页岩油自喷井套管清蜡技术探讨

于 燕

（中国石化华东油气分公司泰州采油厂，江苏 泰州 225300）

中国页岩油资源非常丰富，页岩油预测储量320 亿桶［1］。近年来长庆油田、大庆油田、胜利油田、华东油气田均陆续发现了可观的页岩油储量，并相继投入试开采阶段。与常规油井开采明显不同的是，页岩油采用水平井开采，分段大液量、大排量多级水力加砂压裂，套管自喷生产；在油井生产过程中，油井结蜡会使油流通道变小，流动阻力增加，导致油井减产，严重时会将油流通道全部堵死而停产。当油井内形成的蜡较多时，需要进行清蜡作业，以保证油井正常生产。

1 页岩油自喷生产结蜡特点

页岩油常温下为褐色膏状物，带有刺激性气味。页岩油中的轻馏分较少，汽油馏分一般仅为2.5%～2.7%；360℃以下馏分约占40%～50%；含蜡重油馏分约占25%～30%；渣油约占20%～30%；页岩油中含有大量石蜡，凝固点较高，含沥青质较低，含氮量高，属于含氮较高石蜡基油。各地所产的页岩油由于组成和性质不同，在密度、含蜡量、凝固点、沥青质、元素组成方面有很大差别，但碳氢质量比均在7～8左右。

开采初期：压裂投产，压力高，产量高，在井筒流速快，热交换充分，井口温度高，如SD1 井井口温度达到64℃，高于页岩油析蜡温度，井筒畅通无结蜡现象，生产正常。

开采中期：随着井口压力下降，产液量逐渐下降，井筒流速下降，井筒温度降低，低于页岩油析蜡温度，蜡在套管内表面析出结晶变大，油流通道变小，流动阻力增加，日产量下降，结蜡点在井深600～1 000 m之间。

2 自喷井清蜡技术现状

目前自喷井清蜡作业方式主要有两种：一种是常规的钢丝刮刀方式进行机械清蜡，另一种是通过连续油管作业清蜡解堵。

2.1 钢丝刮刀机械清蜡

通过试井车钢丝把清蜡刮刀带入井内，在井内进行多次提放作业，用刮刀将井内黏附在管壁的死油和蜡刮开、分解，然后通过铅锤疏通，打开生产通道，从而恢复井的正常生产。由于页岩油作业区自喷井都是套管生产的，井内无油管，套管内径为115 mm。采油树通常为KYS105/78 型，最小内通径为78 mm，树顶部测试防喷管内通径为62 mm，受此所限，只能选择小于62 mm 的刮刀进行机械清蜡，通常选择58 mm 的刮刀，2.8 mm 的高强度钢丝。由于所用的刮刀较小，作业中刮开的生产通道较小，套管内壁的结蜡清不干净，后期很快就会再次堵塞，影响生产。

2.2 连续油管作业清蜡

向井内下入连续油管，通过泵车向井内打入热油、热水，或进行高压射流钻磨作业等方式使蜡融化，打通被堵塞的生产通道，恢复井的正常生产［2］。这种方式清蜡效果较好，但是作业时动用设备较多，投入大、成本高、施工工艺复杂。

随着页岩油的规模化开采，上述两种方式已不能满足套管自喷井采油日常清蜡要求。

3 套管自喷井清蜡工艺

3.1 技术思路

页岩油Ø139.7 mm 套管自喷生产，蜡结晶体附着在套管内壁上，与Ø73 mm 油管生产相比，油流通道相对较大，因此扩大油流通道，清除套管内壁上的蜡，就能畅通油流通道，确保正常生产。井口采油树总生产阀门内通径较大（113 mm），大直径清蜡工具通过采油树下入井内清蜡可行［3］；其次，化学清蜡也是成熟的方法，定期向井筒内注入清蜡剂清蜡也是非常简单有效的手段［4］。

3.2 化学清蜡

3.2.1 清蜡剂优选

从页岩油特性看，页岩油更接近天然石油，目前基本选用油基型清蜡剂［5］。选择YQLJ-23 型、YQLJ-18 型两种油基清蜡剂，在30 ℃温下，针对页岩油井SD1井、常规油井S1-8井、S2-10井进行适应性评价。

在溶蜡效果方面，YQLJ-23 的平均溶蜡速率为0.055 g/min，YQLJ-18 的平均溶蜡速率为0.026 g/min。（见表1）。

表1 两种清蜡剂溶蜡效果评价

对两种清蜡剂80℃水浴保温24 h 后进行耐温性评价，可以看出两种清蜡剂耐温性较好，水浴后溶蜡速率变化不大，但微低于水浴保温前，可能是由于室内实验装置密封不严，使易挥发的有机溶剂（如二甲苯）挥发所致，具体实验数据见表2。

表2 两种清蜡剂耐温性评价 g·min-1

通过室内实验，YQLJ-23型、YQLJ-18型两种油基清蜡剂都有较好的稳定性，现场应用优选YQLJ-23型清蜡剂，会有好的清蜡效果。

3.2.2 化学清蜡工艺

油基清蜡剂以5%体积分数配比分散到水中，加温至75℃，泵注挤入深度1 000 m 以上井段，关井浸泡2 h，通过高温、清蜡剂双重作用溶化套管内壁表面的结蜡，后开井油嘴控制自喷生产。

3.3 机械清蜡［6］

通常采油树总阀门内通径130 mm，因此在原先油管钢丝刮刀机械清蜡工艺的基础上进行改进，采用大内径防喷管、大外径刮刀，完全可以满足大通径套管（内径115 mm）清蜡要求，大内径防喷管直接安装在采油树总阀门上部。

（1）防喷管内径：内径与总阀门内径相同，选用130 mm，承压35 MPa；

（2）刮刀外径：页岩油自喷井生产初期压力高，结蜡不严重，大外径刮刀井筒清蜡阻力大，生产中后期压力低，套管壁结蜡严重，井筒刮蜡需彻底，因此压力高于7 MPa 时，刮刀外径选用80 mm，压力低于7 MPa时，刮刀外径选用100 mm；

（3）清蜡缆索直径：100 mm 外径刮刀选用测井车上较为常见的5.6 mm 电缆；80 mm 外径刮刀选用2.8 mm清蜡钢丝。

（4）加重杆：根据实际需要，刮刀下部应配置加重杆，确保井筒清蜡作业顺畅，加重杆直径尽可能小，以减小入井阻力，其长度与防喷管长度匹配；其重量根据矿场经验公式G=（6～8）Pc确定（式中G为加重杆重量，kg；Pc为套管压力，MPa。），因此80 mm外径刮刀选用40 kg 加重杆，100 mm 外径刮刀选用80 kg加重杆。

3.4 清蜡工艺适应性分析

化学清蜡优选溶蜡速度快的油基清蜡剂，对于套管内壁结蜡体松软、附着量少的初期结蜡，清蜡效果显著，清蜡方式简单，但井筒浸泡需要关井，影响采油时效。

对于套管内壁结蜡体有一定厚度，附着结实的中期生产结蜡，化学清蜡难以彻底清干净，采用大通径刮刀机械清蜡，效果更彻底，但清蜡过程中存在操作不当、下井工具串连接不牢的风险，须防范工具落井。

4 现场应用

SD1 井是2020 年11 月自喷生产的一口页岩油井，初期含水26%，井口温度64℃，井口压力26 MPa，至2021 年6 月，含水49%，井口温度下降至39℃，井口压力11 MPa，产液量不断下降。综合分析存在结蜡可能，采用前述热化学清蜡后开井自喷生产至2021 年11 月3 日，含水60%，井口温度下降至31℃，井口压力7.9 MPa，11 月4 日，井口压力7 MPa,产液量降幅大，井筒结蜡较多且硬，定期采用大通径（80 mm）刮刀机械清蜡，维持自喷生产至今。

5 认识

（1）页岩油套管自喷生产，生产中期随着压力温度下降，存在结蜡现象，结蜡点深度在600～1 000 m；

（2）通常的机械清蜡、连续油管作业清蜡不能满足页岩油套管自喷生产清蜡要求；

（3）通过室内实验优选出化学清蜡剂及工艺方案，优化了大通径刮刀机械清蜡工具的参数；并对两种工艺的适应性进行了分析评价，满足套管自喷井不同生产阶段清蜡要求；

（4）SD1井现场应用表明，该清蜡技术满足了页岩油套管自喷井日常生产要求。