点滴加药技术在清防蜡工作中的效果评价

2022-10-10

一、概述

第五采油厂目前共有采油井3802口, 其中结蜡严重的油井约有593口占总数的15.6%。根据检泵井现场情况统计, 原油含水在50%以下的油井, 结蜡都非常严重。油井蜡卡是制约油井免修期的主要因素。

生产实践表明, 第五采油厂井结蜡主要具有以下特点:

(1) 结蜡位置主要集中在井深500m到井口处的油管内壁和油杆上, 结蜡厚度为2-5mm。 (2) 高产、低含水, 间歇性出油井结蜡严重。

二、油井结蜡分析

1. 油井结蜡机理

原油是一种混合物溶液, 除了油质以外, 还包括着固体的石蜡和半固体状态的石蜡以及沥青、胶质、泥沙等杂质。在高温、高压的地层中时, 石蜡完全溶解在其中, 但是在开采过程中, 当压力和温度下降到一定程度时, 原油中有助于溶解石蜡和胶质的轻质组分逐渐损失, 会破坏石蜡溶解在原油中的平衡条件, 石蜡便开始以结晶体析出, 一部分随原油流出, 一部分经过聚集, 粘附在油井设施的金属表面, 这就是常说的结蜡。

2. 影响结蜡的因素

影响结蜡的因素可以分为内因和外因, 内因主要是有原油的含蜡量、胶质所决定, 外因则由温度、压力、流速、含水量、结蜡固体表面润湿性和光滑程度等决定。

原油组成是影响结蜡的内因, 温度和压力等是影响结蜡的外因。

3. 结蜡分析

通过分析油井结蜡情况, 得出以下结论: (1) 原油中含蜡量越高, 油井结蜡越严重; (2) 油井开采后期较开采前期结蜡严重; (3) 表面粗糙或不干净的设备和油管易结蜡; (4) 出砂井易结蜡; (5) 低含水阶段结蜡严重, 含水量升高到一定程度后结蜡减轻; (6) 油层、井底的油管下部不易结蜡; (7) 高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重或者不结蜡; (8) 井口附近很少结蜡。

4. 结蜡对生产的影响

(1) 油杆管结蜡后, 将减少流体的过流面积, 增大流体的流动阻力, 增加抽油机的载荷, 容易造成机械损伤, 损耗电能。

(2) 结蜡严重会造成油井蜡卡或深井泵堵塞, 使油井减产或停产。

(3) 油管和抽油杆结蜡后, 使得悬点载荷增加, 油井产量下降;严重时堵死油管, 迫使油井停产。

(4) 抽油杆结蜡造成油杆长期超负荷运行, 影响到抽油杆的使用寿命, 容易造成断脱。

(5) 抽油井中深井泵的阀罩和进口处的地方容易结蜡。它的特点是:游动阀和固定阀同时受到结蜡影响, 不能灵活地开关, 从而引起漏失。

三、姬塬油田常用的清防蜡技术

1. 热力清蜡

热力清蜡的原理是通过提高油流及管子的温度, 熔化沉积在管壁上的蜡。在姬塬油田生产中热力清蜡是最常用的清蜡方法, 采用最多的是热水循环清蜡、蒸汽清蜡。

(1) 热水循环清蜡热水循环清蜡是指用热洗车将水加热以后, 通过在井筒中循环传热给井筒中的原油流体, 提高原油流体温度, 使蜡再次熔化在其中, 并随之流出, 从而达到清蜡的目的。其优点是不影响生产, 清蜡效果较明显, 不足之处是需要热洗车、罐车等配合, 成本较高。

(2) 蒸汽清蜡蒸汽清蜡是将井内油管起出来, 摆放整齐, 然后利用锅炉车的高压蒸汽融化并刺洗管内外的结蜡。其优点是清蜡效果好, 尤其对硬蜡, 不足之处是必须中断生产, 且需要锅炉车配合, 成本较高。

2. 强磁防蜡

原油是成份复杂的各种烃的混合物, 也是抗磁性物质。当原油通过达到足够大磁场强度及梯度的磁场时, 由于洛仑兹力的作用, 使得在结晶温度附近处于无序热运动中的蜡分子们, 获得了能量, 调整了彼此的磁撞方位, 改变分子排列结构, 从而防止蜡从溶液中析出, 使石蜡分子悬浮在石油中不易结晶析出, 达到防蜡的目的。优点是对部分油井效果较好, 不足之处是防蜡器成本高, 下防蜡器时必须停井, 起管柱, 使用范围有局限性。

3. 化学清防蜡

所谓油井化学防蜡就是通过加注化学药剂, 减弱油井结蜡速度, 改变原油的流动性, 减缓和抑制蜡晶的生成, 从而达到防蜡的目的。

清蜡剂清蜡是使用最多的清蜡方法, 按照原理可分为油基防蜡和水基防蜡, 目前姬塬油田用的清蜡剂为复合式, 具有油基防蜡和水基防蜡的特点。量具加药:量具加药就是用有刻度的量具将清蜡药剂计量后, 在油套环形空间加入清蜡剂, 使之在原油中溶解混合, 改变蜡晶结构或使蜡晶处于分散状态, 目前已成为一种有效的防蜡技术。

其优点是操作较方便, 成本较低, 清防蜡效果明显, 不足之处在未加药的时段效果较差, 且重复性操作造成工作强度大, 在未加药的时段效果较差。

四、点滴加药防蜡技术

1. 工作原理

点滴加药设备的工作原理, 就是远程终端发出指令, 通过调节电磁阀来控制加药计量泵, 按照加药要求, 将清蜡剂沿专用管路均匀输送至井口, 从油套环空加入井底, 发挥清防蜡的作用。

2. 现场应用及效果评价

2011年6月, 分别在冯地坑作业区耿114井组的5口油井进行安装试验。

由图2可以看出, 耿114井组长2流程五口油井在产量基本没有变化的情况下, 井组回压从2010年8月的0.5 MPa下降到了今年的0.4MPa, 下降了0.1 MPa。

由表1可以看出, 在进行常规加药时, 加药后短期时间内载荷、电流下降明显, 但是持续时间不长, 而安装点滴加药设备后, 油井的载荷、电流基本稳定, 一直处于较低状态, 效果良好。

五、结论及下步工作

1. 设备特点

通过现场试验, 可发现点滴加药设备具有如下特点:

(1) 有利于药液长久稳定地发挥作用, 提高了加药效果;

(2) 通过远程指令调整冲次, 以实现小流量滴药的目的, 减少了加药的成本;

(3) 工作压力范围可调广泛, 适合各种井口, 尤其对套气大的井效果明显。

2. 应用效果评价

(1) 远程控制, 自动加药, 不仅减轻了操作人员的劳动强度及车辆次数, 也改善了现场作业环境, 并能提高生产效率和经济效益, 确保了安全, 还能减少药、油污染, 保护环境方面起到决定性的作用, 运行效果显著。

(2) 安装点滴加药器的油井, 实现了长期稳定的加药量, 减弱油井结蜡速度, 减缓和抑制蜡晶的生成, 从而达到防蜡的目的。应用效果良好, 悬点载荷、上下电流相对稳定且降低明显, 在低成本运行的前提上, 达到了较好的清防蜡目的。

(3) 给油井加清蜡剂的同时, 热洗清蜡工艺能满足区块需要, 清蜡效果好但作业费用较高。强磁防蜡由于具有安装简单、使用方便、不消耗能源、不污染地层, 尤其是它避免了对油层造成的伤害, 后期管理难度小等优点, 防蜡效果有待进一步提高。清防蜡问题必须从各个生产环节考虑, 以提高原油采收率。

(4) 下步将继续开展点滴加药设备的效果跟踪与评价, 同时致力于通过对设备的改进、研究和试验, 实现同一设备, 同一管路, 不同剂量的加药功能 (加装支线分配器, 可调分配阀按设计量向支路供液来实现) 。

(5) 结合设备的特点, 多元化的利用设备, 开展清防蜡等多方面的试验工作, 进一步探索合理的清蜡工艺, 根据每口油井结蜡速度、蜡质、地层压力等参数的不同, 选择适应的清蜡工艺并不断优化。

总之, 通过长期的探索, 采取“以防为主, 清防结合”的方针, 经过不断试验与推广, 目前已配套形成以化学清蜡、热洗清蜡、检泵清蜡和强磁清蜡为核心的一套完整的清蜡体系, 整项工艺日趋完善, 技术应用形成了一定模式, 新技术的吸收应用能够适应油田发展的需要。通过对比分析, 选出最适用经济的清防蜡手段, 高效节能地开发好姬塬油田。

摘要：姬塬油田位于鄂尔多斯盆地, 是典型的低渗透区块代表, 油井结蜡已经成为影响生产的主要问题。本文从油井结蜡机理、影响因素等方面入手, 综合分析目前姬塬油田采用的清蜡工艺, 对点滴加药技术在现场应用的效果进行了评价。

关键词：点滴加药,清防蜡,分析