摘要:在原油的生产过程中,结蜡问题是普遍存在的重要问题。油田开采之前,蜡能完全溶解在高温、高压的原油中,而在运输过程中,随着温度和压力的下降,原油溶蜡能力降低。因此,有必要对原油管道清防蜡技术进行研究和分析。本文针对永安油田的井筒结蜡问题,研究永安油田油井井筒结蜡机理以及相应的防蜡、清蜡措施。
关键词:清防蜡;措施;实施
引言
油井结蜡,是国内外各油田在石油开采过程管理中必须要面对的一个课题。由于含蜡的原油,在从油层流动到井底,再从井底举升到井口,以及再流入地面管道的一系列流动过程中,随着温度、压力、流速、相态等外在和内在条件的不断变化,原油中所含的蜡就会不断地析出、聚集、沉积,因此产生了油井结蜡的问题。
1化学药剂清、防蜡技术
目前油田普遍采用化学药剂对油井进行清蜡和防蜡。将优选出的匹配油井结蜡特性化学药剂,由套管闸门注入油套环形空间,与井筒内的油水混合物混合产生作用。这种方法最大的优点是,不影响油井正常生产和其他作业。在起到清防蜡的效果外,同时还能达到降凝、降粘、解堵的作用。液体清防蜡剂主要可分为油溶型、水溶型、乳液型三种。除液体清防蜡剂外,还有一种固体防蜡剂。这类化学药剂通常被称为蜡晶改进剂或者蜡晶分散剂。永安油田结蜡井所使用的化学清防蜡剂主要是水溶型,使用时可与热水按一定比例混合,不仅能够提高溶蜡速度,也能保证冷却后的蜡晶分散效果。这一结论是通过现场进行的一项简单的清防蜡剂溶蜡实验得出的,实验过程如下:
(1)取得某结蜡井凝固蜡样30g,分三份放入三个纸杯中,编为1号、2号、3号;
(2)向1号杯中倒入60℃热水30ml,向杯2号杯中倒入20℃清防蜡剂30ml,向3号杯中倒入60℃浓度50%的清防蜡剂水溶液30ml;
(3)观察三个杯中蜡样的溶解情况:
1号杯中蜡样完全溶解时间为30s,30分钟后水温冷却至25℃,溶解的蜡凝固于杯壁。
2号杯中蜡样未能在30分钟内完全溶解。
3号杯中蜡样完全溶解时间为25s,30分钟后溶液温度冷却至25℃,溶解的蜡始终均匀分散与溶液中。
现场加清防蜡剂存在的另一个问题,是油井套压较高,药剂入井不畅的问题。为解决这一问题,现场采用了一种较为轻便的井口加药装置。将加药装置与套管闸门连接。加药前,关闭套管闸门,打开加药阀放空。药剂箱内压力排空后,向内注入适量药剂。注药完毕关闭加药阀。缓慢、小幅度打开套管闸门,井筒与药剂箱联通,压力达到平衡。此时,药剂依靠自身重力流入到油套环空。该装置经过体积小型化的改良之后,不仅可以固定在单井井口,也可以随时移装别处,成本低廉,使用方便,目前在永安油田应用比较普遍。
2 热载体循环洗井清蜡技术
热载体洗井清蜡技术中,锅炉车热洗技术相对最为成熟,最为经济,因此在采油生产一线应用最广。此外,使用化学清防蜡剂也是重要的辅助措施。但是从大量的现场情况来看,仅仅采用以上两种方式进行清蜡还不能满足实际生产需要。其中的主要原因是油井井况各不相同,包括液量、泵挂、动液面、井底温度、原油物性等因素都对井筒的结蜡状况产生影响,也对热洗措施产生重要的影响。例如,供液能力较差,动液面测不出的油井热洗清蜡的效果往往是不明显的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,对结蜡井进行分类是必要的。对于产液量较高、含水率较低的结蜡井,可以采用热油循环洗井方式。应当注意的是,入井液的井口温度应当控制在 120℃以上,单次循环的液量至少 30m3左右,循环时间应不少于 3h。
对与产液量较低、含水率较低、液面比较深的结蜡井,可以采用高压锅炉车热洗。洗井前可套管加 25~50kg 清防蜡剂。热洗时间控制在 4h 左右,入井液温度保持 100℃。热洗过程中必须保持抽油机正常生产,以保证排出溶化的蜡。在生产实践中,现场逐渐摸索出一些较为新颖的热载体清蜡措施或措施组合,在油井清蜡、防蜡过程中起到了良好的效果。主要包括:高压锅炉车热洗、热油循环、大排量热液洗井、电泵产出液热洗。对油井实施清防蜡措施见效后,在功图上的表现为:最大载荷下降,最小载荷上升,功图面积减小。
(1)套加热液法的应用
套加热液就是使用水泥车快速将一定量温度在 60℃以上的热液灌入结蜡油井套管,起到油管清蜡排蜡的目的。在现场实施过程中,效果比较明显。
(2)电泵产出液反洗法的应用
这种方法原理上与前者相同。是利用结蜡油井邻近电泵井的产出液来作为热介质进行反洗,达到清蜡效果。这种方法有几个优点,一是电泵产出液温度高,通常在 70℃左右,无需车辆运输,在施工过程中的热损失较小;二是电泵产出液含油,对蜡具有一定的溶解作用,能够促进清蜡作用;三是电泵产出液与相邻抽油机井产自同一地层,流体配伍性较好,产生水敏的可能性最低,对地层的伤害也最低。
3空心杆电加热技术
空心杆加热技术也叫做电热空心抽油杆技术。其基本工作原理是遵循焦耳-楞次定理,将电能高效转化为热能,提高油管内流体的温度,已达到防蜡清蜡的目的。现阶段,永安油田在用的是被称为空心抽油杆三相电缆加热法。
(1)结构和原理
在抽油机井中,将三相加热电缆芯线以 Y 结法相联,配有电缆头、加重杆,下入充满散介质的空心抽油杆内;空心光杆顶部按照电缆悬挂器、散热介质入口装置、电缆护照装置;将地面电缆、三相加热电缆、温度传感器、电控柜和 380V 电源联成回路。
(2)使用特点
空心抽油杆使用的三相加热电缆,能使电网保持三相平衡,在功率相同的情况下,单相工作电流比三相工作电流高出了 1.732 倍,这样可以延长设备使用寿命。在空心抽油杆内注入的散热介质为导热良好的变压器油,能够将加热电缆的热量有效地传导至抽油杆本体,同时起到了良好的绝缘效果,对延长电缆使用寿命也非常有利。
结束语
综上所述,综观整个油田,常用的防蜡、清蜡技术,以热力清蜡和化学药剂清防蜡技术为主。现场较为常见的还包括机械清蜡、表面能防蜡技术、强磁防蜡技术。近年来新出现了微生物清防蜡技术,由于成本等方面的原因,微生物清防蜡技术在永安油田尚未实施。从几种常用的技术来看,化学药剂清防蜡和热力清防蜡技术的效果最为稳定,使用最为方便,成本最为经济。但是由于生产现场的条件复杂,井况变化多样,单一使用某种技术,有时难以达到理想效果。因此,必须在现有技术的基础上进行合理创新,才能不断满足生产需要。
参考文献:
[1]杨红静,杨树章,马廷丽,等.清防蜡技术的研究及应用[J].表面技术,2017,46(3):130-137.
[2]唐立杰,赵海林,孙宏晶,等.物理清防蜡技术的研究现状分析[J].价值工程,2010(31):153-154.
论文作者:牛艳丽1,宋秀艳2,朱广海3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
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