防卡防蠕動熱洗清蠟管柱設計與應用

孫祥顯,崔長國,董順永,李 彬,韓 芳,王龍罡,朱曉虎

(1.中原油田分公司采油五廠,河南濮陽457001;2.青海油田采油一廠,青海芒崖816400; 3.新疆油田公司路梁油田作業區,新疆克拉瑪依834000)

文章編號:1001-3482(2010)01-0081-03

防卡防蠕動熱洗清蠟管柱設計與應用

孫祥顯1,崔長國1,董順永1,李 彬1,韓 芳1,王龍罡2,朱曉虎3

(1.中原油田分公司采油五廠,河南濮陽457001;2.青海油田采油一廠,青海芒崖816400; 3.新疆油田公司路梁油田作業區,新疆克拉瑪依834000)

針對防污染頂封熱洗管柱存在封隔器有效期短、容易造成井卡事故的問題,設計了防卡防蠕動熱洗管柱。介紹了該管柱的結構、工作原理、技術參數、使用范圍和現場應用情況。現場試驗證明,該工藝能夠有效解決管柱蠕動破壞、井卡等問題,具有良好的推廣價值。

井卡;蠕動;熱洗管柱;改進;結構;工作原理;應用

胡慶油田原油含蠟量在18%～35%之間,平均含蠟量23%左右,需采取防蠟措施的油井有220口井,熱洗清蠟是胡慶油田采用的有效工藝,主要有常規熱洗和頂封管柱循環熱洗2種[1]。常規熱洗清蠟有非常明顯的缺陷,即,洗井液在循環過程中進入油層造成油層污染,使油井降產;頂封熱洗管柱主要是下入卡瓦支撐封隔器或無支撐封隔器結合洗井閥循環熱洗[2],卡瓦支撐的封隔器在井下套管技術條件變差后容易出現井卡事故造成大修,每年因此造成的卡井事故有8～10口井,造成很大的經濟損失;無卡瓦封隔器雖然不容易卡井,但由于受生產和措施過程中管柱蠕動伸縮影響,封隔器平均有效期不足200 d,封隔器失效后不能起到保護油層的作用[3-4]。

針對熱洗管柱存在的問題,對管柱進行了設計改進,增加了蠕動補償機構[4]和卡瓦強制解鎖機構。通過現場試驗應用表明,封隔器有效期得到大幅度延長,減少了井卡事故的發生,能夠起到防卡和蠕動補償作用。

1 結構及工作原理

1.1 結構

防卡防蠕動熱洗管柱增加了半脫式活動接頭,洗井時既作為洗井通道,又具有補償功能,從而消除了蠕動影響。

1.1.1 洗井機構

洗井機構主要由洗井封隔器、防砂堵單流閥和半脫式活動接頭組成,洗井機構連接在抽油泵下部,如圖1。

圖1 洗井機構結構

洗井機構隨抽油泵管柱一同下入井內,連接在泵下篩管之上,管柱結構自上而下為提升短節、油管、抽油泵、洗井機構、篩管和絲堵,如圖2。熱洗時半脫式活動接頭打開洗井通道,并在洗井通道以上建立循環。

1.2 工作原理

半脫式活動接頭用于封隔器與抽油泵連接,在封隔器坐封前用銷釘鎖死,下至坐封位置后,旋轉管柱使封隔器卡瓦脹開,下放管柱加壓使封隔器坐封,同時剪斷銷釘打開半脫接頭,坐封后上提管柱使半脫接頭脫開一定距離,這樣在管柱蠕動時起到補償作用,上提后半脫接頭處形成洗井通道,洗井液經此進入油管循環洗井。上提管柱過程中卡瓦解開,以保證下次作業時不出現卡井現象。洗井時,膠筒和卡瓦依靠液壓坐封,膠筒坐封嚴密,卡瓦能形成支撐,洗井后卡瓦又處于解封狀態,解決了卡瓦解封易卡管柱的難題,避免井卡事故發生。解封操作時需下放管柱,內管帶動解封爪解壓活塞下行,釋放鎖緊機構,封隔器液壓活塞下行,封隔器解封。

圖2 井下管柱結構

2 主要技術參數

總長度 5.4 m

最大外徑 ?114 mm

封隔器坐封壓力 60～80 kN

工作溫度 120℃

兩端螺紋 2(3TBG

3 技術特點

a) 洗井時卡瓦液壓坐封,能形成支撐,固定洗井機構,避免由于封隔器上、下壓差過大造成的膠筒損壞。洗井后壓力下降,卡瓦處于解封狀態,能夠解決卡瓦解封時易卡管柱的問題,避免井卡事故發生。

b) 該工藝增加了半脫式活動接頭,洗井時既作為洗井通道,又具有補償功能,從而消除了蠕動影響,有利于延長封隔器有效期。

c) 封隔器需要解封時,采用下放管柱解封方式,操作方便,減少了上提解封造成的管柱損傷。

4 適用范圍

a) 地層能量低、熱洗易造成油層污染、影響產量的油井。

b) 最大井斜<30°。

c) 井筒條件良好,無套管變形,套管內徑≥?121 mm。

5 現場應用

2008～2009年應用該熱洗管柱6井次,油層保護效果良好,6口井累計洗井21井次,洗井后油井產量平均3 h即恢復正常,與措施前相比,累計增加原油產量130 t,平均有效期335 d,比普通 Y211-114型封隔器洗井管柱延長105 d,作業的3口井沒有出現卡管柱現象。

QC11-3井下入?38 mm管式泵,泵深2 093 m,日產液量15 t,日產油量3.8 t,動液面1 820 m。措施前下入Y211-114型封隔器結合洗井閥進行熱洗清蠟,封隔器有效期只有140 d。2008-05下入該洗井管柱1套,深2 145 m,共進行4次熱洗清蠟,洗井當天產量、含水恢復正常,洗井未對油層造成污染,抽油機上下行電流由最高38/36 A下降到26/23 A。該井目前正常生產,截至2009-06,有效期已達到382 d。

6 結論

1) 防卡防蠕動熱洗清蠟管柱應用于抽油機井熱洗清蠟,能有效防止洗井液進入油層,消除洗井過程對油層的傷害。

2) 蠕動補償機構能夠降低管柱蠕動帶來的不利影響,有利于延長封隔器有效期。

3) 防卡機構能夠保證洗井后卡瓦處于解封狀態,防止卡瓦失效后造成的卡鉆事故。

[1] 李宗田.油田采油生產管柱技術手冊[K].北京:中國石化出版社,2009.

[2] 張 軍,韓兵奇,高棟梁.KX341-115型擴張式安全防漏洗井器的研制[J].石油礦場機械,2008,37(11): 87-90.

[3] 向明光,韓中普,趙 華,等.洗井保護器在機采井上的應用效果[J].石油礦場機械,2009,38(2):83-85.

[4] 陳冠良,王 飛,程艷會,等.高效洗井防污染管柱的研究與設計[J].石油機械,2006,34(4):28-29.

Design and Application of Anti-Blocking and Anti-Creeping Heat Wash Wax String

SUN Xiang-xian1,CUI Chang-guo1,DONG Shun-yong1,LI Bin1,HAN Fang1, WANG Long-gang2,ZHU Xiao-hu3
(1.No.5Oil Production Plant,Zhongyuan Oilf ield Company,Puyang457001,China;

2.No.1Oil Production Plant,Qinhai Oilf ield Company,Mangya816400,China; 3.L uliang Oilf ield Work Zone,Xinjiang Oilf ield Company,Karamay834000,China)

Against the problem that anti-pollutive and heat-washover string has packer valid short and easily lead to blocking accidents.The anti-blocking and anti-creeping heat wash wax string was designed.The tool structure,working principle,technical parameters,using scope and the case of field application are mainly introduced.The field test proved that the technology to solve a string creeping destruction,blocking and so on,with good promotional value.

blocking;creeping;heat wash wax string;improvement;structure;working principle; application

1001-3482(2010)01-0086-03

TE934.5

B

2009-07-22

孫祥顯(1971-),男,河南民權人,工程師,現從事采油管理工作,E-mail:zhongyuan9996@163.com。

文章編號:1001-3482(2010)01-0081-03