XAB區塊油井延長檢泵周期技術探討

楊凱瀾，張 揚，李龍龍，曹純潔，胡文超，賈寶全，何梅朋，劉 喆，楊興海，李 萍，盧美娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西定邊 718606）

XAB區塊油井延長檢泵周期技術探討

楊凱瀾，張 揚，李龍龍，曹純潔，胡文超，賈寶全，何梅朋，劉 喆，楊興海，李 萍，盧美娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西定邊 718606）

XAB區塊油井井筒偏磨、水平井結蠟、定向井結垢等問題較為嚴重，使得油井檢泵周期較短，維護性作業頻次高。論文主要從解決井筒主要矛盾的問題入手，針對配套新工藝使用效果進行分析，為后期該區塊井筒治理、延長油井免修期提供理論依據。

XAB區塊；井筒治理；延長免修期

XAB區塊位于定邊縣黃灣-武峁子鄉，是XY作業區主力區塊，主要開發層位長72。目前開井油井數513口，單井日產油1.26 t，檢泵周期546 d。隨著開發時間的延長，井筒問題也日益增多。2016年XAB區塊井筒故障共檢泵588井次，具體上修原因如下。

造成管破以及桿斷頻次較高的原因以油管桿之間摩擦造成偏磨以及結蠟、結垢等井筒問題為主[1-3]，本文結合針對作業區XAB區油井結蠟、結垢、偏磨等主要矛盾的治理，對部分頻繁上修井配套新工藝技術，通過后期效果對比分析得出結論，對后期降低該區修井頻次提供理論依據。

1 結蠟井治理

1.1 XAB區結蠟現狀

XAB區塊結蠟井主要以水平井居多，開井數207口中結蠟嚴重井84口，占總井數的40.4%。

（1）管線內結蠟受溫度影響顯著，冬季管道溫度較低，原油黏度增大，結蠟現象嚴重，造成蠟卡井次較夏季增加50%～60%。

（2）結蠟導致卡井發生較快，提前發現預防難度較大。通過日常數字化功圖觀察，平均1 h～2 h內油井載荷迅速上升，發現時井內油桿已被蠟卡死，抽油機活動無效。

（3）油井結蠟與產量成正相關，水平井液量較大，油管內蠟析出量高，結蠟現象較周圍定向井嚴重。

1.2 結蠟機理與危害

由于原油中含有石蠟，在井筒內流動時受剪切彌散作用會向管壁周圍沉積，原油在上升過程中隨著溫度的下降，蠟晶在油管表面析出并聚集。XAB區塊油井通常在井口下400 m左右以及地面井口至匯管處結蠟現象最為嚴重。

結蠟危害主要有以下幾方面：（1）減小管道流通面積，增加原油流動阻力 ，降低油井產量；（2）結蠟后蠟塊與油桿摩擦阻力增強，下行時結蠟處油桿易彎曲，從而發生偏磨，同時增加抽油桿卡死、脫扣發生的可能性；（3）冬季油井吐蠟至井口處蠟塊堵死，造成井口高回壓致使油管憋破以及抽油桿斷脫。

1.3 結蠟井治理措施

1.3.1 添加清蠟劑 目前作業區投加QL-30以及HQL-02兩種型號清蠟劑，投加清蠟劑濃度為130 mg/L～150 mg/L，加藥方式為套管口投加，后用水沖至井底。投加清蠟劑只能相對延長油井結蠟周期，對結蠟較為嚴重井清防蠟效果較差，主要原因有如下幾方面[4-10]：

（1）前期針對XAB區塊蠟樣溶解速率實驗中，兩種型號清蠟劑溶解速率低，溶解效果較差。

（2）XAB區塊氣油比大，且多數油井沉沒度低，導致清蠟劑無法有效地從油套環空投加至井底。

在化學清防蠟手段上后期應結合其他新工藝措施以及實驗新型清防蠟劑使用效果，同時適當增大加藥濃度以及用水量保證加藥工作的有效性。

1.3.2 加強油井熱洗 目前XAB區塊熱洗以蒸汽熱洗、常規熱洗以及超導熱洗這三種方式為主，其中超導熱洗效果較好，蒸汽熱洗效果較差。

（1）蒸汽熱洗成本低，但熱洗時間較短，熱洗深度較淺，以XAB-44井為例，熱洗完成后起出油桿井口下1～16根油桿基本無結蠟，17～42根油桿不同程度結蠟，有效深度不足200 m，熱洗效果較差。目前針對結蠟嚴重井解卡采用修井車強抽+鍋爐車蒸汽加溫排蠟方式，排蠟較為徹底。

（2）針對XAB區結蠟井開展超導熱洗，熱洗成本較低，僅需派罐車排蠟，以鄰井產出液熱洗本井，熱洗時間長，加熱效果較好，有效深度較深。以XAB-110超導熱洗為例通過加熱鄰井XAB-115，產出液熱洗該井，熱洗后起出油桿1～70根基本無結蠟，熱洗效果較好。但超導熱洗存在部分局限性，首先用鄰井產液熱洗本井需同井場兩口井以上，且對鄰井產液量較高；其次若用本井液循環洗井又無法有效排蠟。

（3）加裝控熱洗短路裝置常規熱洗，針對水平井地層虧空，洗井吸水量大，常規熱洗無法建立洗井循環的情況，對XAB區47口水平井下入溫控熱洗短路裝置。其主要工作原理為熱洗時內部熱敏原件膨脹擠壓膠筒使其膨脹，座封住油套環形空間，當套壓高于1 MPa時進液孔打開，連通油套環形空間，建立循環；熱洗完成后溫度下降膠筒自動收縮，進液孔關閉，完成熱洗。

目前存在的問題主要有兩方面，一是該裝置膠筒壽命較低，經實驗其安全使用次數為8次，且套管內壁若有贓物也會影響其座封效果；二是其管柱內徑為62 mm，在XAB-14下入該裝置前，地面實驗原井油桿扶正器外徑較大導致油桿無法通過，因此在下入前應對該裝置仔細檢查核實。

1.3.3 井口電磁防蠟器 目前針對XAB區塊結蠟嚴重高液量水平井已加裝2口井組式、5口單井式電磁防蠟裝置，其防蠟機理是將交流電轉換為直流電后轉化為電磁場，同時作用于井筒以及地面管線，在磁場作用下抑制了蠟晶的析出與在油管表面的聚集能力，同時降低原油黏度，增強其流動性。

通過對比7口井安裝前后掃線頻次可以看出XAB-35-34，XAB-33-32，XAB-32-29，3 口井效果較好，頻次下降。目前7口井平均結蠟周期由57 d上升到76 d，整體效果較好，但因各井實際情況不同，防蠟效果有差異性。

2 結垢井治理

隨著XAB區塊注水開發時間延長，以及各類油井措施的影響，導致該區塊油井結垢現象日益嚴重，2016年XAB區塊因各類原因檢泵，結垢嚴重井占186口，結垢嚴重井比例達到35%，平均油管內壁結垢厚度為2 mm～4 mm。

2.1 結垢機理

注入水進入地層后，形成混合液中Ca2+、Mg2+、HCO3-易形成CaCO3和MgCO3等沉淀物，當原油采出水在高溫高壓地層中向井筒流動時，壓力下降，部分CO2溢出，水中HCO3-轉化為CO32-與Ca2+、Ba2+生成碳酸鹽沉積而造成油井結垢。

2.2 結垢危害

（1）由于眼管處通常外包銅制濾網，結垢嚴重會導致眼管被垢堵死從而導致油井高沉沒度但功圖嚴重供液不足等現象的發生。

（2）固定凡爾球座處結垢影響球與球座之間密封性，導致固定凡爾失靈，造成油井漏失。

（3）結垢在泵筒內沉積從而導致活塞卡死在泵筒內，同時伴隨著泵筒、活塞被垢渣拉傷，卡泵至油桿斷脫等現象的發生。

（4）油管內結垢不僅減小了原油在管道內流通面積，增加生產壓力，造成油井減產，同時會對油管桿產生腐蝕，加劇了桿斷，油管腐蝕穿孔等現象的發生。

2.3 結垢井治理措施

針對XAB區塊井筒油管桿結垢嚴重的問題，若不能有效處理油管桿壁處所附著的垢片，不僅會加劇油管桿的腐蝕，同時完井時往往會造成垢片因下完井油桿時摩擦油管內壁落入泵筒導致二次卡泵的發生。對此采取地面人工清垢以及井下化學藥劑防垢的兩種辦法。

2.3.1 地面清垢 目前地面清垢以鋼絲刷機械旋轉除垢為主，能有效去除管壁附著的垢片，但除垢后部分細小垢渣仍殘留在油管內，清垢效果較差，完井時更易落入泵筒造成卡泵的發生，因此除垢后需鍋爐車配合刷洗油管內壁，避免完井時卡泵。

2.3.2 添加阻垢劑 目前XAB區塊單井配加ZG-558型號阻垢劑，加藥濃度60 mg/L，其中多聚磷酸鹽能與水中的成垢離子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的產生，從而延緩油井的結垢速率。

針對XAB區塊2016年1～4月檢泵結垢嚴重56口油井，在地面機械除垢完井后，將加藥濃度適當升高，防垢效果有待進一步觀察。

2.3.3 加裝阻垢器 針對油套環空投加阻垢劑效率低的問題，在XAB區塊選擇X276-027、X228-39、XAB-31-29三口結垢嚴重井，下入北京恩曼的短節式井下防垢器，其防垢機理主要為內部九種金屬組成的特殊合金材料，在接觸流體后使流體產生極化效應，改變流體的物理性質，減少蠟、垢以及腐蝕現象的發生。

以X276-027井為例，該井于2015年12月22日檢泵下入該工具，2016年5月17日檢泵時起出核實泵上油管桿僅輕微結垢，其清防垢效果較好，剩余兩口井目前尚未檢泵，效果有待進一步觀察。

3 偏磨井治理

2016年XAB區塊油井因偏磨管破造成的檢泵已占總檢泵頻次的40%以上，統計起出原井油管桿偏磨情況，其中偏磨嚴重井已占總井數51%。因此為了降低修井頻次，延長該區塊油井免修期，針對XAB區塊油井防偏磨的治理尤為重要，目前主要有以下幾方面措施。

3.1 上提泵掛

由于XAB區塊定向井采油叢式井組開發，井眼軌跡較為復雜，針對部分由于井斜變化較大油井適當上提泵掛100 m～200 m，避開偏磨井段。以X231-44井為例，2016年1月1日檢泵起出原井管柱偏磨嚴重，泵掛為1 950 m；查閱該井井斜數據發現該深度為降斜段，井斜變化較大，因此對該井上提泵掛至1 850 m避開偏磨段，2016年5月7日起出原井管柱核實基本無偏磨現象。

3.2 合理優化參數

針對XAB區塊低產低效井，按照“長沖程，低沖次”的原則，合理下調抽油機沖次，不僅節約能耗，提高抽油泵效，同時減少了油管桿間的摩擦頻次，有效地減少了油管桿的偏磨程度。2016年共優化XAB區塊油井地面參數84井次，平均沖次由4.4次/分鐘下降到2.9次/分鐘，平均泵效由28.3%上升到36.4%。

3.3 添加油桿扶正器

目前針對起出油桿節箍偏磨嚴重井段最有效措施是新增扶正器，目前作業區使用自旋式油桿扶正器。依據鉆采工程方案，每口井井口下25 m、45 m、65 m處以及拉桿上1～3根連續添加，同時依據本次起出油管桿偏磨情況，并查閱井斜數據表，在偏磨嚴重以及狗腿度大于2.5°的井段處連續添加扶正器，防偏磨效果較好。

3.4 優化桿柱組合

由于抽油桿在下沖程中，受自身在液體中的重力以及油管內結蠟、結垢等摩擦力的影響，兩個方向的力的平衡點為中和點，中和點下部油桿受力彎曲變形，因此在該處油管桿間偏磨現象較為嚴重。

針對XAB區塊部分井井眼軌跡正常且起出后核實扶正器添加到位但仍發生偏磨的油井，適當增加下步加重桿的比例由15%上升到20%，降低中和點下部油桿彎曲程度，減少偏磨的發生。目前已調整桿柱組合31井次，其效果有待進一步探究。

3.5 使用內襯油管

隨著油田注水開發的深入，原油含水上升，導致井筒產生腐蝕、結垢的現象，使得管桿偏磨面變粗糙，增大管桿間的摩擦系數，從而加劇了油管桿的偏磨。

針對上述現象在油井偏磨嚴重段下入內襯油管，由于其內襯層為高分子聚合物，具有極高的耐磨性以及優良的化學穩定性能，同時表面光滑，大大減少了油管桿間的摩擦阻力，延長井下油管桿的使用壽命。

4 結論與認識

（1）針對XAB區塊油井結蠟的治理，使用溫控熱洗短路裝置的熱洗效果依次好于超導熱洗，常規熱洗，蒸汽熱洗；固體防蠟劑具有一定效果但有效期較短僅為6～7個月；井口電磁防蠟裝置針對部分井效果較好，后期應針對其余井防蠟情況進行研究。

（2）地面傳統物理清垢效果較差，對細小垢片無法有效去除；井下防垢器對油井結垢具有較好的防治效果，但使用成本較高；探索合理的阻垢劑類型以及加藥濃度對油井結垢速率的抑制仍是主要清防垢手段。

（3）油井防偏磨治理是一項長期持續性工作，需結合“一井一法一工藝”的思想與防偏磨新工藝手段對每口井制定符合該井實際情況的防偏磨措施，并針對治理效果進行相應的分析，為后期各類偏磨井的治理提供依據。

（4）現場實際能否嚴格按照優化方案實施是井筒治理的基礎，因此必須加強對修井現場的管理，嚴格把關開工驗收、井筒狀況核實以及下泵方案的執行情況，加大對現場方案執行不到位的處罰力度，才能保證井筒治理有效性，延長油井免修期。

［1］楊靖，陳博，羅棟，等.安83區塊井筒清防蠟技術研究［J］.石油化工應用，2015，34（5）：58-68.

［2］程顥，張鑫柱，劉濤.溫控短路熱洗清蠟裝置在超低滲油井清防蠟中的應用［J］.長江大學學報:自然版，2013，10（4）：151-152.

［3］董曉慧.油井化學法防蠟清蠟技術原理及應用［J］.赤峰學院學報（自然科學版），2016，32（9）：47-48.

［4］夏中原.應用固體防蠟劑延長熱洗周期［J］.石油石化節能，2014，（8）：25-26.

［5］宋志勇.井下固體化學防蠟器在大港油田應用［J］.化工管理，2016，（6）：120.

［6］李雪嬌.硫酸鋇結垢影響因素及化學阻垢實驗研究［D］.成都：西南石油大學，2015.

［7］李華霏，陳斌.井筒結垢機理分析及結垢預防對策［J］.石化技術，2016，（1）：76.

［8］高冀新，王金萍.油井抽油桿偏磨問題及對策分析［J］.中國科技博覽，2016，（8）：355.

［9］張丹藝，等.油井偏磨機理及綜合治理技術［J］.化工管理，2016，（13）：195.

［10］陳博，楊靖，盧麗娟.胡尖山油田內襯油管應用與效果評價［J］.石油化工應用，2014，33（7）：57-61.

我國啟動建設綜合極端條件實驗裝置

由中國科學院物理研究所等建設的綜合極端條件實驗裝置日前在京正式開工。該工程擬用5年左右時間，建成國際上首個集極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件為一體的用戶裝置，極大提升我國在物質科學及相關領域的基礎研究與應用基礎研究綜合實力。

中科院物理所所長方忠介紹，利用綜合極端條件實驗裝置，可在物理、材料、化學和生物醫學等領域開展超快科學研究，探索極端時空尺度上的物質結構信息和動力學信息。此外，裝置還能夠促進凝聚態物理、材料科學、化學、地質、能源科學及信息科學等不同學科之間的交叉融合。

“極端條件實驗手段的整體水平直接影響著我國在相關基礎研究領域及經濟、國防等核心領域的競爭力。”方忠說，項目建設將大幅提升我國綜合極端條件科學與技術研究及尖端實驗設備的研制、運行能力，使我國在該領域的綜合實力步入世界一流水平。

（摘自中國化工信息2017年第20期）

Technical discussion of extended pump detection period in XAB blocks

YANG Kailan，ZHANG Yang，LI Longlong，CAO Chunjie，HU Wenchao，JIA Baoquan，HE Meipeng，LIU Zhe，YANG Xinghai，LI Ping，LU Meijuan
（Oil Production Plant 6 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Dingbian Shanxi 718606，China）

The problems of eccentric wear in oil well,wax deposition in horizontal well and scaling in directional well are serious in XAB block,which makes the pump detection period shorter and the maintenance operation frequency higher.This article mainly from the wellbore main contradiction problems,based on the new technique of supporting the use of efficiency analysis,provide a theoretical basis for governance,the latter part of the block shaft extending the workover-free period of oil well.

XAB blocks；treatment of shaft；extending the workover-free period

TE964

A

1673-5285（2017）11-0074-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.018

2017-10-06

楊凱瀾，男（1993-），采油助理工程師，2015年畢業于西北大學資源勘查工程專業，現在中國石油長慶油田分公司第六采油廠學莊采油作業區工作，郵箱：ykl2015_cq@petrochina.com.cn。