超导热洗清蜡工艺在张家垛油田的应用

张 磊，梁 珀，曹胜江，方谊峰

(中国石化华东油气分公司泰州采油厂，江苏 泰州 225300)

超导热洗清蜡工艺在张家垛油田的应用

张 磊，梁 珀，曹胜江，方谊峰

(中国石化华东油气分公司泰州采油厂，江苏 泰州 225300)

结合张家垛油田生产实际情况，分析了常规清防蜡工艺存在的不足。通过引进超导热洗清蜡工艺，实施自循环超导热洗清蜡，油井清蜡效果有所改善。针对张家垛油田油井产液量低，单井自循环超导热洗排量低、清蜡不彻底的问题，确定合理的洗井参数，改进串联式超导热洗清蜡工艺。改进后清蜡更彻底，油井热洗周期和检泵周期延长，洗井液对地层无污染，满足了张家垛油田特低渗、强水敏地层的清蜡要求。

张家垛油田 特低渗 强水敏 超导热洗 清蜡

张家垛区块位于江苏省海安县，构造位置为苏北盆地东台坳陷海安凹陷曲塘次凹北部陡坡带张家垛断鼻构造，主要含油层系戴一段和阜三段，以阜三段为主。张家垛区块阜三段油藏地层倾角27°～50°，埋深2 500～3 800 m，平均渗透率5.6×10-3μm2，平均孔隙度17.8%，平均含油饱和度48%，油藏原始地层压力系数1.2，属高压、特低渗、中深层油藏[1]。储层具有中等偏强水敏、中等速敏、弱碱敏、弱酸敏特征，水敏指数44%～60%。张家垛油田随着油田开发，地层能量下降快，油井产液量低，平均单井日产液7 t，平均单井日产油3.35 t，原油含蜡量高，平均含蜡量为26.5%。由于油井含蜡量高，产液量低，产出液在举升过程中温度下降快，导致蜡析出，造成抽油杆下行遇阻，严重影响油井正常生产。为解决结蜡对生产的不利影响，采用加清防蜡剂和热洗车循环热洗等清防蜡工艺，但均不能完全满足生产需要，引进超导热洗清蜡工艺取得了良好效果。

1 常规清蜡工艺

1.1 化学清蜡工艺

化学清蜡工艺是将清防蜡剂从油套环空加入油井中，经抽油泵吸入油管内起到清防蜡的作用[2]。张家垛油田应用油溶性清蜡剂，由于油井动液面低且无套压，采用套管周期性灌加的加药方式。泵挂深度普遍低于2 000 m，油井结蜡点400～900 m，受产液量低、泵挂深等因素影响，加药后见效周期长，无法满足正常生产。

1.2 热洗车热水循环洗井清蜡工艺

热洗车热水循环洗井清蜡工艺是用热洗车将温度为90 ℃以上的热水从套管注入，进行热水循环洗井，使油井内结蜡熔化，随井液到达地面，达到油井清蜡的目的[3]。热洗车热水循环洗井清蜡工艺能较好地清除油管内积蜡，并在油井遇阻时解阻成功率高，但因单井次洗井需清水15 m3以上，尤其是油井遇阻时用水量超过30 m3，因张家垛油田属强水敏地层且渗透率低，当水进入储层时，储层中的粘土矿物发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞储层空隙和吼道，使渗透率降低，部分洗井液不能及时返排，造成地层污染，导致产油量难以恢复。表1为Z1-4井热洗效果统计。

表1 Z1-4井热洗效果统计

2 超导热洗清蜡工艺

为解决张家垛油田利用清防蜡剂清蜡不彻底及热洗车热水循环洗井清蜡工艺对地层污染问题，引进了超导自循环热洗清蜡工艺。

2.1 工艺原理

超导装置以抽油泵抽汲形成的泵压为系统循环动力，以井下液体为循环介质，介质由循环管路经超导加热器快速加热后，进入油套环空，使油管和井内液体温度升高，采出液体又被超导加热器继续快速加热，再进入油套环空，如此往复循环，使井筒温度不断升高。通过热量传递，熔化掉油管、抽油杆上的积蜡，并在排蜡阶段随循环介质排到生产管线内，从而实现热洗清蜡的目的，其特点是自动化程度高，升温快、操作简便，并且避免了常规热洗的洗井液对地层的污染[4]。

2.2 工艺类型

2.2.1 单井自循环热洗清蜡工艺

单井自循环热洗清蜡工艺主要是利用超导热洗装置反洗井，单井采出液利用井口油压流经超导清蜡装置，在超导清蜡装置升温后自压灌入油套环形空间，与地层产出液混合后由抽油泵举升至采油井口，至此完成一个循环。在此过程中主要循环液在油套环形空间下行过程中与油管进行热交换，溶解油管内壁积蜡。

2.2.2 串联式超导热洗工艺

由于张家垛油田属特低渗透油藏，平均单井产液量低，导致在单井循环洗井过程中循环排量小，循环液体携带总热量少，循环液对油管壁加热作用弱，清蜡施工时间长，清蜡效果不彻底。利用张家垛油田2～3口井一个平台的特点，改进洗井方式，将同一平台或相邻平台井进行多井串联，采用多口井产出液作为循环液体(图1)。同时提高作业井的生产参数，加快循环速度，改进后平均排量可达到15～20 m3/d，使进入井筒的热量大幅度提高。随着液量的增大，排蜡能力增强，排蜡更彻底。

图1 串联式超导热洗示意

2.3 洗井参数

2.3.1 合理洗井时间的确定

依据超导热洗井温计算热交换理论，加热功率计算公式为：

(1)

式中，N为加热功率，kW；Q为产液量，m3/d；η为加热器的换热效率，超导装置换热效率为87%；t进为超导装置进口温度，℃；t出为超导装置出口温度，℃；x为含水率，%；Cw为水的比热容，一般取4.2kJ/(kg·℃)；Co为油的比热容，一般取2.15 kJ/(kg·℃)。

合理洗井时间计算公式为：

(2)

式中：V管杆为油管与抽油杆环空体积，m3；ρo为油的密度，kg/m3；ρw为水的密度，kg/m3；t熔为熔蜡温度，℃；t井为油管内正常生产时的温度，℃；η井为洗井液与油管的热传递效率，%。

2.3.2 开始排蜡时间及排蜡时长的确定

在超导热洗后，随着井筒温度上升，井筒管壁上的蜡开始逐渐溶解，溶解的蜡如不及时排出，有可能造成排出蜡堵塞井筒。因此，油井开始排蜡的时间是指油井从超导热洗到溶解开始排出的时间。设在井筒中S2为结蜡段，S1为结蜡段到井口的距离。如果忽略蜡质溶解延时及气液两相流的影响，则开始排蜡时间为：

(3)

排蜡所需时间为：

(4)

式中，S环为油管与抽油杆之间环形空间。

3 现场应用及效果分析

张家垛油田已进行超导热洗清蜡28井次，其中单井自循环超导热洗清蜡18井次，串联式热洗清蜡10井次，取得了良好的洗井效果。

表2 张家垛油田洗井参数

3.1 洗井参数

张家垛油田原油析蜡温度35～40 ℃，熔蜡温度60～63 ℃，油井结蜡段一般在井深600～800 m处，洗井时t进按65 ℃计算，t出按120 ℃计算，结合油田现场实际，确定不同产液量井超导热洗现场时间、排蜡时机及排蜡时间等参数，见表2。采用串联式超导热洗的油井产液量以串联井液量之和计算。

3.2 洗井效果

实施的28井次超导热洗，洗井后平均最大负荷下降6 kN，产液量不下降，清蜡效果明显，油井检泵周期延长。如Z3-3井在应用超导热洗清蜡技术后检泵周期由60 d延长至234 d。现场量油测试表明，洗井前后油井产液量略有上升，含水不变，洗井液对地层无伤害。

其中进行18井次单井自循环超导热洗清蜡，超导热洗清蜡装置单井平均热洗时间为7 h，洗井用液约2.5 m3，热洗充分后产液量略有上升，最大负荷平均下降7 kN，最小载荷上升5 kN，上行电流下降3 A，下行电流下降2.6 A，见表3。说明油管内结蜡得到清除，抽油杆在油管内运行阻力减小，产量无变化，热洗液对地层未造成污染。

表3 单井自循环超导热洗效果统计

串联式超导热洗清蜡工艺的应用取得了较好的清防蜡效果，张家垛油田实现最多3口井串联，有效延长了油井免修期，减少了蜡卡作业井次。实施超导热洗以来未发生蜡卡作业，清蜡剂消耗减少。选取5口井进行单井自循环与串联式热洗后效果对比(表4)，结果表明串联式较单井自循环超导热洗工艺清蜡时间更短，效果更好，热洗周期延长。

表4 单井自循环与串联式超导热洗效果对比

4 结束语

超导热洗工艺以油井产出液为热介质，与地层配伍性好，起到了保护油层的作用。洗井后产液量略有上升，适合特低渗强水敏地层油井清防蜡的需要，能够有效解决张家垛油田油井的结蜡问题，延长检泵周期，减少蜡卡作业井次。改进后的串联式超导热洗工艺有效解决了洗井液量低，携带热量不足，清蜡熔蜡不彻底的问题，清蜡效果更明显。

[1] 焦里力.苏北盆地张家垛油田阜三段油气富集规律[J].石油与天然气地质，2012，2(8):12-13.

[2] 隋孝斌.浅谈油井清蜡防蜡工艺的应用[J].化工管理，2013，10(20)：23-25.

[3] 黄丹，肖传桃.超导热洗清蜡工艺在低渗透高含蜡油藏中的应用[J].长江大学学报(自然版)，2012，9(1):80-82.

[4] 张少波.油井清防蜡工艺在坪北油田的应用[J].长江大学学报(自然版)，2010，7(1):186-188.

(编辑 谢 葵)

Application of paraffin removal by superconducting hot washing in Zhangjiaduo Oilfield

Zhang Lei，Liang Po，Cao Shengjiang，Fang Yifeng

(TaizhouOilProductionPlantofEastChinaOilandGasCompany，SINOPEC，Taizhou225300,China)

The paraffin removal by superconducting hot washing was introduced to carry out a wax removal by self-circulation superconducting hot washing.As a result，the effect of wax removal in oil well was improved.Aiming at the problems of Zhangjiaduo Oilfield such as low liquid production，low pump rate and unclean wax removal of the single well self-circulation superconducting hot washing，and so on，the reasonable parameters of well washing were optimized，and the wax removal by tandem type superconducting hot washing was improved.The improved process can obtain a more clear paraffin removal effect，the periods of well hot washing and pump inspection are prolonged，and the flushing fluid is non-pollution to formation.Thus the improved process can meet the demands of paraffin removal for Zhangjiaduo Oilfield with low permeability and strong water sensitivity formation.

extra low permeability；strong water sensitivity；superconducting hot washing；paraffin removal

2016-04-04；改回日期：2016-06-03。

张磊(1986—)，工程师，现从事采油工艺研究及采油管理工作。电话：15996002621，E-mail：289790080@qq.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.017

TE358.2

A