磁防蜡磁降黏技术在高升油田的应用

2023-02-21

1 区块概况

1.1 雷家地区概况

雷家地区位于高升油田南部, 构造面积20.9Km2, 主要开发目的层为莲花油层, 含油面积8.9Km2, 地质储量1494×104t。雷家地区分为雷11和雷64两个区块, 原油为稀油, 原油含蜡量较高, 平均在10%以上。雷家区块原油含蜡量高, 油井杆管结蜡严重, 目前主要的维护措施为热洗清蜡, 油井平均洗井周期为31天左右。热洗清蜡存在诸多缺点:频繁洗井费用较高, 而且占用油井正常生产时间, 影响油井产量;洗井液漏失, 易污染地层;洗井过程中, 蜡块过度堆积, 易造成卡泵。因此, 需寻求合适的清防蜡工艺技术, 以减缓油井杆管结蜡, 延长油井洗井周期。

1.2 牛心坨油田概况

牛心坨油田地理上位于辽宁省台安县东北15km处, 构造上位于辽河断陷西部凹陷北端, 是牛心坨断裂背斜构造带南部的一个断块。牛心坨油田属于高凝稠油, 具有高凝油和稠油的双重特性, 原油黏度400-6973.6MPa·s;凝固点32-50℃。牛心坨油田油层深度平均在2000米以上, 地层原油黏度较高, 流动性差, 入泵比较困难, 影响油井产能;由于闭式热水循环工艺和空心杆内电缆加热工艺均没有实现全井段加热, 在油层以上的一段井筒内, 原油黏度较大, 摩擦阻力大, 使油井负荷增大, 井筒举升困难。因此, 需寻求合适的原油降凝降黏工艺, 以解决油层以上部分井段的原油降黏的问题。

2 磁技术简介

在石油工业应用磁技术, 起源于20世纪60年代前苏联;我国于1984年在大庆油田开始研究与应用, 随着近十几年高性能稀土永磁材料的出现, 磁技术得到了迅速发展, 磁防蜡、磁降凝降黏技术在油田开始规模性应用。

2.1 机理

由于原油为抗磁性物质, 当原油通过磁场时, 烷烃分子中的质子外电子的自旋磁距受到磁场作用后产生微小的改变 (相对电子运行轨道而言) , 即产生一个瞬时的诱导磁距, 诱导磁距的产生破坏了石蜡分子结晶时的定向排列, 使蜡晶不易聚集, 破坏和延长蜡晶的生成, 起到防蜡的作用;同时, 磁化作用破坏了原油各烃类分子间的作用力, 使分子间的聚合力减弱, 其中的胶质和沥青以分散相而不是缔结相溶解在原油中, 从而使原油的黏度降低, 流动性增强。原油受磁场作用时间很短, 诱导磁距是逐渐消失的, 由此而引起的原油物理性质的变化也是逐渐消失的, 磁化作用一定时间后, 原油的性质会自动恢复原态。

2.2 技术关键

磁技术具有较强的针对性, 不能用统一的工具 (磁场强度、磁路) 解决整个区块或不同区块的油井问题, 必须根据油井的原油性质和实施的目的 (防蜡或降黏) 选择最优的磁路、磁场强度和永磁材料的耐温性, 之后通过现场试验来进一步完善。

2.3 磁化器简介

目前现场应用的磁化器分为杆式磁化器 (磁化杆) 和管式磁化器 (磁化管) , 杆式磁化器连接于抽油杆上, 管式磁化器安装在泵下。图为杆式磁化器及其核心部件磁钢的实物图。

3 现场应用情况及效果分析

磁防蜡磁降黏技术经过多年的发展, 目前已经成为一项比较成熟的技术, 而且磁化器结构简单, 施工方便, 对油井无负作用, 且无需额外的维护工序。从2000年起, 我厂开始规模实施该技术。

雷家地区主要在产液量>2t/d、含水<50%且洗井周期30天以下的油井上实施磁防蜡措施, 少部分油井因为出乳化油严重导致效果不明显, 其他大部分油井洗井周期均有不同程度的延长, 平均单井洗井周期由29.3天延长到46.5天。提高了油井的采油时率, 减少了洗井液对油层的污染, 降低了员工的劳动强度, 社会效益比较明显。牛心坨油田主要在油层深度较大 (如开采潜山油层和开采N3以下油层的油井, 其油层深度均在2000米以上) 、原油黏度较高的油井上实施磁降凝降黏措施。取得比较好的效果。