零散短熱洗周期油井加藥技術研究及效果分析

2022-03-30 02:56:58劉宏宇大慶油田有限責任公司第一采油廠

石油石化節能 2022年2期

劉宏宇（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

熱洗作為一項生產管理手段，在油田得到廣泛應用，為保證原油生產、降低機采井檢泵率起到重要作用。但由于部分井產液量、含水偏低，致使熱洗周期偏短，同時由于這部分井理論排量低，導致熱洗效率低、熱洗時間長、能耗高、含水恢復時間長、影響原油產量等問題發生[1-2]。對于這類井一般采取加入防蠟劑的方法延長熱洗周期。但是由于短周期井不是成片分布，而是零散分布的，如采取無動力點滴加藥方式，則很難保證采出液中防蠟劑濃度持續穩定，不能保證防蠟效果[3]。無法采用集中加藥方式注入防蠟劑，如果考慮利用三元復合驅結束后閑置的井口動力加藥防垢裝置，可保證采出液中藥液濃度持續穩定，為此開展了應用井口動力加藥裝置防蠟劑適應性評價、有效濃度室內實驗、單井加藥制度確定方法、地面流程改造方法研究，并進入現場試驗。

1 加藥工藝相關研究與計算

1.1 防蠟劑適應性評價

防蠟劑的水溶性是決定防蠟劑溶液能否順利加入油井油、套環形空間的關鍵。如果防蠟劑遇水發生絮凝，形成團塊物質，會造成動力加藥裝置管輸通道堵塞，即使進入油套環形空間也難以進入抽油泵內，對油管內壁和抽油桿起不到有效的防蠟作用。

目前在油田應用數量最多的是Dode-1型油基防蠟劑和Dode-4型水基防蠟劑。Dode-1型油基防蠟劑，遇到水將會出現嚴重的絮凝；Dode-4型水基防蠟劑，遇水后可充分溶解。因此優先選用Dode-4型水基防蠟劑。

1.2 有效濃度室內實驗

在加入防蠟劑時，需按原油的質量，計算不同濃度下的防蠟劑用量，實驗采用測定凝油黏壁量變化方法確定流動防蠟劑合理加藥濃度[4]。

選取熱洗周期僅為45天的某井原油，進行8組室內實驗，該井凝油黏壁量測定數據見表1。通過實驗可以認為，當加藥濃度大于或等于150mg/L時，防蠟效果可以達到98.5%以上。

表1 凝油黏壁量測定數據

1.3 單井加藥制度確定方法

加藥制度主要與日加藥量有關，則日加入藥量Q可用下式計算：

式中：Q為日加藥量，kg/d；Qo為產油量，103kg/d；C為設計加藥濃度（取值范圍150～200），mg/L；ρo為原油密度（取0.86），103kg/m3。

設每桶藥劑重量為m，因而可以得出每桶藥劑可加藥時間為：

式中：T為每桶藥劑可加藥時間，d；m為每桶藥劑重量（取25），kg；Q為設計加藥量，kg/d。

設動力加藥裝置最低排量為Qm，遠大于日加藥量Q，為滿足最小排量要求，需要進行加入清水稀釋因而，以保證連續加藥，同時可保證稀釋藥劑較長時間。稀釋清水用量Qw下式計算：

式中：Qw為稀釋清水用量，L；Qm為動力加藥裝置最低排量（取25），L/d；ρm為防蠟劑藥劑密度，103kg/m3。

由于加藥包容積為1.00m3，即容積為1000L，因而要求計算得出的藥劑體積與清水體積之和小于1000L。

實際操作中，通過調整變頻器工作頻率，使加藥液量控制在設計用量不超過+5%范圍即可，通過觀察并經多次調整，確保每次加藥裝置加入防蠟劑溶液量至少保證工作30天。

1.4 加藥流程改造

為實現將動力加藥裝置中的混合藥液順利加入油井的油套環空，使用高壓軟管將摻水與動力加藥泵入口連接，同時使高壓軟管實現加藥泵出口與套管出口連接。加藥包出口與加藥泵另一入口連接，摻水與藥液混合后。由加熱泵提供動力，將混合后的藥液以一定的排量連續穩定地輸到油套環形空間[5]。動力加藥裝置加藥流程見圖1。

圖1 動力加藥裝置加藥流程

為保證安全運行，對加藥裝置進行了接地處理，同時選用承壓能力3.5MPa高壓軟管。

2 現場應用效果

該技術到目前共計應用6口井，至2021年7月1日，時間最長的1口井已連續加藥272天，最短的1口井已實現連續加藥124天，均實現加藥后免熱洗。結合集中加藥效果，預計6口井均可實現一個檢泵周期內免熱洗。

2.1 系統效率上升、噸液百米耗電下降

統計6口井試驗前后的動態數據，進行了能耗對比測試，計算了試驗前后的系統效率及噸液百米耗電[6]，試驗前后系統效率對比見表2。試驗前后產液量穩定并略有上升，平均系統效率上升2.12%，百米耗電下降0.05kWh。

表2 試驗前后系統效率對比

2.2 減少電氣消耗

該廠平均檢泵周期708天，6口井平均熱洗周期47.5天。

經計算，在一個熱洗周期內，6口井共減少熱洗121井次，減少熱洗液用量10905m3，溫升45℃，減少天然氣用量6.5×104m3；共減少熱洗泵運行時間727h，中轉站熱洗泵電機為75kW，功率利用率按60%計算，減少用電3.27×104kWh[7]。井口動力加藥防垢裝置電機功率為75W，功率利用按75%計算，單井日耗電為1.35kWh[8]，6口井平均檢泵周708.5天，一個檢泵周期內耗電量5.74kWh。共計節電3.2694×104kWh。

2.3 減少熱洗原油產量的影響

按單井熱洗周期折算一個檢泵周期內的熱洗次數，每次熱洗影響生產時間為1.5d，6口井一個檢泵周期內影響產油685t，采取加藥技術后實現免熱洗，即為減少影響原油產量685t[9]。

2.4 盤活固定資產

該技術應用的設備為三元復合驅井口動力加藥防垢裝置。當三元復合驅結束或結垢消失后，停止加入防垢劑，因而將被拆除而處于停用狀態，而新增的三元復合驅區塊，通常新增部分加藥裝置，因此會出現部分加藥裝置閑置，應用上述設備，進一步提高了加藥裝置的應用時效，避免了因設備停用造成的財產損失，起到了盤活固定資產的作用[10]。