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点滴加药技术在清防蜡工作中的效果评价

2014-09-22王华杨青中国石油长庆油田分公司采油五厂陕西榆林718600

化工管理 2014年26期
关键词:结蜡油杆点滴

王华 杨青(中国石油长庆油田分公司采油五厂 陕西榆林 718600)

一、概述

第五采油厂目前共有采油井3802口,其中结蜡严重的油井约有593口占总数的15.6%。根据检泵井现场情况统计,原油含水在50%以下的油井,结蜡都非常严重。油井蜡卡是制约油井免修期的主要因素。

生产实践表明,第五采油厂井结蜡主要具有以下特点:

(1)结蜡位置主要集中在井深500m到井口处的油管内壁和油杆上,结蜡厚度为2-5mm。(2)高产、低含水,间歇性出油井结蜡严重。

图1 油井结蜡情况

二、油井结蜡分析

1.油井结蜡机理

原油是一种混合物溶液,除了油质以外,还包括着固体的石蜡和半固体状态的石蜡以及沥青、胶质、泥沙等杂质。在高温、高压的地层中时,石蜡完全溶解在其中,但是在开采过程中,当压力和温度下降到一定程度时,原油中有助于溶解石蜡和胶质的轻质组分逐渐损失,会破坏石蜡溶解在原油中的平衡条件,石蜡便开始以结晶体析出,一部分随原油流出,一部分经过聚集,粘附在油井设施的金属表面,这就是常说的结蜡。

2.影响结蜡的因素

影响结蜡的因素可以分为内因和外因,内因主要是有原油的含蜡量、胶质所决定,外因则由温度、压力、流速、含水量、结蜡固体表面润湿性和光滑程度等决定。

原油组成是影响结蜡的内因,温度和压力等是影响结蜡的外因。

3.结蜡分析

通过分析油井结蜡情况,得出以下结论:(1)原油中含蜡量越高,油井结蜡越严重;(2)油井开采后期较开采前期结蜡严重;(3)表面粗糙或不干净的设备和油管易结蜡;(4)出砂井易结蜡;(5)低含水阶段结蜡严重,含水量升高到一定程度后结蜡减轻;(6)油层、井底的油管下部不易结蜡;(7)高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重或者不结蜡;(8)井口附近很少结蜡。

4.结蜡对生产的影响

(1)油杆管结蜡后,将减少流体的过流面积,增大流体的流动阻力,增加抽油机的载荷,容易造成机械损伤,损耗电能。

(2)结蜡严重会造成油井蜡卡或深井泵堵塞,使油井减产或停产。

(3)油管和抽油杆结蜡后,使得悬点载荷增加,油井产量下降;严重时堵死油管,迫使油井停产。

(4)抽油杆结蜡造成油杆长期超负荷运行,影响到抽油杆的使用寿命,容易造成断脱。

(5)抽油井中深井泵的阀罩和进口处的地方容易结蜡。它的特点是:游动阀和固定阀同时受到结蜡影响,不能灵活地开关,从而引起漏失。

三、姬塬油田常用的清防蜡技术

1.热力清蜡

热力清蜡的原理是通过提高油流及管子的温度,熔化沉积在管壁上的蜡。在姬塬油田生产中热力清蜡是最常用的清蜡方法,采用最多的是热水循环清蜡、蒸汽清蜡。

(1)热水循环清蜡 热水循环清蜡是指用热洗车将水加热以后,通过在井筒中循环传热给井筒中的原油流体,提高原油流体温度,使蜡再次熔化在其中,并随之流出,从而达到清蜡的目的。其优点是不影响生产,清蜡效果较明显,不足之处是需要热洗车、罐车等配合,成本较高。

(2)蒸汽清蜡 蒸汽清蜡是将井内油管起出来,摆放整齐,然后利用锅炉车的高压蒸汽融化并刺洗管内外的结蜡。其优点是清蜡效果好,尤其对硬蜡,不足之处是必须中断生产,且需要锅炉车配合,成本较高。

2.强磁防蜡

原油是成份复杂的各种烃的混合物,也是抗磁性物质。当原油通过达到足够大磁场强度及梯度的磁场时,由于洛仑兹力的作用,使得在结晶温度附近处于无序热运动中的蜡分子们,获得了能量,调整了彼此的磁撞方位,改变分子排列结构,从而防止蜡从溶液中析出,使石蜡分子悬浮在石油中不易结晶析出,达到防蜡的目的。优点是对部分油井效果较好,不足之处是防蜡器成本高,下防蜡器时必须停井,起管柱,使用范围有局限性。

3.化学清防蜡

所谓油井化学防蜡就是通过加注化学药剂,减弱油井结蜡速度,改变原油的流动性,减缓和抑制蜡晶的生成,从而达到防蜡的目的。

清蜡剂清蜡是使用最多的清蜡方法,按照原理可分为油基防蜡和水基防蜡,目前姬塬油田用的清蜡剂为复合式,具有油基防蜡和水基防蜡的特点。量具加药:量具加药就是用有刻度的量具将清蜡药剂计量后,在油套环形空间加入清蜡剂,使之在原油中溶解混合,改变蜡晶结构或使蜡晶处于分散状态,目前已成为一种有效的防蜡技术。

其优点是操作较方便,成本较低,清防蜡效果明显,不足之处在未加药的时段效果较差,且重复性操作造成工作强度大,在未加药的时段效果较差。

四、点滴加药防蜡技术

1.工作原理

点滴加药设备的工作原理,就是远程终端发出指令,通过调节电磁阀来控制加药计量泵,按照加药要求,将清蜡剂沿专用管路均匀输送至井口,从油套环空加入井底,发挥清防蜡的作用。

2.现场应用及效果评价

2011年6月,分别在冯地坑作业区耿114井组的5口油井进行安装试验。

图2 耿114长2流程同期回压对比表

由图2可以看出,耿114井组长2流程五口油井在产量基本没有变化的情况下,井组回压从2010年8月的0.5 MPa下降到了今年的0.4MPa,下降了0.1 MPa。

表1耿114井组试验参数记录

由表1可以看出,在进行常规加药时,加药后短期时间内载荷、电流下降明显,但是持续时间不长,而安装点滴加药设备后,油井的载荷、电流基本稳定,一直处于较低状态,效果良好。

五、结论及下步工作

1.设备特点

通过现场试验,可发现点滴加药设备具有如下特点:

(1)有利于药液长久稳定地发挥作用,提高了加药效果;

(2)通过远程指令调整冲次,以实现小流量滴药的目的,减少了加药的成本;

(3)工作压力范围可调广泛,适合各种井口,尤其对套气大的井效果明显。

2.应用效果评价

(1)远程控制,自动加药,不仅减轻了操作人员的劳动强度及车辆次数,也改善了现场作业环境,并能提高生产效率和经济效益,确保了安全,还能减少药、油污染,保护环境方面起到决定性的作用,运行效果显著。

(2)安装点滴加药器的油井,实现了长期稳定的加药量,减弱油井结蜡速度,减缓和抑制蜡晶的生成,从而达到防蜡的目的。应用效果良好,悬点载荷、上下电流相对稳定且降低明显,在低成本运行的前提上,达到了较好的清防蜡目的。

(3)给油井加清蜡剂的同时,热洗清蜡工艺能满足区块需要,清蜡效果好但作业费用较高。强磁防蜡由于具有安装简单、使用方便、不消耗能源、不污染地层,尤其是它避免了对油层造成的伤害,后期管理难度小等优点,防蜡效果有待进一步提高。清防蜡问题必须从各个生产环节考虑,以提高原油采收率。

(4)下步将继续开展点滴加药设备的效果跟踪与评价,同时致力于通过对设备的改进、研究和试验,实现同一设备,同一管路,不同剂量的加药功能(加装支线分配器,可调分配阀按设计量向支路供液来实现)。

(5)结合设备的特点,多元化的利用设备,开展清防蜡等多方面的试验工作,进一步探索合理的清蜡工艺,根据每口油井结蜡速度、蜡质、地层压力等参数的不同,选择适应的清蜡工艺并不断优化。

总之,通过长期的探索,采取“以防为主,清防结合”的方针,经过不断试验与推广,目前已配套形成以化学清蜡、热洗清蜡、检泵清蜡和强磁清蜡为核心的一套完整的清蜡体系,整项工艺日趋完善,技术应用形成了一定模式,新技术的吸收应用能够适应油田发展的需要。通过对比分析,选出最适用经济的清防蜡手段,高效节能地开发好姬塬油田。

[1]王伟华,等.油田清防蜡技术研究与效果评价.石油化工应用,2010,(7).

[2]侯立朋.点滴加药工艺在枣园油田的适应性分析.勘探开发,2006,(5).

[3]胡山峰,等.点滴加药装置简介.油气田地面工程,2004,(7).

[4]曲金明,王福祥,刘金.油井清防蜡剂的研究现状及发展方向.石油与天然气化工第32卷第4期(2003)243-245.

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