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摘 要:油田進入高含水后期,原油中的蜡质含量、重质成分相对较高,原有的热洗方式逐渐表现不适应,聚合物采出液中聚合物分子可作为蜡晶析出的晶核,易形成网状结构,造成蜡晶结构更为致密而难以清除,通过对聚驱机采井洗井与调整参数相结合的研究,形成了一整套的降低洗井能耗的方法,有效延长了热洗周期,为油田高含水后期聚驱井热洗节能挖潜提供了技术手段。
关键词:清蜡;热洗参数;周期;防蜡;调参;聚合物粘度
中图分类号: C35 文献标识码: A
油田进入高含水开发后期,井网加密,聚驱见效,聚合物聚驱机采井易出现结蜡严重,回压升高现象,杆断率升高,检泵周期短,螺杆泵洗井效果变差。目前油田清防蜡技术应用较普遍仍是中转站流程洗井为主,在聚合物的抽油机井和螺杆泵井采油过程中,由于产出液的粘度比水驱时要高,对于聚驱井洗井原有四步热洗法逐渐表现不适应,如何能够在保证洗井质量的同时达到缩短聚驱井洗井时间的目的,通过分析洗井阶段、井筒温度的变化、调参与洗井相结合的实验来满足现场实际洗井的需要。选取实验井为A作业区采油队抽油机22口、螺杆泵17口,其中抽油机57整筒泵1口,44整筒泵1口,70整筒泵12口,83整筒泵6口,95整筒泵2口,螺杆泵中400泵1口,500泵1口,800泵4口,1200泵11口,
一、原理简述
由于地温由地心至地表呈线形降低,洗井时,洗井液向下流动,通过油套环空将热量传给地层及油管内的液体,热洗达到一定时间后,沿井筒某一深度的径向散热量趋于稳定,此时,油套环空中的洗井液一方面将热量传递给套管内壁,再从套管内壁传递给套管外壁、水泥环及地层;另一方面油套环空中的洗井液将热量传递给油管,再将热量传递给油管内的液体。
沿轴向列能量守恒方程:
m2Cp2(t’2-to)=m1Cp1(t’1-to)+H/R{(t’2+to)/2-ts}
式中:m2-套管中的洗井液的质量流率,kg/s;Cp2-套管中水的比热,j/kg.℃;t’2-套管中洗井液的温度,℃;to -套管及油管中洗井液在泵吸入口处的温度,℃;m1-油管中洗井液的质量流率,kg/s;Cp1-油管中水的比热,J/kg. ℃;t’’1-油管出口液体的温度,℃;H-下泵深度,m;R-单位管长热阻;ts -地层温度,℃。
按目前的热洗操作规程要求,洗井液入口温度为75℃,排量为35立方米每小时,将数据代入公式,计算得出to,即:抽油泵吸入口的温度为52.1℃为洗好。
(1)普通洗井操作阶段:
第一阶段:油蜡块软化、松动期
井口特征:电流一般稍微下降后缓慢上升,能达到洗前电流的120-130%,时间为30-40分钟。
第二阶段:油蜡块熔化期
井口特征:电流一般上升后达到恒定值,时间为30-50分钟。井筒分析:入井热液通过管壁作用在800米以上管柱后,伴生气受热力作用从原油中析出,由于气体的膨胀和蜡块溶化,致使部分蜡块熔化过程中随油管内的液体慢慢移动。
第三阶段:熔蜡排出期
井口特征:电流恒定后开始缓慢下降,能达到洗前电流的70-85%,时间为60-100分钟。
井筒分析:蜡熔化后随泵自身抽出液体,慢慢排出井筒,电流缓慢回落,直至完全排出,电流下降后恒定,灌水时间、灌水量达到井筒排出,必须达到800米管柱内体积的1.2-1.5倍,即3.0立方米,排量不大于1.5立方米每小时(理论排量),同时在水柱压力不能大于油层中部深度,避免入井液进入油层对油层造成污染。
第四阶段:电流跟踪
井口特征:核实液量、含水,掌握该井排量期,要求每4小时录取一次电流,直至产量稳定,电流基于稳定后,不再上升。
井筒分析:热洗完后,入井液经过泵自身抽吸作用把井筒剩余入井液,全部排出后,产状恢复正常(一般均在24小时之内)
(2)洗井时间的确定:
按照以上4个阶段,同步法进行洗井,所有井的热洗时间为2.5-3小时,但是实际操作中我们会发现排量较大的井回油温度返回时间比较短,而排量较小的井返回来时间比较长,试验证明,热洗压力与热洗排量成正比,在热洗压力得到保证时,热洗排量与泵的实际排量成倍数关系,热洗初期,在套管未灌满前,排量在10立方米每小时左右,可以达到热洗要求:但当套管灌满后,排量迅速下降,通过计量恰好是抽油泵理论排量的3倍多左右。从理论上讲,为了保证抽油井的热洗效果,在套管灌满后必须再完成一个驱替,那么,热洗时间可以计算为套管灌满时间与完一个驱替时间之和,一个驱替时间为一个驱替体积与驱替排量的比值,灌满套管时间根据动液面深度不同,需要时间在15-30分钟之间取30分钟,那么可以得出热洗计算公式:
t=0.5+V/3q
V=π/4(D2套-D2油).h+π/4D2内.h
洗井液在洗井的过程中,由进入油套环空至泵吸入口,是一个降温的过程,尤其是在300米以上井段,环空中的洗井液对油管中的液体加温幅度增大,致使井口回油温度升高到60度以上,造成一种假象,实际在300米以上的井段,热洗的温度并未达到溶蜡所需的60度。原油的析蜡点为35度,在原井井温梯度曲线中,对应的深度为500-600米,说明原油中的蜡主要析出并粘附在600米以上的井段,而据现场试验,在300米以上的井段,热洗4小时后温度可达到60度,延长热洗时间后,温度上升缓慢,600米的深度,热洗20小时后,井筒温度也仅能达到55度,达不到60度的溶蜡温度,所以延长热洗时间不是解决热洗清蜡的有效途径。从现场试验的结果看,洗井作用的发挥,在300米以上的井段,是靠洗井液的溶蜡和冲刷作用,而在300米以下的井段,主要是靠洗井液的冲刷来实现对杆管壁上的蜡进行清理。
二、实验摸索
实验1:洗井开始30分钟调高抽油机冲次
表1抽油机井A1洗井之前基本数据
A1机型为CYJY14-5.5-89HF正常洗井时跟踪数据,该井洗井周期:118天,电机和配电箱为大庆利普的节能电机,配电箱, 2013年6月3日的洗井情况:
表2冲次由4-6次的洗井过程中洗井数据
表3冲次由6-4次的洗井后洗井后5天的产量和各参数变化
浓度和产量之间的变化规律:
由上表可知,从第一天到第七天浓度随着产量的下降而逐渐下降,从跟踪的数据看,该抽油机运用40分钟变频法延长洗井周期15天,该井正常洗井周期118天。
实验2:洗井开始30分钟调高转数。
表4洗井之前井A2螺杆泵基本数据
表5频率由100-120转每分的洗井过程中洗井数据
表6频率由120-100转每分的洗井过程中参数变化
表7频率由120-100次的洗井后参数变化
三、结论和认识
(1)加快油蜡块软化、松动期,洗井质量得到了很大的改善,并且热洗周期得到了延长。
油蜡块融化期进行调参,增加排量,缩短熔蜡的时间。
(2)加速熔蜡排出速度,缩短整个洗井时间,节约能源,减少能源的浪费。减少了生产运行成本。
(3)变参热洗方法的改进和完善,使小排量抽油机井和螺杆泵井免修期延长,减少了检泵率,延长了检泵周期。
参考文献
[1] 万仁溥.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社,2000.
关键词:清蜡;热洗参数;周期;防蜡;调参;聚合物粘度
中图分类号: C35 文献标识码: A
油田进入高含水开发后期,井网加密,聚驱见效,聚合物聚驱机采井易出现结蜡严重,回压升高现象,杆断率升高,检泵周期短,螺杆泵洗井效果变差。目前油田清防蜡技术应用较普遍仍是中转站流程洗井为主,在聚合物的抽油机井和螺杆泵井采油过程中,由于产出液的粘度比水驱时要高,对于聚驱井洗井原有四步热洗法逐渐表现不适应,如何能够在保证洗井质量的同时达到缩短聚驱井洗井时间的目的,通过分析洗井阶段、井筒温度的变化、调参与洗井相结合的实验来满足现场实际洗井的需要。选取实验井为A作业区采油队抽油机22口、螺杆泵17口,其中抽油机57整筒泵1口,44整筒泵1口,70整筒泵12口,83整筒泵6口,95整筒泵2口,螺杆泵中400泵1口,500泵1口,800泵4口,1200泵11口,
一、原理简述
由于地温由地心至地表呈线形降低,洗井时,洗井液向下流动,通过油套环空将热量传给地层及油管内的液体,热洗达到一定时间后,沿井筒某一深度的径向散热量趋于稳定,此时,油套环空中的洗井液一方面将热量传递给套管内壁,再从套管内壁传递给套管外壁、水泥环及地层;另一方面油套环空中的洗井液将热量传递给油管,再将热量传递给油管内的液体。
沿轴向列能量守恒方程:
m2Cp2(t’2-to)=m1Cp1(t’1-to)+H/R{(t’2+to)/2-ts}
式中:m2-套管中的洗井液的质量流率,kg/s;Cp2-套管中水的比热,j/kg.℃;t’2-套管中洗井液的温度,℃;to -套管及油管中洗井液在泵吸入口处的温度,℃;m1-油管中洗井液的质量流率,kg/s;Cp1-油管中水的比热,J/kg. ℃;t’’1-油管出口液体的温度,℃;H-下泵深度,m;R-单位管长热阻;ts -地层温度,℃。
按目前的热洗操作规程要求,洗井液入口温度为75℃,排量为35立方米每小时,将数据代入公式,计算得出to,即:抽油泵吸入口的温度为52.1℃为洗好。
(1)普通洗井操作阶段:
第一阶段:油蜡块软化、松动期
井口特征:电流一般稍微下降后缓慢上升,能达到洗前电流的120-130%,时间为30-40分钟。
第二阶段:油蜡块熔化期
井口特征:电流一般上升后达到恒定值,时间为30-50分钟。井筒分析:入井热液通过管壁作用在800米以上管柱后,伴生气受热力作用从原油中析出,由于气体的膨胀和蜡块溶化,致使部分蜡块熔化过程中随油管内的液体慢慢移动。
第三阶段:熔蜡排出期
井口特征:电流恒定后开始缓慢下降,能达到洗前电流的70-85%,时间为60-100分钟。
井筒分析:蜡熔化后随泵自身抽出液体,慢慢排出井筒,电流缓慢回落,直至完全排出,电流下降后恒定,灌水时间、灌水量达到井筒排出,必须达到800米管柱内体积的1.2-1.5倍,即3.0立方米,排量不大于1.5立方米每小时(理论排量),同时在水柱压力不能大于油层中部深度,避免入井液进入油层对油层造成污染。
第四阶段:电流跟踪
井口特征:核实液量、含水,掌握该井排量期,要求每4小时录取一次电流,直至产量稳定,电流基于稳定后,不再上升。
井筒分析:热洗完后,入井液经过泵自身抽吸作用把井筒剩余入井液,全部排出后,产状恢复正常(一般均在24小时之内)
(2)洗井时间的确定:
按照以上4个阶段,同步法进行洗井,所有井的热洗时间为2.5-3小时,但是实际操作中我们会发现排量较大的井回油温度返回时间比较短,而排量较小的井返回来时间比较长,试验证明,热洗压力与热洗排量成正比,在热洗压力得到保证时,热洗排量与泵的实际排量成倍数关系,热洗初期,在套管未灌满前,排量在10立方米每小时左右,可以达到热洗要求:但当套管灌满后,排量迅速下降,通过计量恰好是抽油泵理论排量的3倍多左右。从理论上讲,为了保证抽油井的热洗效果,在套管灌满后必须再完成一个驱替,那么,热洗时间可以计算为套管灌满时间与完一个驱替时间之和,一个驱替时间为一个驱替体积与驱替排量的比值,灌满套管时间根据动液面深度不同,需要时间在15-30分钟之间取30分钟,那么可以得出热洗计算公式:
t=0.5+V/3q
V=π/4(D2套-D2油).h+π/4D2内.h
洗井液在洗井的过程中,由进入油套环空至泵吸入口,是一个降温的过程,尤其是在300米以上井段,环空中的洗井液对油管中的液体加温幅度增大,致使井口回油温度升高到60度以上,造成一种假象,实际在300米以上的井段,热洗的温度并未达到溶蜡所需的60度。原油的析蜡点为35度,在原井井温梯度曲线中,对应的深度为500-600米,说明原油中的蜡主要析出并粘附在600米以上的井段,而据现场试验,在300米以上的井段,热洗4小时后温度可达到60度,延长热洗时间后,温度上升缓慢,600米的深度,热洗20小时后,井筒温度也仅能达到55度,达不到60度的溶蜡温度,所以延长热洗时间不是解决热洗清蜡的有效途径。从现场试验的结果看,洗井作用的发挥,在300米以上的井段,是靠洗井液的溶蜡和冲刷作用,而在300米以下的井段,主要是靠洗井液的冲刷来实现对杆管壁上的蜡进行清理。
二、实验摸索
实验1:洗井开始30分钟调高抽油机冲次
表1抽油机井A1洗井之前基本数据
A1机型为CYJY14-5.5-89HF正常洗井时跟踪数据,该井洗井周期:118天,电机和配电箱为大庆利普的节能电机,配电箱, 2013年6月3日的洗井情况:
表2冲次由4-6次的洗井过程中洗井数据
表3冲次由6-4次的洗井后洗井后5天的产量和各参数变化
浓度和产量之间的变化规律:
由上表可知,从第一天到第七天浓度随着产量的下降而逐渐下降,从跟踪的数据看,该抽油机运用40分钟变频法延长洗井周期15天,该井正常洗井周期118天。
实验2:洗井开始30分钟调高转数。
表4洗井之前井A2螺杆泵基本数据
表5频率由100-120转每分的洗井过程中洗井数据
表6频率由120-100转每分的洗井过程中参数变化
表7频率由120-100次的洗井后参数变化
三、结论和认识
(1)加快油蜡块软化、松动期,洗井质量得到了很大的改善,并且热洗周期得到了延长。
油蜡块融化期进行调参,增加排量,缩短熔蜡的时间。
(2)加速熔蜡排出速度,缩短整个洗井时间,节约能源,减少能源的浪费。减少了生产运行成本。
(3)变参热洗方法的改进和完善,使小排量抽油机井和螺杆泵井免修期延长,减少了检泵率,延长了检泵周期。
参考文献
[1] 万仁溥.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社,2000.