低能井泵车热洗清蜡不足问题及解决方案

2022-06-16孔红芳

石油石化节能 2022年5期

孔红芳

（大港油田第五采油厂）

在原油开采过程中，原油从地层上升到井口，随着压力和温度不断降低，“蜡”就会从原油中析出，形成颗粒并不断地黏结在油管和抽油杆壁上，缩小油管内的油流通道增加油流阻力，增大抽油杆应力，加剧抽油杆的破坏程度，严重时蜡卡、蜡堵、抽油杆断脱造成死井。因此，清蜡是在含蜡油井生产管理中十分重要的技术措施。热洗清蜡是抽油井日常维护管理和延长油井检泵周期最有效的手段，对保障油井的正常生产起到了至关重要的作用。目前，常用的清蜡热洗装置有空心抽油杆热洗[1]、自能热洗[2-3]、高温蒸汽热洗[4-5]等，但这些热洗装置投入成本较高、热洗时间长、燃料消耗量大。大港油田普遍采用地面泵车以热水（油）洗井清蜡方式为主。

1 问题的提出

泵车热洗是泵车将洗井液（活性热水或原油）加热到100 ℃以上，加压后从井口套管泵入到油管与套管的环形空间内，高温洗井液再经筛管在抽油泵的抽汲作用下进入油管，将沉积在油管和抽油杆上的蜡融化，蜡随洗井液和原油返出地面，达到清蜡的目的，泵车热洗基本原理见图1。该方法广泛适用于抽油机井。大港油田采油五厂有361 口油井实施泵车热洗，年实施700 余井次。

图1 泵车热洗基本原理

由于油井结蜡井段一般在井筒的中、上部，常规泵车清蜡工艺热洗时洗井液需要对整个井筒进行循环，需要大量的洗井液、燃料和作业时间。由于洗井路径长，热量损失大，当洗井液循环到井筒中、上部结蜡井段时，温度下降，无法达到化蜡需求，该洗井工艺会浪费1/3～2/3 的高温洗井液，热洗效率较低。低能井由于地层压力低，热洗过程中一部分洗井液漏失进入地层，使进入井筒中的洗井液排量达不到要求，造成排蜡不彻底，在热洗过程中极易造成蜡卡并发生躺井事故；漏失严重的油层，洗井液侵入地层造成油层污染和黏土膨胀，会使水敏地层的渗透率降低，影响油井的产量；出砂井进入油层的洗井液冲刷近井地带，洗井后随产出液采出，易造成油井砂卡泵、砂埋油层。

2 解决方案

为解决低能井在泵车热洗时洗井液漏失污染油层和清蜡不足造成砂、蜡卡等问题，参考油层保护封隔器[6]、遇水膨胀封隔器[7]原理，借鉴油井不压井热洗清蜡装置[8]和温控短路热洗清蜡防漏管柱[9]的成功经验，研制了泵上温控洗井装置。采用洗井阀与温控封隔器[10]一体化组合，在泵上位置封住油套环形空间，减少能量损失，阻断洗井液与油层连通通道，保护油层，提高热洗质量。

2.1 结构设计

泵上温控洗井装置见图2，为洗井阀和温控封隔器的双独立设计，其中温控封隔器由膨胀机构、传力机构和解封机构组成。

图2 泵上温控洗井装置

2.2 工作原理及主要参数

将该装置连接管柱上，并下入预定位置（一般在抽油泵以上、结蜡井段以下位置）。热洗时，向油套环形空间内注入高温洗井液，泵上温控洗井装置的感温体受热膨胀，推动滑套，压缩胶筒，使胶筒径向膨胀，座封油套环形空间。随着油套环形空间内的压力升高，弹簧受压缩，洗井阀打开，露出连通油管与套管的阀孔，高温洗井液从阀孔进入油管上部井段循环清蜡。同时，膨胀的胶筒阻止了洗井液侵入地层，起到了保护油层的作用。当热洗完成停泵后，油套环形空间内的压力下降，被压缩的弹簧靠回复力复位，洗井阀孔关闭。随着井筒内的洗井液温度下降，感温体冷却后收缩，胶筒依靠弹性恢复原状，油套解除，油井恢复正常生产状态。泵上温控洗井装置主要参数见表1。

表1 泵上温控洗井装置主要参数

3 现场应用

3.1 应用情况

泵上温控洗井装置在某油田现场应用，洗井过程为：开始迅速升温至95 ℃以上，排量8 m3/h，泵压升至3 MPa；30 min 左右泵压下降至2 MPa，油压升至1 MPa，温度上升至40 ℃，井口取样流量增大，温度升高说明泵上温控洗井装置已启动，循环通道打开，洗井液进入油管并随油井产出液返出；之后排量调至10 m3/h，观察取样温度升至63 ℃，说明正在熔蜡，用时约30 min；排量加大到12 m3/h，熔蜡的同时进行排蜡，用时约50 min；熄火、降温，停止洗井，用时约5 min。整个洗井过程用时2 h，平均排量11 m3/h。

该装置应用效果前后对比见表2，使用泵上温控洗井装置进行泵车热洗，单井单次直接减少洗井用原油10 m3，热洗时间缩短40%，洗井周期延长1/3，产量恢复期降至0 天，效果显著。