王傳新 秦 知 孫金波 熊 亮
(中國(guó)石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心有限公司,山東 東營(yíng)257000)
結(jié)蠟是影響渤南油田原油收率的一個(gè)重要因素,要確保渤南油田油井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),做好該區(qū)的清防蠟工作刻不容緩,雖然高含水期的到來(lái)對(duì)于油井結(jié)蠟問(wèn)題產(chǎn)生了一定的抑制,但是部分低壓低產(chǎn)井依然結(jié)蠟問(wèn)題嚴(yán)重。然而分析發(fā)現(xiàn)在渤南油田應(yīng)用的幾種清防蠟方法多樣,但是卻存在著清防蠟效果比較差的問(wèn)題。因此,必須找出導(dǎo)致油井結(jié)蠟的主要原因,并采取針對(duì)性的清防蠟工藝進(jìn)行清防蠟工作,如現(xiàn)有工藝存在不能滿足目前油井生產(chǎn)需要的問(wèn)題,則需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝創(chuàng)新或者多種清防工藝結(jié)合應(yīng)用,以彌補(bǔ)現(xiàn)有常規(guī)清蠟方法的不足之處,確保清防蠟效果。
油井是否結(jié)蠟,這與原油性質(zhì)密切相關(guān),如果原油中多以輕質(zhì)餾分為主,則結(jié)蠟問(wèn)題很容易出現(xiàn),反之則很容易出現(xiàn)結(jié)蠟。另外,原油中的膠質(zhì)含量也會(huì)影響原油的結(jié)蠟,如果原油中膠質(zhì)含量比較高,那么其析蠟的溫度就會(huì)降低,就容易導(dǎo)致結(jié)蠟。如渤南油田,其原油的蠟含量就達(dá)到了20%以上,這就給油井結(jié)蠟帶來(lái)了基礎(chǔ)便利。
在油藏中原油中的一些烴類組分是處于溶解狀態(tài)的,當(dāng)析蠟溫度低于當(dāng)前環(huán)境溫度時(shí)候,原油中的蠟組分就不會(huì)析出并結(jié)蠟,如果溫度持續(xù)低于原油中的析蠟溫度,那就會(huì)導(dǎo)致原油中蠟析出而結(jié)蠟。
是否結(jié)蠟也受到壓力因素的影響,原油自身飽和壓力如果大于井筒內(nèi)的壓力,那么在原油中溶解的氣相就會(huì)從原油中脫出,這會(huì)導(dǎo)致原油自身的溫度降低,促進(jìn)結(jié)蠟產(chǎn)生。渤南油田其平均飽和壓力在20.9MPa 左右,而低壓低產(chǎn)井流壓一般低于15MPa,地層脫氣后,原油其融蠟攜蠟的能力會(huì)降低,導(dǎo)致結(jié)蠟速度上升。
原油中如含水或者機(jī)械雜質(zhì),那么這些雜質(zhì)或者水的微粒就會(huì)成為結(jié)蠟的核心,就會(huì)促進(jìn)結(jié)蠟現(xiàn)象的發(fā)生。
流速同樣是一個(gè)重要的影響因素,原油流速越大,如達(dá)到臨界流速及以上,原油中析出的蠟在管壁上不容易沉積,特別是管材表面非常光滑的更不容易結(jié)蠟,而表面親油的相對(duì)于親水的更容易結(jié)蠟。
不同的舉升方式直接影響著原油的結(jié)蠟,如采用水力活塞泵采油或者電動(dòng)潛油泵采用,這時(shí)會(huì)因?yàn)樵土鲃?dòng)溫度較高而不容易出現(xiàn)結(jié)蠟,并且還對(duì)于防蠟比較有利。
如果油井在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象,首先就會(huì)影響油井產(chǎn)量,下降速度會(huì)比較明顯;其次因結(jié)蠟結(jié)垢導(dǎo)致的地層傷害問(wèn)題會(huì)致使油井出現(xiàn)卡、堵、抽油桿斷脫等各類問(wèn)題,油井管柱甚至地面管線被蠟堵嚴(yán)重影響油井檢泵周期和熱洗周期,嚴(yán)重制約原油生產(chǎn)及抬高生產(chǎn)成本。對(duì)于渤南油田來(lái)說(shuō),隨著開發(fā)周期延遲,地層收到傷害,滲透性得不到及時(shí)補(bǔ)充,原油流動(dòng)性下降,結(jié)蠟問(wèn)題頻發(fā),直接影響原油產(chǎn)量。因此,必須要做好清防蠟工作。
渤南油田常用的清防蠟方法,主要有機(jī)械清蠟技術(shù)、熱力清防蠟技術(shù)、化學(xué)藥劑清防蠟技術(shù)、磁防蠟技術(shù)等工藝。
機(jī)械清蠟工藝主要應(yīng)用在部分自噴井和有桿泵抽油井中,就是通過(guò)專門的清蠟或者刮蠟設(shè)備工具將附著在油井中的蠟進(jìn)行刮除,這種方法簡(jiǎn)單方便直觀,如常用的尼龍刮蠟器等,它就是抽油桿的上下運(yùn)動(dòng)將油管內(nèi)的結(jié)蠟進(jìn)行清除,具有成本低、操作簡(jiǎn)單、對(duì)油井要求較低等諸多優(yōu)勢(shì),但是缺點(diǎn)也比較明顯,那就是這些刮蠟工具固定到抽油桿上時(shí)效較低,不僅清蠟效果不足夠徹底,而且清蠟工具比較容易損壞,嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)刮蠟片掉下造成油井卡泵,更換費(fèi)時(shí)費(fèi)力。此外,這種方法通常還需要定期通過(guò)化學(xué)或者熱洗方法進(jìn)行輔助。
通過(guò)對(duì)油井借助專門的化學(xué)藥劑進(jìn)行清防蠟是目前在各油田清防蠟工作中應(yīng)用非常廣泛的一種工藝,其操作步驟就是在環(huán)形空間內(nèi)加入藥劑來(lái)完成,化學(xué)藥劑的選擇需要根據(jù)原油的作用機(jī)理來(lái)完成,目前主要由四大類化學(xué)清蠟劑,分別是水基清防蠟劑、油基清防蠟劑、乳液型清防蠟劑和固體防蠟劑。通過(guò)化學(xué)清防蠟工藝技術(shù)可以將原油析出蠟中的蠟晶微粒(結(jié)構(gòu)、形狀、大小等)進(jìn)行改變分解,由此阻止了蠟晶的相互吸咐并長(zhǎng)大,進(jìn)而有效降低了原油黏度并實(shí)現(xiàn)蠟在管壁的清除。但是該種工藝也有缺點(diǎn),那就行由于原油蠟品其性質(zhì)不一,需要對(duì)化學(xué)藥劑進(jìn)行優(yōu)選并調(diào)整,同時(shí)要通過(guò)熱洗來(lái)結(jié)合方可有效提升清蠟效果。
田應(yīng)用最普遍的清蠟方法就是熱洗清蠟工藝,它的工藝原理就是通過(guò)熱能發(fā)揮溫度的作用,將抽油桿、油管以及管內(nèi)液流的溫度進(jìn)一步提高,如果溫度達(dá)到或者超過(guò)原油中蠟析出的溫度時(shí),這時(shí)候就能避免出現(xiàn)結(jié)蠟問(wèn)題,而隨著溫度進(jìn)一步提升,其超過(guò)了原油中蠟的熔點(diǎn),就能有效清除蠟晶。該種工藝其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)用且見效快,能徹底的清除結(jié)蠟,但是缺點(diǎn)也很明顯,就是一停止熱洗或者溫度不適合后就會(huì)依舊出現(xiàn)結(jié)蠟,需要定期進(jìn)行熱洗,而有的井其蠟結(jié)速度快,就必須短時(shí)間內(nèi)需要再進(jìn)行熱洗作業(yè),導(dǎo)致作業(yè)成本提高。
磁防蠟技術(shù)其工作原理就是在油井井口安裝電磁防蠟器,通過(guò)電磁防蠟器電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的功能將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)變化的電磁場(chǎng),產(chǎn)生的電磁波傳輸?shù)皆蜕?,并通過(guò)電磁波的作用將原油中蠟分子的排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變,從而防止了蠟從原油中析出在油桿管的表面吸附、沉積,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防蠟。磁防蠟技術(shù)可以有效降低油井結(jié)蠟程度,使得油井洗井周期明顯延長(zhǎng),但是缺點(diǎn)就是不同的油井防蠟效果不一,也不能使油井完全避免出現(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)象。此外,其可能對(duì)管桿泵產(chǎn)生磁化作用,對(duì)深井泵凡爾的正常運(yùn)行造成影響。
在當(dāng)前渤南油田的開發(fā)過(guò)程中熱洗清蠟是一種非常有效實(shí)用的有桿泵清蠟方式,每年實(shí)施的井次非常多。這種方式對(duì)于油井工況保持具有比較好的作用,但是對(duì)地層的傷害卻也非常明顯且持續(xù),主要表現(xiàn)為洗井液漏失、壓井效應(yīng)減產(chǎn)、顆粒堵塞、結(jié)垢和毛細(xì)管效應(yīng)。目前油田抽油機(jī)井熱洗作業(yè)普遍采用的是熱洗泵車熱水洗井,它是通過(guò)水的高溫作用將附著沉積在油管桿上的蠟進(jìn)行融化,并在泵抽吸和熱洗液的頂替下,熱洗液和原油一并把熔蠟返到地面。雖然這種方式在渤南油田應(yīng)用非常廣也效果良好,但是其缺點(diǎn)同樣較多,主要表現(xiàn)為:①較高的費(fèi)用導(dǎo)致作業(yè)成本居高不下;②在進(jìn)行單井洗井作業(yè)時(shí)往往耗時(shí)較長(zhǎng),如單井洗井液量在30m3以上,2.0~3.5 小時(shí)很普遍,耗時(shí)耗力;③洗井不當(dāng)易造成油層污染,泵車洗井壓力控制不當(dāng),熱洗液會(huì)被擠入地層,對(duì)油層造成傷害,影響油井產(chǎn)量;④難以有效控制洗井液溫度;⑤當(dāng)熱洗液溫度達(dá)到或超過(guò)85℃時(shí),泵車上的增壓泵的密封圈易損壞;熱洗后,因熱脹冷縮,造成一些偏磨的井光桿或抽油桿斷脫等。
4.2.1 為避免其他負(fù)面效應(yīng),考慮在現(xiàn)有清防蠟劑基礎(chǔ)上研制新型油井洗井添加劑,這些添加劑必須在清防蠟方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
4.2.2 進(jìn)一步完善井下生產(chǎn)管柱,在井下下入分離式管柱,用單流閥控制井下流體流動(dòng)方向,使洗井液不進(jìn)入地層,避免井下管、桿受力發(fā)生彈性變形,保護(hù)油層不受污染 目前,還沒(méi)有合適的封隔器。
4.2.3 使用新型油井防污染清蠟設(shè)備,依靠抽油機(jī)把產(chǎn)出液輸送到油井的防污染清蠟設(shè)備,經(jīng)該裝置加熱后再回到油套環(huán)空中,從而使油管的溫度不斷升高,有效清除油管內(nèi)壁及抽油桿上的蠟垢。該洗井工藝對(duì)低壓低產(chǎn)井效果明顯,并且后期產(chǎn)量仍有上升趨勢(shì),穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)。 (4)對(duì)于地層水敏和供液不足的油井,使用微生物防蠟技術(shù)進(jìn)行油井防蠟,避免熱水洗井造成水敏、倒灌以及地層傷害。
結(jié)蠟對(duì)于渤南油田油井來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常嚴(yán)重且棘手的問(wèn)題,需要找到恰當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)進(jìn)行清防蠟,然而現(xiàn)有的清防蠟工藝多種多樣,在進(jìn)行工藝選擇時(shí)需要根據(jù)油井和原油的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合,從而確保清蠟效果良好,此外油井的生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,清蠟工藝在應(yīng)用過(guò)程中也要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整并優(yōu)化,只有這樣才能確保清蠟效果最佳。