高含蜡井电加热杆生产制度应用研究

姜楠 樊恒丽 陈国星 樊四鹏

摘要：由于电加热抽油杆的独特优点，在高含蜡原油开发中占有重要地位。电加热杆采油工艺适应范围广，既能连续加热、也能间断使用。在开展电加热杆工艺应用的同时，考虑节能降耗，结合现场单井含蜡情况，研究摸索电加热杆准确生产制度，优化电加热杆启停时间，确保生产稳定同时实现成本可控。

主题词：高含蜡;电加热杆;生产制度

1.前言

南翼山油田III、IV、V油层组在原油开采过程中，发现含蜡较高，在井深450m-650m范围内结蜡较严重，容易造成蠟卡、蜡堵，影响油井正常生产。为确保油井生产平稳，提高原油流动性，实现稳产目的，现场应用10井次电加热杆工艺，利用电加热产生的热能，对450m-650m井段进行加热，降低原油粘度、将蜡熔化，从井筒内排出[1]。

2.电加热杆工艺原理

2.1工艺特点

电加热杆工艺具有地面设施简单、使用方便、易于管理的特点。通过地面电控柜操作，可设置加热温度、加热时间，并且实现自停自启。电加热杆不受环境温度和长时间关井的影响，可杜绝因停电、结蜡等原因造成的非正常检泵，实现检泵周期的延长。同时杆柱结构、简单、作业方便、可重复使用。因其能够降低原油粘度、提高原油流动性，所以可明显减少抽油机负荷，提高单井抽油机系统效率。

2.2工作原理

电缆穿过空心抽油杆，并与抽油杆底部的变径接头接触，形成闭合串联回路。交流电以连续送电方式将电能送到电加热抽油杆的终端，当闭合串联电路中通过交变电流时将产生交变磁场，产生感应电动势，即通过集肤效应原理将空心杆体加热，继而通过热传导提高井筒内液体温度，降低液体中原油粘度、熔化蜡质[2]。

3 电加热杆采油工艺设计

3.1 优选油井方法

优选油井时一方面考虑油井液体含蜡情况，一方面则需从油井供液能力出发，计算经济效益，确保科学投入。所以合理的选择油井是该工艺适用与否的根本关键，通过采用经济极限法（式1）可进行科学选井[3]。

Pf+W×D×M≤Q×D×Pr（式1）

式中，Pf为设备一次投入总费用，元;W为设备日耗电量，Kw;D为油井生产天数，d;M为油井用电费用，元/Kw;Q为油井日产油量，t/d;Pr为每吨油价格，元。

3.2 制度调整方法

由于电加热杆加热时能耗较大，长期使用电费较高。且长期使用电加热杆会导致能量溢散，浪费能源。为此必须研究合理的电加热杆生产制度，做到既能熔蜡，又能节电。

3.2.1 电流法

以南翼山III+IV、V油层组机采井为例，抽油机电流以30A为标准。当抽油机电流大于30A，启动电加热杆。启动3h后，电流一般会恢复正常25A，继续加热9h，待井内蜡都排出井筒，停用电加热杆。

3.2.2载荷法

结合抽油机载荷进行启停制度确定，当载荷增加到正常生产过程中载荷值的1.3倍，同时负载率小于80%时，启动电加热杆。启动5h后，载荷一般会恢复至正常生产过程中的载荷值，继续加热7h，待井内蜡都排出井筒，停用电加热杆。

4 现场应用

4.1 实际应用效果

针对南翼山油田10口井进行试验跟踪，以电流法为主、辅以载荷法，结合单井油套压、功图变化，进行电加热杆生产制度摸索。同时考虑用电峰谷平，进行电加热杆工作时间精细化管理，达到用电时间相同费用最小目的。最终确定为启12h、停72h四口井，运行制度为启12h、停96h六口井（见表1）。

表1 南翼山油田10口井电加热杆运行数据

跟踪制度优化后生产情况，仅有一口井因抽油泵拉杆断裂开展检泵维护作业，其余9口井均生产正常，实现单井135天无需热洗井维护，杜绝因蜡影响而造成的检泵作业。

4.2 经济效益评价

以1年作为经济效益评价周期，平均单井增加耗电26.8KW·h/d，1年耗电为9782KW·h，电费以谷价、平价均价0.3元/KW·h计算，1年增加电费2934.6元。

目前南翼山洗井周期为65天，洗井后返排期约为2天。应用电加热杆之后平均单井洗井周期延长一倍，1年洗井次数由6次降低为3次。单井热洗井费用以3500元/次计算，1年可节约洗井费用10500元。同时由于洗井次数降低，洗井返排期减少6天，平均单井日产油2t，按油价3000元/t计算，可创效36000元。综上，在不考虑一次设备投入费用的前提下，单井1年使用电加热杆工艺收益约为4.4万元。

4.3 使用注意事项

1、必须做好电控柜、电加热杆连接电缆、电加热杆接头的绝缘，按照相关标准做好井口、抽油机、电控柜的接地工作。员工在进行井口更换盘根、抽油机启停、电加热杆启停、调整参数等操作前必须验电，杜绝触电风险。

2、定期跟踪单井生产情况，若井况发生变化，应及时分析原因，根据实际生产调整电加热杆生产制度。

3、电加热杆耗电较大，根据经济效益分析不适用于产量较低井，若单井产液下降较快，已经及时将电加热杆及配套设备转至新井使用。

4、电加热杆井不可用碰泵来处理井下问题，以防电加热杆连接处不密封，造成电加热杆无法正常使用，甚至漏电。

5、电加热杆加热后会伸长1.2m/1000m，安装前应计算理论防冲距，作业完井后第一次使用时必须注意是否有碰泵现象，若有应立即调整防冲距。

5 结论

电加热抽油杆采油工艺是解决高含蜡原油开采的有效措施之一，且地面设施少、杆柱结构简单、作业方面，易于推广和管理。

该工艺除额外增加较高电费，本身不受井底温度、井下管柱、流体物性和环境因素的影响，对油井稳产有正向作用。

结合用电峰平谷，根据生产实际情况对电加热杆进行精细管理，落实“一井一法”，制定合理运行制度和管理标准，可以实现安全生产、经济合理、节能降耗的目的。

参考文献：

[1]朱贵友.电热杆加热工艺在稠油开采中的应用[J]. 勘探开发，2013-4-10