抽油機井按需洗井清蠟方法研究

賀清松（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

薩北開發區抽油機井主要通過熱洗泵及地面雙管流程對井筒進行洗井清蠟，采用周期洗井制度，因不同開發階段、不同工況下，抽油機井的結蠟程度及結蠟速度不同[1]，周期洗井存在洗井質量不高或過度洗井問題，在油田數字化趨勢大背景下，已然不適應個性化、精細化、效益化的高質量發展形勢。因此，利用A11連續功圖、集輸管線溫度、熱洗排量等數據，從洗井時機的自動判別及洗井過程質量在線監控方面，研究按需洗井方法，以提高洗井質量和效率，減少過度洗井造成的資源浪費甚至油層傷害問題，實現抽油機井個性化優化洗井。

1 洗井時機優化

1.1 結蠟與運行負荷關系

機采井運行負荷主要包括靜載荷、慣性載荷及摩擦載荷等，抽油機井管柱結蠟后，將減小液流通道，增加桿管偏磨概率，加大抽油機井摩擦載荷[2]。

根據上述公式分析，抽油機井結蠟后，在參數不變及沉沒度穩定情況下，結蠟將阻礙桿柱上行和下行[3]，即上載荷將呈上升趨勢，下載荷呈下降趨勢（圖1）。若長期不洗井，可能造成桿柱斷脫、偏磨或卡泵問題，縮短抽油機井檢泵周期。而及時洗井清蠟可以減輕桿柱運行阻力，即控制抽油機井上載荷的上升及下載荷的下降，因此，抽油機井的結蠟程度可以通過載荷的變化情況來判斷，上載荷上升幅度越大或下載荷下降幅度越大，結蠟越嚴重。

圖1 2018年a井熱洗后載荷及沉沒度變化曲線

但運行參數變化時，如上調運行參數，機采井慣性載荷將增加，同時，上調參后沉沒度會下降，舉升負荷進一步增加，上載荷將大幅上升，可能造成結蠟嚴重的假象。反之，易造成結蠟輕微假象（圖2）。因此，機采井結蠟情況，不能單純從上載荷及下載荷的絕對值變化情況來判別，還需要考慮機采井參數、沉沒度等變化情況。

圖2 2018年b井熱洗后載荷及沉沒度變化曲線

1.2 洗井時機判別方法

根據上述分析，載荷絕對值的變化并不完全代表結蠟程度的變化，其變化可能還由參數及沉沒度的變化所引起。因此，只有在消除參數及沉沒度變化影響的載荷才能準確判別結蠟情況。通過分析，若參數發生變化，機采井理論功圖也會發生相應變化，且變化趨勢與實際載荷相同，變化程度相當。因此，采用載荷相對值判別法，即以實際載荷與理論載荷的比值變化幅度來判別結蠟情況，可以消除參數、沉沒度變化對結蠟判別的影響，避免載荷絕對值法出現的結蠟誤判問題。

結蠟判別過程中，需確定基準功圖，并計算基準上載荷相對值(Bujz)和基準下載荷相對值(Bdjz)，然后對每天的實時功圖進行載荷相對值計算，并與基準載荷相對值對比，當達到結蠟判別的臨界條件時，即達到洗井時機條件，預警洗井[4-5]，具體條件如下：當Bux/Bujz超過115%時（連續3天）時，預警洗井；當Bux/Bujz為100%～115%，且Bdx/Bdjz小于100%時（連續3天）時，預警洗井；當Bux/Bujz為80%～100%，且 Bdx/Bdjz小于95%時（連續3天）時，預警洗井；其中，Bux，Bdx為洗井后第X日進行對比的功圖中上載荷相對值及下載荷相對值。

對長期達不到上述洗井預警條件的井，根據產液、含水及泵徑設定預警洗井周期上限值，即當預警洗井周期達到上限值時，仍達不到預警條件時，按超時限進行洗井預警，確保洗井清蠟全覆蓋。

在對比過程中，基準功圖的選取是關鍵。通常情況下，機采井洗井后，油套環空液面處于恢復過程，期間的功圖不能作為基準功圖，而應選用洗井后液面恢復穩定后的功圖作為基準功圖，進而確定Bujz及Bdjz。根據A11連續功圖的統計分析，機采井熱洗后，功圖恢復穩定時間一般需要1～3天。關井后開井，功圖恢復穩定時間一般需要5天。因此，基準功圖一般選擇熱洗后3～5天內的穩定功圖。c井載荷變化趨勢圖見圖3。

圖3 井c載荷變化趨勢圖

2 洗井過程質量監控

洗井時機確定后，進入洗井過程環節。該環節是監控洗井質量的關鍵。鑒別洗井質量的關鍵參數主要有洗井過程中的熱洗排量、熱洗溫度、回油溫度等3個參數，以往都是靠人工監督，熱洗質量難以保證。利用A11數字化系統實時傳回的泵壓力數據、集輸管匯溫度數據以及排量數據，按照替液、化蠟、排蠟、鞏固4個階段進行監控，并設定洗井合格標準，實現熱洗質量實時在線監控。如某d井，洗井過程中不同階段熱洗泵排量達到15 m3/h，熱洗溫度在化、排蠟階段達到洗井標準（75℃）以上，回油溫度達到60℃以上，并在排蠟階段后鞏固了一段時間，判定為洗井合格。

3 應用效果

2018年10月，在某工區85口抽油機井實施按需洗井后，洗井效果統計見表1。抽油機井泵效達到51.3%，較周期洗井后泵效高1.8個百分點，洗井效果有效提高。同時，平均單井洗井周期48天，較原周期洗井方式延長7天，其中53口井周期延長，由40天延長至56天，32口井周期縮短，由42天縮短至35天，實現了單井個性化洗井需求。

表1 2018年10月某工區按需洗井效果統計

從節能降耗情況看，按需洗井后，單井洗井周期由41天延長至48天，單井年洗井次數由8.9次減少至7.6次，單井年減少洗井1.3次，全區年減少洗井111井次，預計多產油466 t，節約洗井耗氣6.7×104m3，節約洗井用水6 660 m3，節約熱洗泵耗電及脫水處理耗電8.3×104kWh，預計年可創造經濟效益193.2萬元[6]。

4 結論

1）借助A11數字化系統大數據優勢，抽油機井結蠟程度可通過運行負荷變化趨勢來判斷，采用載荷相對值法判別更加合理，消除了參數及沉沒度變化影響，避免了載荷絕對值法存在結蠟誤判的問題，創新了洗井時機判別方法。

2）洗井過程質量在線監控是按需洗井的必要手段，實現熱洗排量、溫度等洗井質量參數的在線監控，有效解決了人工監督不到位的問題。

3）通過按需洗井，保證了機采井及時有效洗井，提高了抽油機井生產泵效，并避免周期洗井制度存在的過度洗井問題，減少洗井頻次，從而達到節能降耗目的。