XAB区块油井延长检泵周期技术探讨

杨凯澜，张 扬，李龙龙，曹纯洁，胡文超，贾宝全，何梅朋，刘 喆，杨兴海，李 萍，卢美娟

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西定边 718606）

XAB区块油井延长检泵周期技术探讨

杨凯澜，张 扬，李龙龙，曹纯洁，胡文超，贾宝全，何梅朋，刘 喆，杨兴海，李 萍，卢美娟

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西定边 718606）

XAB区块油井井筒偏磨、水平井结蜡、定向井结垢等问题较为严重，使得油井检泵周期较短，维护性作业频次高。论文主要从解决井筒主要矛盾的问题入手，针对配套新工艺使用效果进行分析，为后期该区块井筒治理、延长油井免修期提供理论依据。

XAB区块；井筒治理；延长免修期

XAB区块位于定边县黄湾-武峁子乡，是XY作业区主力区块，主要开发层位长72。目前开井油井数513口，单井日产油1.26 t，检泵周期546 d。随着开发时间的延长，井筒问题也日益增多。2016年XAB区块井筒故障共检泵588井次，具体上修原因如下。

造成管破以及杆断频次较高的原因以油管杆之间摩擦造成偏磨以及结蜡、结垢等井筒问题为主[1-3]，本文结合针对作业区XAB区油井结蜡、结垢、偏磨等主要矛盾的治理，对部分频繁上修井配套新工艺技术，通过后期效果对比分析得出结论，对后期降低该区修井频次提供理论依据。

1 结蜡井治理

1.1 XAB区结蜡现状

XAB区块结蜡井主要以水平井居多，开井数207口中结蜡严重井84口，占总井数的40.4%。

（1）管线内结蜡受温度影响显著，冬季管道温度较低，原油黏度增大，结蜡现象严重，造成蜡卡井次较夏季增加50%～60%。

（2）结蜡导致卡井发生较快，提前发现预防难度较大。通过日常数字化功图观察，平均1 h～2 h内油井载荷迅速上升，发现时井内油杆已被蜡卡死，抽油机活动无效。

（3）油井结蜡与产量成正相关，水平井液量较大，油管内蜡析出量高，结蜡现象较周围定向井严重。

1.2 结蜡机理与危害

由于原油中含有石蜡，在井筒内流动时受剪切弥散作用会向管壁周围沉积，原油在上升过程中随着温度的下降，蜡晶在油管表面析出并聚集。XAB区块油井通常在井口下400 m左右以及地面井口至汇管处结蜡现象最为严重。

结蜡危害主要有以下几方面：（1）减小管道流通面积，增加原油流动阻力 ，降低油井产量；（2）结蜡后蜡块与油杆摩擦阻力增强，下行时结蜡处油杆易弯曲，从而发生偏磨，同时增加抽油杆卡死、脱扣发生的可能性；（3）冬季油井吐蜡至井口处蜡块堵死，造成井口高回压致使油管憋破以及抽油杆断脱。

1.3 结蜡井治理措施

1.3.1 添加清蜡剂 目前作业区投加QL-30以及HQL-02两种型号清蜡剂，投加清蜡剂浓度为130 mg/L～150 mg/L，加药方式为套管口投加，后用水冲至井底。投加清蜡剂只能相对延长油井结蜡周期，对结蜡较为严重井清防蜡效果较差，主要原因有如下几方面[4-10]：

（1）前期针对XAB区块蜡样溶解速率实验中，两种型号清蜡剂溶解速率低，溶解效果较差。

（2）XAB区块气油比大，且多数油井沉没度低，导致清蜡剂无法有效地从油套环空投加至井底。

在化学清防蜡手段上后期应结合其他新工艺措施以及实验新型清防蜡剂使用效果，同时适当增大加药浓度以及用水量保证加药工作的有效性。

1.3.2 加强油井热洗 目前XAB区块热洗以蒸汽热洗、常规热洗以及超导热洗这三种方式为主，其中超导热洗效果较好，蒸汽热洗效果较差。

（1）蒸汽热洗成本低，但热洗时间较短，热洗深度较浅，以XAB-44井为例，热洗完成后起出油杆井口下1～16根油杆基本无结蜡，17～42根油杆不同程度结蜡，有效深度不足200 m，热洗效果较差。目前针对结蜡严重井解卡采用修井车强抽+锅炉车蒸汽加温排蜡方式，排蜡较为彻底。

（2）针对XAB区结蜡井开展超导热洗，热洗成本较低，仅需派罐车排蜡，以邻井产出液热洗本井，热洗时间长，加热效果较好，有效深度较深。以XAB-110超导热洗为例通过加热邻井XAB-115，产出液热洗该井，热洗后起出油杆1～70根基本无结蜡，热洗效果较好。但超导热洗存在部分局限性，首先用邻井产液热洗本井需同井场两口井以上，且对邻井产液量较高；其次若用本井液循环洗井又无法有效排蜡。

（3）加装控热洗短路装置常规热洗，针对水平井地层亏空，洗井吸水量大，常规热洗无法建立洗井循环的情况，对XAB区47口水平井下入温控热洗短路装置。其主要工作原理为热洗时内部热敏原件膨胀挤压胶筒使其膨胀，座封住油套环形空间，当套压高于1 MPa时进液孔打开，连通油套环形空间，建立循环；热洗完成后温度下降胶筒自动收缩，进液孔关闭，完成热洗。

目前存在的问题主要有两方面，一是该装置胶筒寿命较低，经实验其安全使用次数为8次，且套管内壁若有赃物也会影响其座封效果；二是其管柱内径为62 mm，在XAB-14下入该装置前，地面实验原井油杆扶正器外径较大导致油杆无法通过，因此在下入前应对该装置仔细检查核实。

1.3.3 井口电磁防蜡器 目前针对XAB区块结蜡严重高液量水平井已加装2口井组式、5口单井式电磁防蜡装置，其防蜡机理是将交流电转换为直流电后转化为电磁场，同时作用于井筒以及地面管线，在磁场作用下抑制了蜡晶的析出与在油管表面的聚集能力，同时降低原油黏度，增强其流动性。

通过对比7口井安装前后扫线频次可以看出XAB-35-34，XAB-33-32，XAB-32-29，3 口井效果较好，频次下降。目前7口井平均结蜡周期由57 d上升到76 d，整体效果较好，但因各井实际情况不同，防蜡效果有差异性。

2 结垢井治理

随着XAB区块注水开发时间延长，以及各类油井措施的影响，导致该区块油井结垢现象日益严重，2016年XAB区块因各类原因检泵，结垢严重井占186口，结垢严重井比例达到35%，平均油管内壁结垢厚度为2 mm～4 mm。

2.1 结垢机理

注入水进入地层后，形成混合液中Ca2+、Mg2+、HCO3-易形成CaCO3和MgCO3等沉淀物，当原油采出水在高温高压地层中向井筒流动时，压力下降，部分CO2溢出，水中HCO3-转化为CO32-与Ca2+、Ba2+生成碳酸盐沉积而造成油井结垢。

2.2 结垢危害

（1）由于眼管处通常外包铜制滤网，结垢严重会导致眼管被垢堵死从而导致油井高沉没度但功图严重供液不足等现象的发生。

（2）固定凡尔球座处结垢影响球与球座之间密封性，导致固定凡尔失灵，造成油井漏失。

（3）结垢在泵筒内沉积从而导致活塞卡死在泵筒内，同时伴随着泵筒、活塞被垢渣拉伤，卡泵至油杆断脱等现象的发生。

（4）油管内结垢不仅减小了原油在管道内流通面积，增加生产压力，造成油井减产，同时会对油管杆产生腐蚀，加剧了杆断，油管腐蚀穿孔等现象的发生。

2.3 结垢井治理措施

针对XAB区块井筒油管杆结垢严重的问题，若不能有效处理油管杆壁处所附着的垢片，不仅会加剧油管杆的腐蚀，同时完井时往往会造成垢片因下完井油杆时摩擦油管内壁落入泵筒导致二次卡泵的发生。对此采取地面人工清垢以及井下化学药剂防垢的两种办法。

2.3.1 地面清垢 目前地面清垢以钢丝刷机械旋转除垢为主，能有效去除管壁附着的垢片，但除垢后部分细小垢渣仍残留在油管内，清垢效果较差，完井时更易落入泵筒造成卡泵的发生，因此除垢后需锅炉车配合刷洗油管内壁，避免完井时卡泵。

2.3.2 添加阻垢剂 目前XAB区块单井配加ZG-558型号阻垢剂，加药浓度60 mg/L，其中多聚磷酸盐能与水中的成垢离子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的产生，从而延缓油井的结垢速率。

针对XAB区块2016年1～4月检泵结垢严重56口油井，在地面机械除垢完井后，将加药浓度适当升高，防垢效果有待进一步观察。

2.3.3 加装阻垢器 针对油套环空投加阻垢剂效率低的问题，在XAB区块选择X276-027、X228-39、XAB-31-29三口结垢严重井，下入北京恩曼的短节式井下防垢器，其防垢机理主要为内部九种金属组成的特殊合金材料，在接触流体后使流体产生极化效应，改变流体的物理性质，减少蜡、垢以及腐蚀现象的发生。

以X276-027井为例，该井于2015年12月22日检泵下入该工具，2016年5月17日检泵时起出核实泵上油管杆仅轻微结垢，其清防垢效果较好，剩余两口井目前尚未检泵，效果有待进一步观察。

3 偏磨井治理

2016年XAB区块油井因偏磨管破造成的检泵已占总检泵频次的40%以上，统计起出原井油管杆偏磨情况，其中偏磨严重井已占总井数51%。因此为了降低修井频次，延长该区块油井免修期，针对XAB区块油井防偏磨的治理尤为重要，目前主要有以下几方面措施。

3.1 上提泵挂

由于XAB区块定向井采油丛式井组开发，井眼轨迹较为复杂，针对部分由于井斜变化较大油井适当上提泵挂100 m～200 m，避开偏磨井段。以X231-44井为例，2016年1月1日检泵起出原井管柱偏磨严重，泵挂为1 950 m；查阅该井井斜数据发现该深度为降斜段，井斜变化较大，因此对该井上提泵挂至1 850 m避开偏磨段，2016年5月7日起出原井管柱核实基本无偏磨现象。

3.2 合理优化参数

针对XAB区块低产低效井，按照“长冲程，低冲次”的原则，合理下调抽油机冲次，不仅节约能耗，提高抽油泵效，同时减少了油管杆间的摩擦频次，有效地减少了油管杆的偏磨程度。2016年共优化XAB区块油井地面参数84井次，平均冲次由4.4次/分钟下降到2.9次/分钟，平均泵效由28.3%上升到36.4%。

3.3 添加油杆扶正器

目前针对起出油杆节箍偏磨严重井段最有效措施是新增扶正器，目前作业区使用自旋式油杆扶正器。依据钻采工程方案，每口井井口下25 m、45 m、65 m处以及拉杆上1～3根连续添加，同时依据本次起出油管杆偏磨情况，并查阅井斜数据表，在偏磨严重以及狗腿度大于2.5°的井段处连续添加扶正器，防偏磨效果较好。

3.4 优化杆柱组合

由于抽油杆在下冲程中，受自身在液体中的重力以及油管内结蜡、结垢等摩擦力的影响，两个方向的力的平衡点为中和点，中和点下部油杆受力弯曲变形，因此在该处油管杆间偏磨现象较为严重。

针对XAB区块部分井井眼轨迹正常且起出后核实扶正器添加到位但仍发生偏磨的油井，适当增加下步加重杆的比例由15%上升到20%，降低中和点下部油杆弯曲程度，减少偏磨的发生。目前已调整杆柱组合31井次，其效果有待进一步探究。

3.5 使用内衬油管

随着油田注水开发的深入，原油含水上升，导致井筒产生腐蚀、结垢的现象，使得管杆偏磨面变粗糙，增大管杆间的摩擦系数，从而加剧了油管杆的偏磨。

针对上述现象在油井偏磨严重段下入内衬油管，由于其内衬层为高分子聚合物，具有极高的耐磨性以及优良的化学稳定性能，同时表面光滑，大大减少了油管杆间的摩擦阻力，延长井下油管杆的使用寿命。

4 结论与认识

（1）针对XAB区块油井结蜡的治理，使用温控热洗短路装置的热洗效果依次好于超导热洗，常规热洗，蒸汽热洗；固体防蜡剂具有一定效果但有效期较短仅为6～7个月；井口电磁防蜡装置针对部分井效果较好，后期应针对其余井防蜡情况进行研究。

（2）地面传统物理清垢效果较差，对细小垢片无法有效去除；井下防垢器对油井结垢具有较好的防治效果，但使用成本较高；探索合理的阻垢剂类型以及加药浓度对油井结垢速率的抑制仍是主要清防垢手段。

（3）油井防偏磨治理是一项长期持续性工作，需结合“一井一法一工艺”的思想与防偏磨新工艺手段对每口井制定符合该井实际情况的防偏磨措施，并针对治理效果进行相应的分析，为后期各类偏磨井的治理提供依据。

（4）现场实际能否严格按照优化方案实施是井筒治理的基础，因此必须加强对修井现场的管理，严格把关开工验收、井筒状况核实以及下泵方案的执行情况，加大对现场方案执行不到位的处罚力度，才能保证井筒治理有效性，延长油井免修期。

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我国启动建设综合极端条件实验装置

由中国科学院物理研究所等建设的综合极端条件实验装置日前在京正式开工。该工程拟用5年左右时间，建成国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的用户装置，极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。

中科院物理所所长方忠介绍，利用综合极端条件实验装置，可在物理、材料、化学和生物医学等领域开展超快科学研究，探索极端时空尺度上的物质结构信息和动力学信息。此外，装置还能够促进凝聚态物理、材料科学、化学、地质、能源科学及信息科学等不同学科之间的交叉融合。

“极端条件实验手段的整体水平直接影响着我国在相关基础研究领域及经济、国防等核心领域的竞争力。”方忠说，项目建设将大幅提升我国综合极端条件科学与技术研究及尖端实验设备的研制、运行能力，使我国在该领域的综合实力步入世界一流水平。

（摘自中国化工信息2017年第20期）

Technical discussion of extended pump detection period in XAB blocks

YANG Kailan，ZHANG Yang，LI Longlong，CAO Chunjie，HU Wenchao，JIA Baoquan，HE Meipeng，LIU Zhe，YANG Xinghai，LI Ping，LU Meijuan
（Oil Production Plant 6 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Dingbian Shanxi 718606，China）

The problems of eccentric wear in oil well,wax deposition in horizontal well and scaling in directional well are serious in XAB block,which makes the pump detection period shorter and the maintenance operation frequency higher.This article mainly from the wellbore main contradiction problems,based on the new technique of supporting the use of efficiency analysis,provide a theoretical basis for governance,the latter part of the block shaft extending the workover-free period of oil well.

XAB blocks；treatment of shaft；extending the workover-free period

TE964

A

1673-5285（2017）11-0074-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.018

2017-10-06

杨凯澜，男（1993-），采油助理工程师，2015年毕业于西北大学资源勘查工程专业，现在中国石油长庆油田分公司第六采油厂学庄采油作业区工作，邮箱：ykl2015_cq@petrochina.com.cn。