程中，大多数井采取的是有杆泵抽油生产，由于管杆长时期在井中同油水接触，容易造成管杆结蜡堵塞油管通道，同时增加管杆的负荷，容易造成管杆断脱或活塞堵塞，针对这一现象，我们一般采取的措施是通过加油基清蜡剂和热水洗井的方式清除蜡，对供液能力强的井，这种方式可能比较有效，但是在实际生产中经常会遇到一些低液面、低液量的油井或结蜡油井，这样的油井在洗井过程中，或多或少会有洗井液进入地层，由于水和油层的物性不一，容易造成油层污染，致使洗井后油井含水数天居高不下，或洗井液根本无法返出地面而直接进入油层，造成地层伤害，大大影响了原油产量。因此，解决周期性热洗井对油层的伤害是一个非常重要的生产问题，一旦地层受到伤害，其恢复的时间是相当长的， 而采用高效洗井防污染管柱洗井则较好地解决了洗井易污染地层和洗后产量恢复慢的生产问题。

参考文献：

[1] 苏德胜，王亿川，等.油井射流热洗防油层污染洗井器的研制与应用[J].石油机械.2014，18（2）：112-116.

[2] 谷开昭，赵增顺，等.新型防砂埋洗井油层保护器[J].石油矿场机械，2013，15（20）：106-108.