油井熱洗溫度監測儀的應用

習文偉（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

油井采出液中析出的石蠟附著在抽油桿和油管表面，造成抽油桿載荷增加，容易造成桿斷。油管內壁結蠟造成液流通道減小，影響油井產量。熱洗是清除桿管結蠟的最有效和普遍使用的措施，并且熱洗溫度和時間是保證熱洗質量的關鍵參數[1]。

目前生產現場，熱洗溫度主要靠水銀溫度計來讀取，只能反映某一秒的溫度，不能反映整個熱洗過程的溫度情況。熱洗時間也不能完全監控，只能查看中轉站的熱洗臺賬來計算熱洗時間，不能真實反映實際熱洗時間[2]。管理人員檢查時，只能抽查某一個點，無法全過程監控，造成個別溫度控制人員因操作或責任心的問題，不能使熱洗過程中溫度平穩達標，經常有低于標準溫度洗井的現象，甚至不按照熱洗要求時間洗井，提前結束熱洗。不按要求的熱洗溫度和時間都嚴重影響熱洗質量和效果，進而影響油井泵況和產量。為了連續監測溫度和時間，成立了由采油工程、自動化、電工、信息等專業人員組成的攻關小組，通過2年多的反復試驗，成功研制了油井熱洗溫度和時間連續監測儀，已經能夠準確、及時地監測熱洗溫度和時間，效果較好。

1 油井熱洗溫度監測儀

1.1 結構

圖1 是熱洗溫度連續監測儀，由測溫和數據記錄兩部分組成，測量溫度主要通過前端的溫度傳感器來測取溫度，并傳送溫度數據信號。數據記錄部分由類似于優盤的存儲器組成，記錄溫度數據，并編制了配套應用的數據處理軟件，可以在軟件中設定溫度錄取的間隔時間，并能將數據進行分析處理。

圖1 熱洗溫度連續監測儀

1.2 原理

圖2 是油井熱洗時使用溫度監測儀，將監測儀溫度探頭放入原來插溫度計的插孔，定時傳遞溫度數據，實現整個熱洗過程監督。管理人員可以將數據導入計算機，利用配套軟件讀取溫度數據和繪制溫度曲線，掌握熱洗過程的洗井溫度變化情況。通過溫度數據的數量和測取數據的間隔時間，可以計算出熱洗時間。管理人員可以通過監測儀記錄的每口井熱洗的溫度和時間，核實熱洗過程中參數是否達到標準，相當于管理人員時刻監視熱洗溫度和時間，進而督促操作人員嚴格執行熱洗標準。

1.3 主要技術指標

◇溫度范圍0～100 ℃；

◇適用范圍是有水銀溫度計插孔的測溫點；

◇記錄間隔時間1 s～10 min；

◇電池待機時間1～3 個月，可以充電；

◇記錄容量50 000 個數據；

◇USB 接口連接計算機，無需驅動程序。

圖2 溫度監測儀

2 現場試驗情況

2.1 誤差測試

為了核實監測儀測出溫度的誤差范圍，在室內分別用水銀溫度計、數顯溫度計、監測儀分別對空氣、不同溫度的水進行測取溫度，觀察監測儀與普通水銀溫度計和數顯溫度計的測試溫度數值差值情況，進而核實監測儀的實際測取溫度的真實性和誤差范圍，見表1。

表1 不同溫度計測取不同介質溫度數值

通過表1 可以看出，監測儀與水銀溫度計和數顯溫度計的誤差值在1 ℃，誤差范圍1%以內。生產中熱洗溫度是78～85 ℃，監測儀的誤差范圍較小，完全可以滿足實際需要。

2.2 試驗效果

2.2.1 實現連續監測熱洗溫度

油井熱洗的時間一般在4～8 h，設定5 min 錄取一次熱洗水溫度，將數據導入計算機繪制曲線。

通過2年314 口井的試驗，能準確繪制溫度曲線。圖3 是監測201 轉油站連續3 天熱洗時熱洗水出口的溫度，熱洗停止時，加熱爐熄火，熱洗溫度測取點的溫度逐漸下降到熱洗管線的溫度值。當需要熱洗時，加熱爐點火加熱，熱洗溫度達到要求時，導入熱洗工藝流程，熱洗溫度監測點的溫度立即上升。熱洗管理人員可以充分利用這條曲線核實3 天洗井的溫度情況。如圖3 中第三天的溫度曲線顯示，有一段時間溫度低于要求的78 ℃，經現場核實是員工誤操作導致溫度下降，如果三天都去現場檢查，也未必會發現這個問題，而應用監測儀使操作員工能夠感受到監控的壓力，加強責任心，合理控制溫度，遠好于每天進行檢查的效果，極大地提高了工作效率。

圖3 201 轉油站連續3 天熱洗溫度

圖4 是D2-446 井熱洗時，將監測儀放入原來溫度計的插孔測取的回油溫度變化曲線，回油溫度隨著熱洗水地面循環、導入油套環形空間、化蠟、排蠟等不同的階段而變化，最后溫度趨于平穩。熱洗停止，回油溫度逐漸恢復洗井前溫度。回油溫度曲線可以反映熱洗井的效果，若回油溫度穩定后沒有超過60 ℃，并持續1 h 以上，熱洗效果就不好，應該重新熱洗。

圖4 D2-446 井熱洗時回油溫度

2.2.2 掌握熱洗時間達標情況

熱洗時間直接影響熱洗效果，過長浪費能源，過短就不能替出井筒中的蠟，達不到熱洗的質量。實際生產中熱洗工經常因各種原因提前結束熱洗，而管理人員從資料數據無法發現，但是應用監測儀可以計算出洗井時間。如圖3 中第二天溫度達標的數據是從第472 到565 個點，共計93 個數據，每5 min 1 個，共計7.75 h。而實際第二天按照熱洗計劃應該洗2 口井9 h，相當于少洗1.25 h。經核實，熱洗工因有事提前結束第2 口油井熱洗，按制度對其進行考核，并要求重新洗井。

2.2.3 發現熱洗設備問題

通過熱洗溫度曲線，不但能反映操作人員的工作情況，也可以反應熱洗設備的問題。

通過跟蹤中212 轉油站的溫度曲線，發現連續5 天熱洗溫度波動加大，經常出現溫度不達標，低于76 ℃。經現場核實是熱洗爐燃燒器故障，導致燃燒時進氣量忽大忽小，燃燒氣量小溫度降低，修復后溫度正常。高101-49 井熱洗6 min 回油溫度就達到65 ℃，溫度升的太快，經核實是油管掛密封膠皮圈刺漏，導致熱洗熱水從套管進入，通過密封圈刺漏處直接返回回油管線，造成熱洗短路，熱洗水進入環形空間較少，更換后洗井合格。

2.2.4 提高熱洗合格率

連續監測儀實現了熱洗溫度和時間全過程受控，督促了熱洗爐人員控制好溫度，熱洗工按照標準洗井，提高了熱洗管理人員的工作效率，極大地促進了熱洗管理。礦熱洗合格率由81%提高到94%，尤其是熱洗管理差的單位應用監測儀以后，熱洗合格率大幅提高。

2.3 質量評價

通過2年多的反復試驗和完善，監測儀能準確、連續記錄溫度，試驗中發現的問題都已整改，使用了20 個月沒有發現故障，質量穩定可靠。

3 經濟效益評價

監測儀的成本是350 元/個，一個采油隊按照6個計量間、1 個中轉站計算，應投入2450 元，壽命按照2年計算，年投入1225 元。

目前一個采油隊平均油井140 口，2013年油井檢泵率46%。通過應用監測儀提高熱洗效果，清除桿管結蠟，降低結蠟對油井載荷的影響，減少抽油桿斷脫和抽油泵漏失，保守預計降低檢泵率1%，少檢泵作業1.4 口，1 口檢泵井作業費用按50 000 元計算，一年可節省作業費用70 000 元。同時，減少了結蠟對產量的影響。

投入產出比是1∶57，具有良好的經濟效益，具備推廣條件，目前第二油礦已經推廣應用。

4 認識

1）熱洗溫度監測儀實現了熱洗溫度的全過程跟蹤和記錄，并可形成溫度變化曲線。

2）通過監測儀可以掌握熱洗過程的時間，保證熱洗效果。

3）監測儀便于督促員工按標準熱洗，也提高了熱洗管理人員的工作效率和熱洗效果。

4）監測儀低廉的價格、較高的產出比，具備推廣條件。

[1]焦佩祿.電參法確定螺桿泵井熱洗周期[J].油氣田地面工程,2007,26（5）:29.

[2]王鴻勛,張琪.采油工藝原理[M].北京:石油工業出版社,1989.