超低滲油田清防蠟技術的研究與應用

陳鵬 羅丹 高騰飛

延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 延安 716000

1 研究區油井結蠟現狀概述

目前油井井筒清蠟方式以熱洗為主，由于油井的地層壓力普遍較低，洗井時會有大量洗井液漏入地層，因而對地層造成污染，降低油井產量；同時增加了排水期，影響原油生產。油井熱洗一般要配一輛熱洗車，一輛接噴車，施工成本2350元/井，費用較高；結蠟井要定期頻繁的加入清蠟劑，增加了人力和成本。為了解決上述問題，開展油管電加熱清蠟試驗并推廣。截止目前，油管電加熱清蠟在各油田已廣泛試驗，其中遼河油田實施近500井、大慶油田實施400余井、吉林油田實施200余井、冀東油田實施180余井。遼河油田2002年開始為了開采熔點90℃的高凝油，最初用空心抽油桿帶電纜進行加熱，成本高；之后試驗油套回路加熱，在加熱點下放入油套接觸器，油管和套管間用絕緣扶正器，在距井口以下1m左右加上絕緣短接，形成回路加熱；該技術使用效果良好，逐步擴大至常規油井結蠟治理[1]。

2 油井井筒清防蠟工藝適應性分析

對比幾種常見油井清防蠟工藝的優缺點，運用“四步篩選法”科學制定加藥及熱洗計劃，避免技術升級實施補救措施，并嚴格執行“現場實測電流決定熱洗溫度和時間＋數字化載荷變化觀察效果”的熱洗管理理念，實現源頭控制，進一步合理壓縮費用。

2.1 油井井筒化學清防蠟技術分析

優選井實施“油管電加熱清蠟、水平井隔漏熱洗管柱優化、清防蠟劑混合應用”3種清蠟工藝，同時與內涂層防蠟油管進行效果評價與效益比對，見表1。

表1 熱洗清蠟優缺點對比表

油管電加熱清蠟技術原理是結蠟點以下合適位置加裝油套短接器，井口加絕緣短節，通直流電使油套管形成回路加熱。該方法操作性強，可根據載荷變化隨時通電清蠟。但風險點為井下電纜等附件增加，存在損壞落井風險。水平井隔漏熱洗管柱優化技術原理為該封隔器實現生產時不坐封，通過油管憋壓2～3MPa坐封，洗井時能阻止洗井液進入油層，洗完后自動解封，不影響正常生產及測試。該方法熱洗效率高，縮短熱洗回路，減少洗井液用量，防止油層污染，技術參數為最大外徑114mm，最小內徑62mm，最大工作壓差20MPa，最高工作溫度120℃，封隔器坐封壓力2～3MPa。通過管理提升和技術手段，實現降低單井治理成本的目的，見表2。

表2 油井井筒清防蠟成本預算

通過利用本方法，一方面單井治理成本下降，用于日常維護投入費用451萬元，較去年下降103萬元，平均單井治理成本由1.46萬元下降至1.19萬元，下降0.27萬元/年[2]。

2.2 油井井筒化學清防蠟劑混合應用

從研究區中篩選了結蠟嚴重的7口油井，進行F-1和F-2交替投加藥劑現場試驗，試驗井試驗前后基本數據如表3、表4所示。

表3 清防結合試驗井試驗前后基本數據

由表3得，在交替投加F-1和F-2后，試驗井產液量和產油量略有下降，含水略有增高。

由表4得，在交替投加F-1和F-2后，抽油桿上行最大載荷下降了0.5kN，下行最小載荷增加了0.4kN，結蠟周期延長了18.4天。

綜上所述，經過3種藥劑投加試驗后得到如表5所示結果。

表5 種藥劑投加試驗后結果

從降低載荷角度考慮，可選取投加F-1清蠟劑，可適當延長結蠟周期，適用于泵掛較深的油井，防止油井因結蠟載荷變大造成抽油桿斷脫。從延長結蠟周期角度考慮，可選取投加F-2防蠟劑。投加F-1和投加F-2與交替投加F-1和F-2，也可適當的延長結蠟周期，但是優先考慮前2種方法。防蠟劑F-2投加最佳時機為油井熱洗后，管壁清潔后，防蠟劑附著后，可阻止蠟晶的沉積，延長油井結蠟周期。為此，開展油井井筒清防蠟工藝的另一種研究。

3 油管電加熱清蠟技術原理

油管電加熱時，在油管、套管和地面電加熱設備間形成回路。根據Q=I2RT，油管具有電阻，通過大電流而發熱。因套管直徑大于油管直徑，一般套管截面積是油管的3倍左右，油管電阻大，大部分功率用在油管發熱。當油管的溫度達到一定值時，結晶在油管壁上的蠟就會逐漸熔化脫落，隨油井產液排出，從而達到清蠟目的。

圖1 電加熱清蠟井口電極連接示意

4 油管電加熱清蠟技術特點

本試驗油管電加熱技術主要從兩個方面進行了改進：一是用高頻大功率直流電代替之前應用的中頻交流電，實現更安全，更節能。二是用絕緣井口裝置替換絕緣短接，提高了絕緣穩定性和耐久性。

4.1 大功率高頻電加熱設備

使用試驗單位有自主專利的SDHD型電加熱設備，將井場生產用交流電轉換為低壓直流電，最大輸出電流500A，輸出電壓30～150V，符合生產現場安全規定，轉化效率高。

4.2 絕緣井口裝置

井口絕緣裝置主要由外徑330mm，內徑140mm的進口高密絕緣材料絕緣板、絕緣密封圈、絕緣螺絲墊和及絕緣螺絲套組成。使油管和套管在井口絕緣。密封壓力10MPa以上，下掛重量80t時仍可確保密封和絕緣正常。

4.3 絕緣扶正器

在井口和油套接觸器之間，每根油管裝一個絕緣扶正器，防止油套接觸。外徑118mm，內徑74mm，可套在73mm油管上。

4.4 油套接觸器

安裝在結蠟點以下，讓油管和套管形成回路，不影響測液面，試驗井一般下深350～700m之間。外徑126.4mm（帶彈簧）、114（彈簧收回），在確保油套管接觸良好的同時便于起下管柱、防治遇阻。

5 油管電加熱清蠟現場試驗及效果分析

5.1 整體實施情況

針對該技術適應性，優選結蠟嚴重、熱洗頻次高或隔采無法加藥、熱洗井進行試驗，共下入工具8口，實施電加熱7口10井次；加熱后最大載荷平均下降1.2kN，井組管線未發生返蠟造成回壓上升現象。

5.2 典型單井分析

H53-2（11.29m3/4.3t/54.7%）6月18日該井因結蠟嚴重卡泵上修，起出管柱井口下1-50根油管結蠟嚴重，前期2天加入一次清蠟劑，加藥濃度200×10-6，熱洗周期30～45天，6月19日完井時下入電加熱清蠟裝置。7月30日功圖對比顯示最大載荷上升，最小載荷下降，井筒輕微結蠟，作業區申請實施電加熱清蠟。H53-2井8月3日進行電加熱清蠟，清蠟時長6h（12：00—18：00），輸入電壓380V，輸出電壓35V，輸出電流600A，加熱功率21kW，通過清蠟前后數據對比，上行電流下降3.6A，載荷、功圖變化不明顯[3]。

6 結束語

通過對比目前油井井筒清防蠟工藝的優缺點，并提出三種清防蠟技術，電加熱清蠟與常規熱洗清蠟效果接近，同時不產生廢水、不結垢、不污染地層。常規熱洗2350元/井；電加熱清蠟初期下入油套接觸器、油管絕緣扶正器等附件時投資平均7000元/井，下入后可長期使用；清蠟時技術服務費1500元/井；用電約180kWh，折合電費108元/井。同一口井按照熱洗8次計算，常規熱洗需1.88萬元；電加熱清蠟費用為0.7+0.1608×8=1.9864萬元，當一個檢泵周期內一口井熱洗達到9次或以上時，電加熱清蠟效益優于常規熱洗清蠟。現場實際年熱洗9次及以上的油井數量極少，且正在逐步配套防蠟油管，可從根本上停止清蠟、無需加藥。