高含蠟井電加熱桿生產制度應用研究

姜楠 樊恒麗 陳國星 樊四鵬

摘要：由于電加熱抽油桿的獨特優點，在高含蠟原油開發中占有重要地位。電加熱桿采油工藝適應范圍廣，既能連續加熱、也能間斷使用。在開展電加熱桿工藝應用的同時，考慮節能降耗，結合現場單井含蠟情況，研究摸索電加熱桿準確生產制度，優化電加熱桿啟停時間，確保生產穩定同時實現成本可控。

主題詞：高含蠟;電加熱桿;生產制度

1.前言

南翼山油田III、IV、V油層組在原油開采過程中，發現含蠟較高，在井深450m-650m范圍內結蠟較嚴重，容易造成蠟卡、蠟堵，影響油井正常生產。為確保油井生產平穩，提高原油流動性，實現穩產目的，現場應用10井次電加熱桿工藝，利用電加熱產生的熱能，對450m-650m井段進行加熱，降低原油粘度、將蠟熔化，從井筒內排出[1]。

2.電加熱桿工藝原理

2.1工藝特點

電加熱桿工藝具有地面設施簡單、使用方便、易于管理的特點。通過地面電控柜操作，可設置加熱溫度、加熱時間，并且實現自停自啟。電加熱桿不受環境溫度和長時間關井的影響，可杜絕因停電、結蠟等原因造成的非正常檢泵，實現檢泵周期的延長。同時桿柱結構、簡單、作業方便、可重復使用。因其能夠降低原油粘度、提高原油流動性，所以可明顯減少抽油機負荷，提高單井抽油機系統效率。

2.2工作原理

電纜穿過空心抽油桿，并與抽油桿底部的變徑接頭接觸，形成閉合串聯回路。交流電以連續送電方式將電能送到電加熱抽油桿的終端，當閉合串聯電路中通過交變電流時將產生交變磁場，產生感應電動勢，即通過集膚效應原理將空心桿體加熱，繼而通過熱傳導提高井筒內液體溫度，降低液體中原油粘度、熔化蠟質[2]。

3 電加熱桿采油工藝設計

3.1 優選油井方法

優選油井時一方面考慮油井液體含蠟情況，一方面則需從油井供液能力出發，計算經濟效益，確保科學投入。所以合理的選擇油井是該工藝適用與否的根本關鍵，通過采用經濟極限法（式1）可進行科學選井[3]。

Pf+W×D×M≤Q×D×Pr（式1）

式中，Pf為設備一次投入總費用，元;W為設備日耗電量，Kw;D為油井生產天數，d;M為油井用電費用，元/Kw;Q為油井日產油量，t/d;Pr為每噸油價格，元。

3.2 制度調整方法

由于電加熱桿加熱時能耗較大，長期使用電費較高。且長期使用電加熱桿會導致能量溢散，浪費能源。為此必須研究合理的電加熱桿生產制度，做到既能熔蠟，又能節電。

3.2.1 電流法

以南翼山III+IV、V油層組機采井為例，抽油機電流以30A為標準。當抽油機電流大于30A，啟動電加熱桿。啟動3h后，電流一般會恢復正常25A，繼續加熱9h，待井內蠟都排出井筒，停用電加熱桿。

3.2.2載荷法

結合抽油機載荷進行啟停制度確定，當載荷增加到正常生產過程中載荷值的1.3倍，同時負載率小于80%時，啟動電加熱桿。啟動5h后，載荷一般會恢復至正常生產過程中的載荷值，繼續加熱7h，待井內蠟都排出井筒，停用電加熱桿。

4 現場應用

4.1 實際應用效果

針對南翼山油田10口井進行試驗跟蹤，以電流法為主、輔以載荷法，結合單井油套壓、功圖變化，進行電加熱桿生產制度摸索。同時考慮用電峰谷平，進行電加熱桿工作時間精細化管理，達到用電時間相同費用最小目的。最終確定為啟12h、停72h四口井，運行制度為啟12h、停96h六口井（見表1）。

表1 南翼山油田10口井電加熱桿運行數據

跟蹤制度優化后生產情況，僅有一口井因抽油泵拉桿斷裂開展檢泵維護作業，其余9口井均生產正常，實現單井135天無需熱洗井維護，杜絕因蠟影響而造成的檢泵作業。

4.2 經濟效益評價

以1年作為經濟效益評價周期，平均單井增加耗電26.8KW·h/d，1年耗電為9782KW·h，電費以谷價、平價均價0.3元/KW·h計算，1年增加電費2934.6元。

目前南翼山洗井周期為65天，洗井后返排期約為2天。應用電加熱桿之后平均單井洗井周期延長一倍，1年洗井次數由6次降低為3次。單井熱洗井費用以3500元/次計算，1年可節約洗井費用10500元。同時由于洗井次數降低，洗井返排期減少6天，平均單井日產油2t，按油價3000元/t計算，可創效36000元。綜上，在不考慮一次設備投入費用的前提下，單井1年使用電加熱桿工藝收益約為4.4萬元。

4.3 使用注意事項

1、必須做好電控柜、電加熱桿連接電纜、電加熱桿接頭的絕緣，按照相關標準做好井口、抽油機、電控柜的接地工作。員工在進行井口更換盤根、抽油機啟停、電加熱桿啟停、調整參數等操作前必須驗電，杜絕觸電風險。

2、定期跟蹤單井生產情況，若井況發生變化，應及時分析原因，根據實際生產調整電加熱桿生產制度。

3、電加熱桿耗電較大，根據經濟效益分析不適用于產量較低井，若單井產液下降較快，已經及時將電加熱桿及配套設備轉至新井使用。

4、電加熱桿井不可用碰泵來處理井下問題，以防電加熱桿連接處不密封，造成電加熱桿無法正常使用，甚至漏電。

5、電加熱桿加熱后會伸長1.2m/1000m，安裝前應計算理論防沖距，作業完井后第一次使用時必須注意是否有碰泵現象，若有應立即調整防沖距。

5 結論

電加熱抽油桿采油工藝是解決高含蠟原油開采的有效措施之一，且地面設施少、桿柱結構簡單、作業方面，易于推廣和管理。

該工藝除額外增加較高電費，本身不受井底溫度、井下管柱、流體物性和環境因素的影響，對油井穩產有正向作用。

結合用電峰平谷，根據生產實際情況對電加熱桿進行精細管理，落實“一井一法”，制定合理運行制度和管理標準，可以實現安全生產、經濟合理、節能降耗的目的。

參考文獻：

[1]朱貴友.電熱桿加熱工藝在稠油開采中的應用[J]. 勘探開發，2013-4-10