超低渗油田清防蜡技术的研究与应用

陈鹏 罗丹 高腾飞

延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 延安 716000

1 研究区油井结蜡现状概述

目前油井井筒清蜡方式以热洗为主，由于油井的地层压力普遍较低，洗井时会有大量洗井液漏入地层，因而对地层造成污染，降低油井产量；同时增加了排水期，影响原油生产。油井热洗一般要配一辆热洗车，一辆接喷车，施工成本2350元/井，费用较高；结蜡井要定期频繁的加入清蜡剂，增加了人力和成本。为了解决上述问题，开展油管电加热清蜡试验并推广。截止目前，油管电加热清蜡在各油田已广泛试验，其中辽河油田实施近500井、大庆油田实施400余井、吉林油田实施200余井、冀东油田实施180余井。辽河油田2002年开始为了开采熔点90℃的高凝油，最初用空心抽油杆带电缆进行加热，成本高；之后试验油套回路加热，在加热点下放入油套接触器，油管和套管间用绝缘扶正器，在距井口以下1m左右加上绝缘短接，形成回路加热；该技术使用效果良好，逐步扩大至常规油井结蜡治理[1]。

2 油井井筒清防蜡工艺适应性分析

对比几种常见油井清防蜡工艺的优缺点，运用“四步筛选法”科学制定加药及热洗计划，避免技术升级实施补救措施，并严格执行“现场实测电流决定热洗温度和时间＋数字化载荷变化观察效果”的热洗管理理念，实现源头控制，进一步合理压缩费用。

2.1 油井井筒化学清防蜡技术分析

优选井实施“油管电加热清蜡、水平井隔漏热洗管柱优化、清防蜡剂混合应用”3种清蜡工艺，同时与内涂层防蜡油管进行效果评价与效益比对，见表1。

表1 热洗清蜡优缺点对比表

油管电加热清蜡技术原理是结蜡点以下合适位置加装油套短接器，井口加绝缘短节，通直流电使油套管形成回路加热。该方法操作性强，可根据载荷变化随时通电清蜡。但风险点为井下电缆等附件增加，存在损坏落井风险。水平井隔漏热洗管柱优化技术原理为该封隔器实现生产时不坐封，通过油管憋压2～3MPa坐封，洗井时能阻止洗井液进入油层，洗完后自动解封，不影响正常生产及测试。该方法热洗效率高，缩短热洗回路，减少洗井液用量，防止油层污染，技术参数为最大外径114mm，最小内径62mm，最大工作压差20MPa，最高工作温度120℃，封隔器坐封压力2～3MPa。通过管理提升和技术手段，实现降低单井治理成本的目的，见表2。

表2 油井井筒清防蜡成本预算

通过利用本方法，一方面单井治理成本下降，用于日常维护投入费用451万元，较去年下降103万元，平均单井治理成本由1.46万元下降至1.19万元，下降0.27万元/年[2]。

2.2 油井井筒化学清防蜡剂混合应用

从研究区中筛选了结蜡严重的7口油井，进行F-1和F-2交替投加药剂现场试验，试验井试验前后基本数据如表3、表4所示。

表3 清防结合试验井试验前后基本数据

由表3得，在交替投加F-1和F-2后，试验井产液量和产油量略有下降，含水略有增高。

由表4得，在交替投加F-1和F-2后，抽油杆上行最大载荷下降了0.5kN，下行最小载荷增加了0.4kN，结蜡周期延长了18.4天。

综上所述，经过3种药剂投加试验后得到如表5所示结果。

表5 种药剂投加试验后结果

从降低载荷角度考虑，可选取投加F-1清蜡剂，可适当延长结蜡周期，适用于泵挂较深的油井，防止油井因结蜡载荷变大造成抽油杆断脱。从延长结蜡周期角度考虑，可选取投加F-2防蜡剂。投加F-1和投加F-2与交替投加F-1和F-2，也可适当的延长结蜡周期，但是优先考虑前2种方法。防蜡剂F-2投加最佳时机为油井热洗后，管壁清洁后，防蜡剂附着后，可阻止蜡晶的沉积，延长油井结蜡周期。为此，开展油井井筒清防蜡工艺的另一种研究。

3 油管电加热清蜡技术原理

油管电加热时，在油管、套管和地面电加热设备间形成回路。根据Q=I2RT，油管具有电阻，通过大电流而发热。因套管直径大于油管直径，一般套管截面积是油管的3倍左右，油管电阻大，大部分功率用在油管发热。当油管的温度达到一定值时，结晶在油管壁上的蜡就会逐渐熔化脱落，随油井产液排出，从而达到清蜡目的。

图1 电加热清蜡井口电极连接示意

4 油管电加热清蜡技术特点

本试验油管电加热技术主要从两个方面进行了改进：一是用高频大功率直流电代替之前应用的中频交流电，实现更安全，更节能。二是用绝缘井口装置替换绝缘短接，提高了绝缘稳定性和耐久性。

4.1 大功率高频电加热设备

使用试验单位有自主专利的SDHD型电加热设备，将井场生产用交流电转换为低压直流电，最大输出电流500A，输出电压30～150V，符合生产现场安全规定，转化效率高。

4.2 绝缘井口装置

井口绝缘装置主要由外径330mm，内径140mm的进口高密绝缘材料绝缘板、绝缘密封圈、绝缘螺丝垫和及绝缘螺丝套组成。使油管和套管在井口绝缘。密封压力10MPa以上，下挂重量80t时仍可确保密封和绝缘正常。

4.3 绝缘扶正器

在井口和油套接触器之间，每根油管装一个绝缘扶正器，防止油套接触。外径118mm，内径74mm，可套在73mm油管上。

4.4 油套接触器

安装在结蜡点以下，让油管和套管形成回路，不影响测液面，试验井一般下深350～700m之间。外径126.4mm（带弹簧）、114（弹簧收回），在确保油套管接触良好的同时便于起下管柱、防治遇阻。

5 油管电加热清蜡现场试验及效果分析

5.1 整体实施情况

针对该技术适应性，优选结蜡严重、热洗频次高或隔采无法加药、热洗井进行试验，共下入工具8口，实施电加热7口10井次；加热后最大载荷平均下降1.2kN，井组管线未发生返蜡造成回压上升现象。

5.2 典型单井分析

H53-2（11.29m3/4.3t/54.7%）6月18日该井因结蜡严重卡泵上修，起出管柱井口下1-50根油管结蜡严重，前期2天加入一次清蜡剂，加药浓度200×10-6，热洗周期30～45天，6月19日完井时下入电加热清蜡装置。7月30日功图对比显示最大载荷上升，最小载荷下降，井筒轻微结蜡，作业区申请实施电加热清蜡。H53-2井8月3日进行电加热清蜡，清蜡时长6h（12：00—18：00），输入电压380V，输出电压35V，输出电流600A，加热功率21kW，通过清蜡前后数据对比，上行电流下降3.6A，载荷、功图变化不明显[3]。

6 结束语

通过对比目前油井井筒清防蜡工艺的优缺点，并提出三种清防蜡技术，电加热清蜡与常规热洗清蜡效果接近，同时不产生废水、不结垢、不污染地层。常规热洗2350元/井；电加热清蜡初期下入油套接触器、油管绝缘扶正器等附件时投资平均7000元/井，下入后可长期使用；清蜡时技术服务费1500元/井；用电约180kWh，折合电费108元/井。同一口井按照热洗8次计算，常规热洗需1.88万元；电加热清蜡费用为0.7+0.1608×8=1.9864万元，当一个检泵周期内一口井热洗达到9次或以上时，电加热清蜡效益优于常规热洗清蜡。现场实际年热洗9次及以上的油井数量极少，且正在逐步配套防蜡油管，可从根本上停止清蜡、无需加药。