張 磊，梁 珀，曹勝江，方誼峰

(中國石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇 泰州 225300)

超導熱洗清蠟工藝在張家垛油田的應用

張 磊，梁 珀，曹勝江，方誼峰

(中國石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇 泰州 225300)

結合張家垛油田生產實際情況，分析了常規(guī)清防蠟工藝存在的不足。通過引進超導熱洗清蠟工藝，實施自循環(huán)超導熱洗清蠟，油井清蠟效果有所改善。針對張家垛油田油井產液量低，單井自循環(huán)超導熱洗排量低、清蠟不徹底的問題，確定合理的洗井參數，改進串聯式超導熱洗清蠟工藝。改進后清蠟更徹底，油井熱洗周期和檢泵周期延長，洗井液對地層無污染，滿足了張家垛油田特低滲、強水敏地層的清蠟要求。

張家垛油田 特低滲 強水敏 超導熱洗 清蠟

張家垛區(qū)塊位于江蘇省海安縣，構造位置為蘇北盆地東臺坳陷海安凹陷曲塘次凹北部陡坡帶張家垛斷鼻構造，主要含油層系戴一段和阜三段，以阜三段為主。張家垛區(qū)塊阜三段油藏地層傾角27°～50°，埋深2 500～3 800 m，平均滲透率5.6×10-3μm2，平均孔隙度17.8%，平均含油飽和度48%，油藏原始地層壓力系數1.2，屬高壓、特低滲、中深層油藏[1]。儲層具有中等偏強水敏、中等速敏、弱堿敏、弱酸敏特征，水敏指數44%～60%。張家垛油田隨著油田開發(fā)，地層能量下降快，油井產液量低，平均單井日產液7 t，平均單井日產油3.35 t，原油含蠟量高，平均含蠟量為26.5%。由于油井含蠟量高，產液量低，產出液在舉升過程中溫度下降快，導致蠟析出，造成抽油桿下行遇阻，嚴重影響油井正常生產。為解決結蠟對生產的不利影響，采用加清防蠟劑和熱洗車循環(huán)熱洗等清防蠟工藝，但均不能完全滿足生產需要，引進超導熱洗清蠟工藝取得了良好效果。

1 常規(guī)清蠟工藝

1.1 化學清蠟工藝

化學清蠟工藝是將清防蠟劑從油套環(huán)空加入油井中，經抽油泵吸入油管內起到清防蠟的作用[2]。張家垛油田應用油溶性清蠟劑，由于油井動液面低且無套壓，采用套管周期性灌加的加藥方式。泵掛深度普遍低于2 000 m，油井結蠟點400～900 m，受產液量低、泵掛深等因素影響，加藥后見效周期長，無法滿足正常生產。

1.2 熱洗車熱水循環(huán)洗井清蠟工藝

熱洗車熱水循環(huán)洗井清蠟工藝是用熱洗車將溫度為90 ℃以上的熱水從套管注入，進行熱水循環(huán)洗井，使油井內結蠟熔化，隨井液到達地面，達到油井清蠟的目的[3]。熱洗車熱水循環(huán)洗井清蠟工藝能較好地清除油管內積蠟，并在油井遇阻時解阻成功率高，但因單井次洗井需清水15 m3以上，尤其是油井遇阻時用水量超過30 m3，因張家垛油田屬強水敏地層且滲透率低，當水進入儲層時，儲層中的粘土礦物發(fā)生膨脹、分散、運移，從而減小或堵塞儲層空隙和吼道，使?jié)B透率降低，部分洗井液不能及時返排，造成地層污染，導致產油量難以恢復。表1為Z1-4井熱洗效果統(tǒng)計。

表1 Z1-4井熱洗效果統(tǒng)計

2 超導熱洗清蠟工藝

為解決張家垛油田利用清防蠟劑清蠟不徹底及熱洗車熱水循環(huán)洗井清蠟工藝對地層污染問題，引進了超導自循環(huán)熱洗清蠟工藝。

2.1 工藝原理

超導裝置以抽油泵抽汲形成的泵壓為系統(tǒng)循環(huán)動力，以井下液體為循環(huán)介質，介質由循環(huán)管路經超導加熱器快速加熱后，進入油套環(huán)空，使油管和井內液體溫度升高，采出液體又被超導加熱器繼續(xù)快速加熱，再進入油套環(huán)空，如此往復循環(huán)，使井筒溫度不斷升高。通過熱量傳遞，熔化掉油管、抽油桿上的積蠟，并在排蠟階段隨循環(huán)介質排到生產管線內，從而實現熱洗清蠟的目的，其特點是自動化程度高，升溫快、操作簡便，并且避免了常規(guī)熱洗的洗井液對地層的污染[4]。

2.2 工藝類型

2.2.1 單井自循環(huán)熱洗清蠟工藝

單井自循環(huán)熱洗清蠟工藝主要是利用超導熱洗裝置反洗井，單井采出液利用井口油壓流經超導清蠟裝置，在超導清蠟裝置升溫后自壓灌入油套環(huán)形空間，與地層產出液混合后由抽油泵舉升至采油井口，至此完成一個循環(huán)。在此過程中主要循環(huán)液在油套環(huán)形空間下行過程中與油管進行熱交換，溶解油管內壁積蠟。

2.2.2 串聯式超導熱洗工藝

由于張家垛油田屬特低滲透油藏，平均單井產液量低，導致在單井循環(huán)洗井過程中循環(huán)排量小，循環(huán)液體攜帶總熱量少，循環(huán)液對油管壁加熱作用弱，清蠟施工時間長，清蠟效果不徹底。利用張家垛油田2～3口井一個平臺的特點，改進洗井方式，將同一平臺或相鄰平臺井進行多井串聯，采用多口井產出液作為循環(huán)液體(圖1)。同時提高作業(yè)井的生產參數，加快循環(huán)速度，改進后平均排量可達到15～20 m3/d，使進入井筒的熱量大幅度提高。隨著液量的增大，排蠟能力增強，排蠟更徹底。

圖1 串聯式超導熱洗示意

2.3 洗井參數

2.3.1 合理洗井時間的確定

依據超導熱洗井溫計算熱交換理論，加熱功率計算公式為：

(1)

式中，N為加熱功率，kW；Q為產液量，m3/d；η為加熱器的換熱效率，超導裝置換熱效率為87%；t進為超導裝置進口溫度，℃；t出為超導裝置出口溫度，℃；x為含水率，%；Cw為水的比熱容，一般取4.2kJ/(kg·℃)；Co為油的比熱容，一般取2.15 kJ/(kg·℃)。

合理洗井時間計算公式為：

(2)

式中：V管桿為油管與抽油桿環(huán)空體積，m3；ρo為油的密度，kg/m3；ρw為水的密度，kg/m3；t熔為熔蠟溫度，℃；t井為油管內正常生產時的溫度，℃；η井為洗井液與油管的熱傳遞效率，%。

2.3.2 開始排蠟時間及排蠟時長的確定

在超導熱洗后，隨著井筒溫度上升，井筒管壁上的蠟開始逐漸溶解，溶解的蠟如不及時排出，有可能造成排出蠟堵塞井筒。因此，油井開始排蠟的時間是指油井從超導熱洗到溶解開始排出的時間。設在井筒中S2為結蠟段，S1為結蠟段到井口的距離。如果忽略蠟質溶解延時及氣液兩相流的影響，則開始排蠟時間為：

(3)

排蠟所需時間為：

(4)

式中，S環(huán)為油管與抽油桿之間環(huán)形空間。

3 現場應用及效果分析

張家垛油田已進行超導熱洗清蠟28井次，其中單井自循環(huán)超導熱洗清蠟18井次，串聯式熱洗清蠟10井次，取得了良好的洗井效果。

表2 張家垛油田洗井參數

3.1 洗井參數

張家垛油田原油析蠟溫度35～40 ℃，熔蠟溫度60～63 ℃，油井結蠟段一般在井深600～800 m處，洗井時t進按65 ℃計算，t出按120 ℃計算，結合油田現場實際，確定不同產液量井超導熱洗現場時間、排蠟時機及排蠟時間等參數，見表2。采用串聯式超導熱洗的油井產液量以串聯井液量之和計算。

3.2 洗井效果

實施的28井次超導熱洗，洗井后平均最大負荷下降6 kN，產液量不下降，清蠟效果明顯，油井檢泵周期延長。如Z3-3井在應用超導熱洗清蠟技術后檢泵周期由60 d延長至234 d?，F場量油測試表明，洗井前后油井產液量略有上升，含水不變，洗井液對地層無傷害。

其中進行18井次單井自循環(huán)超導熱洗清蠟，超導熱洗清蠟裝置單井平均熱洗時間為7 h，洗井用液約2.5 m3，熱洗充分后產液量略有上升，最大負荷平均下降7 kN，最小載荷上升5 kN，上行電流下降3 A，下行電流下降2.6 A，見表3。說明油管內結蠟得到清除，抽油桿在油管內運行阻力減小，產量無變化，熱洗液對地層未造成污染。

表3 單井自循環(huán)超導熱洗效果統(tǒng)計

串聯式超導熱洗清蠟工藝的應用取得了較好的清防蠟效果，張家垛油田實現最多3口井串聯，有效延長了油井免修期，減少了蠟卡作業(yè)井次。實施超導熱洗以來未發(fā)生蠟卡作業(yè)，清蠟劑消耗減少。選取5口井進行單井自循環(huán)與串聯式熱洗后效果對比(表4)，結果表明串聯式較單井自循環(huán)超導熱洗工藝清蠟時間更短，效果更好，熱洗周期延長。

表4 單井自循環(huán)與串聯式超導熱洗效果對比

4 結束語

超導熱洗工藝以油井產出液為熱介質，與地層配伍性好，起到了保護油層的作用。洗井后產液量略有上升，適合特低滲強水敏地層油井清防蠟的需要，能夠有效解決張家垛油田油井的結蠟問題，延長檢泵周期，減少蠟卡作業(yè)井次。改進后的串聯式超導熱洗工藝有效解決了洗井液量低，攜帶熱量不足，清蠟熔蠟不徹底的問題，清蠟效果更明顯。

[1] 焦里力.蘇北盆地張家垛油田阜三段油氣富集規(guī)律[J].石油與天然氣地質，2012，2(8):12-13.

[2] 隋孝斌.淺談油井清蠟防蠟工藝的應用[J].化工管理，2013，10(20)：23-25.

[3] 黃丹，肖傳桃.超導熱洗清蠟工藝在低滲透高含蠟油藏中的應用[J].長江大學學報(自然版)，2012，9(1):80-82.

[4] 張少波.油井清防蠟工藝在坪北油田的應用[J].長江大學學報(自然版)，2010，7(1):186-188.

(編輯 謝 葵)

Application of paraffin removal by superconducting hot washing in Zhangjiaduo Oilfield

Zhang Lei，Liang Po，Cao Shengjiang，Fang Yifeng

(TaizhouOilProductionPlantofEastChinaOilandGasCompany，SINOPEC，Taizhou225300,China)

The paraffin removal by superconducting hot washing was introduced to carry out a wax removal by self-circulation superconducting hot washing.As a result，the effect of wax removal in oil well was improved.Aiming at the problems of Zhangjiaduo Oilfield such as low liquid production，low pump rate and unclean wax removal of the single well self-circulation superconducting hot washing，and so on，the reasonable parameters of well washing were optimized，and the wax removal by tandem type superconducting hot washing was improved.The improved process can obtain a more clear paraffin removal effect，the periods of well hot washing and pump inspection are prolonged，and the flushing fluid is non-pollution to formation.Thus the improved process can meet the demands of paraffin removal for Zhangjiaduo Oilfield with low permeability and strong water sensitivity formation.

extra low permeability；strong water sensitivity；superconducting hot washing；paraffin removal

2016-04-04；改回日期：2016-06-03。

張磊(1986—)，工程師，現從事采油工藝研究及采油管理工作。電話：15996002621，E-mail：289790080@qq.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.017

TE358.2

A