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摘 要:随着油田综合含水的不断上升,油井腐蚀、结垢、管杆偏磨、结蜡等成为了油田生产发展的制约因素。对此开展的油井综合治理技术研究,采用了新型防砂防垢泵、固体缓释防蜡器、内衬油管等新技术,取得了很好的效果。
关键词:综合治理 腐蚀 结垢 偏磨 结蜡
一、前言
随着油田综合含水的不断上升,油井井筒状况日趋复杂,结蜡、出砂、套损等多因素的逐渐成为影响油井正常生产的主要因素,在一定程度上制约了油井免修期的保持和延长,大大的增加了油井作业工作量,给全厂的生产和成本带来了巨大的压力。针对这些制约因素,我们开展了CB油田油井综合治理技术的研究与应用,通过现场实施,取得了非常好的效果,有效降低了生产作业成本。
二、影响CB油田油井生产的因素
1.大斜度定向井多,井斜大,油井管杆偏磨严重
CB地区河流水网密布,地下含油断块小、碎、贫、散,油田的开发在地面位置上受河流、水网限制,地下受到断块等因素的制约,大斜度定向井成为开发这类油田最为经济有效手段。CB油田井斜在30°以上的油井占74.7%。这类油井共同特点是井身结构复杂、井斜角大、斜井段长、全角变化率大、狗腿多。许多大斜度定向油井出现了严重的油管、抽油杆偏磨问题,大大地缩短了油井免修期。
2.结蜡仍然十分严重
结蜡是困绕油井生产的一个普遍问题,我厂所管辖油田中多数油井原油物性差、原油含蜡高,如CB油田原油平均含蜡高达21.27%,部分油井原油具有高密度、高粘度、高含蜡的三高特点。在生产过程中,蜡在井筒、管杆上积累,油井极易蜡卡、断脱,造成频繁检泵。
三、CB油田油井综合治理技术研究
针对CB油田开发过程中油井生产上出现的现场情况,结合油井生产特点,我们开展了针对性研究与攻关工作, 主要有以下4个方面的工作:(1)针对油井出砂、结垢,易造成油井卡泵、凡尔失灵的问题,开展了新型防砂泵的研究改进,在CB油田应用; (2)针对井筒结蜡严重的油井,开展井下防蜡技术研究,引进应用井下固体防蜡器;(3)开展油井加药、热洗效果跟踪评价工作,优化加药、热洗方案。(4)针对油井偏磨问题,结合油井实际情况,推广应用防偏磨配套工艺。
1.新型防砂泵的研究应用
在油井生产过程中,产出物中的砂、垢、腐蚀产物等在泵筒沉积极易造成卡泵(柱塞卡)、固定凡尔失效(凡尔失漏、失灵、卡)等油井故障,影响油井的正常生产。2010年1月至9月全厂油井因固定凡尔失效作业68井次、占检泵工作量的22.4%,卡泵38井次,占检泵工作量的12.5%。因此开展新型防砂防垢泵研究,优化防砂泵的结构及固定凡尔座的结构,减少砂、垢对凡尔工况的影响,减少深井泵故障率。新型防砂泵在研究设计进行了攻关,采用了四项新技术:
1.1采用长柱塞结构设计,防止柱塞砂/垢卡
防砂泵采用长柱塞结构设计,柱塞长,泵筒短,在整个抽汲过程中,始终有一部分柱塞处于泵筒之外,抽汲过程中下沉的固体颗粒物不能进入泵筒,只能沿沉砂环空进入泵下沉砂尾管。因此,在生产过程中不会发生卡泵等故障。
1.2设计采用双尾管沉砂结构,防止固定凡尔砂/垢卡
传统的防砂采用单沉砂尾管设计,容易出现固定凡凡尔砂/垢卡,针对这一问题,在设计时采用了双尾管沉砂结构,即除了泵下沉砂尾管外,为固定凡尔设计一个沉砂空间,减少固定凡尔砂/垢卡问题。
1.3固定凡尔罩设计采用伞形防砂/垢设计,防止凡尔球砂埋
常规泵固定凡尔罩采用梅花形挡板结构,固定凡尔“裸露”在上部空间中,砂垢的沉积极易造成凡尔球砂埋,出现凡尔失灵,这是我厂油井常见的故障,为此给凡尔球设计一个伞形防砂/垢罩,使固体颗粒深入中心尾管沉砂腔中。
1.4设计改进游动凡尔罩结构,降低凡尔罩断故障率
常规泵游动凡尔罩结构采用的是一体化设计,即:出液孔与凡尔罩设计在一起,受泵筒直径空间的限制,在凡尔球撞击、液流冲击等多因素的影响下,凡尔罩成为该结构最薄弱的环节,凡尔罩断故障率较高。为此对该传统结构进行改进,采用分体式结构设计,将出液孔与凡尔罩分开,凡尔罩不受凡尔球撞击,寿命大大延长。
目前在CB油田应用新型防砂泵6井次,目前5口井均生产正常,最长天数达到了438天,效果较好。
2.井下防蜡技术引进与应用
对于部分结蜡井存在加药困难的问题(如套压高、井下封隔器等),引进应用了井下防蜡技术,将井下防蜡工具随着生产管柱下入井筒内,达到油井防蜡目的。油井生产过程中随着产出液在防蜡器中心管中流动,固体清蜡剂被缓慢溶解释到产出液中,从而起到清防蜡的作用。通过筛选,选用了 YHSFL-89型固体缓释防蜡器。
YHSFL-89固体缓释防蜡器核心是固体清蜡剂,采用的多种高分子聚合物及超浓缩固体防蜡降凝剂合成,药剂在石蜡结晶过程中起到晶核、共晶或吸附作用,使原油中的石蜡形成更多的小晶体,阻止蜡晶在油管壁和抽油杆上聚集和长大,结果使原油中的石蜡结晶形态改变,晶体变小,结构强度降低,彼此不易形成网络结构,因而低温流动性也得到改善,原油的屈服值降低,凝固点也大幅度降低。
自2011年初引进井下固体缓释防蜡器以来,先后在CB油田推广应用了5口井。
3.内衬油管的引进与应用
内衬HDPE/EXPE防腐抗磨油管是将超高密度聚乙烯新材料,通过特种挤出工艺,采用隔离原理,可靠地内衬在油田通用的油管(∮73mm、∮89mm)内壁。因而具有:①具有抗偏磨和抗腐蚀特性;②内壁光滑,具有较好的防垢、防性能蜡;③不改变现行的作业工艺,不影响作业,不需要特殊的作业工具,也不需要井下专用工具。因此,内衬油管具有摩擦系数小、耐磨性能强等优点。
从部分作业井起出的内衬油管和抽油杆使用情况看,管杆偏磨现场得到了明显的改善,其中变化最为明显的是:抽油杆接箍磨损量大减少。对比C3-3井以往存在偏磨严重井段的抽油杆接箍,接箍磨损量不到原来的1/5。
四、CB油田油井综合治理应用效果
延长了CB油田油井检泵周期、减少了作业井次:通过CB油田油井综合治理技术研究CB油田检泵周期得到进一步延长,由2010年的674.5天延长至2011年的678天,延长3.5天。2011年检泵作业井总井次为64井次减少作业井次8井次,节约作业费用120万元。
参考文献
[1]罗英俊、万仁溥主编 《采油技术手册》 石油工业出版社2005年3月第3版第1次印刷.
作者簡介:雷佳(1986-)男 ,汉,湖北蕲春县人,2008年毕业于中国石油大学(北京)石油工程专业,助理工程师,主要从事采油技术管理工作。
关键词:综合治理 腐蚀 结垢 偏磨 结蜡
一、前言
随着油田综合含水的不断上升,油井井筒状况日趋复杂,结蜡、出砂、套损等多因素的逐渐成为影响油井正常生产的主要因素,在一定程度上制约了油井免修期的保持和延长,大大的增加了油井作业工作量,给全厂的生产和成本带来了巨大的压力。针对这些制约因素,我们开展了CB油田油井综合治理技术的研究与应用,通过现场实施,取得了非常好的效果,有效降低了生产作业成本。
二、影响CB油田油井生产的因素
1.大斜度定向井多,井斜大,油井管杆偏磨严重
CB地区河流水网密布,地下含油断块小、碎、贫、散,油田的开发在地面位置上受河流、水网限制,地下受到断块等因素的制约,大斜度定向井成为开发这类油田最为经济有效手段。CB油田井斜在30°以上的油井占74.7%。这类油井共同特点是井身结构复杂、井斜角大、斜井段长、全角变化率大、狗腿多。许多大斜度定向油井出现了严重的油管、抽油杆偏磨问题,大大地缩短了油井免修期。
2.结蜡仍然十分严重
结蜡是困绕油井生产的一个普遍问题,我厂所管辖油田中多数油井原油物性差、原油含蜡高,如CB油田原油平均含蜡高达21.27%,部分油井原油具有高密度、高粘度、高含蜡的三高特点。在生产过程中,蜡在井筒、管杆上积累,油井极易蜡卡、断脱,造成频繁检泵。
三、CB油田油井综合治理技术研究
针对CB油田开发过程中油井生产上出现的现场情况,结合油井生产特点,我们开展了针对性研究与攻关工作, 主要有以下4个方面的工作:(1)针对油井出砂、结垢,易造成油井卡泵、凡尔失灵的问题,开展了新型防砂泵的研究改进,在CB油田应用; (2)针对井筒结蜡严重的油井,开展井下防蜡技术研究,引进应用井下固体防蜡器;(3)开展油井加药、热洗效果跟踪评价工作,优化加药、热洗方案。(4)针对油井偏磨问题,结合油井实际情况,推广应用防偏磨配套工艺。
1.新型防砂泵的研究应用
在油井生产过程中,产出物中的砂、垢、腐蚀产物等在泵筒沉积极易造成卡泵(柱塞卡)、固定凡尔失效(凡尔失漏、失灵、卡)等油井故障,影响油井的正常生产。2010年1月至9月全厂油井因固定凡尔失效作业68井次、占检泵工作量的22.4%,卡泵38井次,占检泵工作量的12.5%。因此开展新型防砂防垢泵研究,优化防砂泵的结构及固定凡尔座的结构,减少砂、垢对凡尔工况的影响,减少深井泵故障率。新型防砂泵在研究设计进行了攻关,采用了四项新技术:
1.1采用长柱塞结构设计,防止柱塞砂/垢卡
防砂泵采用长柱塞结构设计,柱塞长,泵筒短,在整个抽汲过程中,始终有一部分柱塞处于泵筒之外,抽汲过程中下沉的固体颗粒物不能进入泵筒,只能沿沉砂环空进入泵下沉砂尾管。因此,在生产过程中不会发生卡泵等故障。
1.2设计采用双尾管沉砂结构,防止固定凡尔砂/垢卡
传统的防砂采用单沉砂尾管设计,容易出现固定凡凡尔砂/垢卡,针对这一问题,在设计时采用了双尾管沉砂结构,即除了泵下沉砂尾管外,为固定凡尔设计一个沉砂空间,减少固定凡尔砂/垢卡问题。
1.3固定凡尔罩设计采用伞形防砂/垢设计,防止凡尔球砂埋
常规泵固定凡尔罩采用梅花形挡板结构,固定凡尔“裸露”在上部空间中,砂垢的沉积极易造成凡尔球砂埋,出现凡尔失灵,这是我厂油井常见的故障,为此给凡尔球设计一个伞形防砂/垢罩,使固体颗粒深入中心尾管沉砂腔中。
1.4设计改进游动凡尔罩结构,降低凡尔罩断故障率
常规泵游动凡尔罩结构采用的是一体化设计,即:出液孔与凡尔罩设计在一起,受泵筒直径空间的限制,在凡尔球撞击、液流冲击等多因素的影响下,凡尔罩成为该结构最薄弱的环节,凡尔罩断故障率较高。为此对该传统结构进行改进,采用分体式结构设计,将出液孔与凡尔罩分开,凡尔罩不受凡尔球撞击,寿命大大延长。
目前在CB油田应用新型防砂泵6井次,目前5口井均生产正常,最长天数达到了438天,效果较好。
2.井下防蜡技术引进与应用
对于部分结蜡井存在加药困难的问题(如套压高、井下封隔器等),引进应用了井下防蜡技术,将井下防蜡工具随着生产管柱下入井筒内,达到油井防蜡目的。油井生产过程中随着产出液在防蜡器中心管中流动,固体清蜡剂被缓慢溶解释到产出液中,从而起到清防蜡的作用。通过筛选,选用了 YHSFL-89型固体缓释防蜡器。
YHSFL-89固体缓释防蜡器核心是固体清蜡剂,采用的多种高分子聚合物及超浓缩固体防蜡降凝剂合成,药剂在石蜡结晶过程中起到晶核、共晶或吸附作用,使原油中的石蜡形成更多的小晶体,阻止蜡晶在油管壁和抽油杆上聚集和长大,结果使原油中的石蜡结晶形态改变,晶体变小,结构强度降低,彼此不易形成网络结构,因而低温流动性也得到改善,原油的屈服值降低,凝固点也大幅度降低。
自2011年初引进井下固体缓释防蜡器以来,先后在CB油田推广应用了5口井。
3.内衬油管的引进与应用
内衬HDPE/EXPE防腐抗磨油管是将超高密度聚乙烯新材料,通过特种挤出工艺,采用隔离原理,可靠地内衬在油田通用的油管(∮73mm、∮89mm)内壁。因而具有:①具有抗偏磨和抗腐蚀特性;②内壁光滑,具有较好的防垢、防性能蜡;③不改变现行的作业工艺,不影响作业,不需要特殊的作业工具,也不需要井下专用工具。因此,内衬油管具有摩擦系数小、耐磨性能强等优点。
从部分作业井起出的内衬油管和抽油杆使用情况看,管杆偏磨现场得到了明显的改善,其中变化最为明显的是:抽油杆接箍磨损量大减少。对比C3-3井以往存在偏磨严重井段的抽油杆接箍,接箍磨损量不到原来的1/5。
四、CB油田油井综合治理应用效果
延长了CB油田油井检泵周期、减少了作业井次:通过CB油田油井综合治理技术研究CB油田检泵周期得到进一步延长,由2010年的674.5天延长至2011年的678天,延长3.5天。2011年检泵作业井总井次为64井次减少作业井次8井次,节约作业费用120万元。
参考文献
[1]罗英俊、万仁溥主编 《采油技术手册》 石油工业出版社2005年3月第3版第1次印刷.
作者簡介:雷佳(1986-)男 ,汉,湖北蕲春县人,2008年毕业于中国石油大学(北京)石油工程专业,助理工程师,主要从事采油技术管理工作。