機采井熱洗清蠟

賀鳳云，高 越

（東北石油大學, 黑龍江 大慶 163318）

油井井筒結蠟會附著在抽油桿柱上，加大了其重量。結蠟又會使井液的流動空間減小，井液的流動阻力增大，阻力會通過活塞轉嫁到抽油桿上，使抽油桿的最小工作應力變小，最大工作應力變大，應力幅度加大，加劇抽油桿的疲勞破壞[1,2]。

油管中的蠟的厚度達到一定程度，會使抽油設備不能正常進行生產，也就是所俗稱的卡井，這樣會減少生產時間，降低生產效率，影響產量。油管上的結蠟對地層回壓的影響，會減慢井液的采出速度，降低油井產量。

固定凡爾，游動凡爾結蠟會使其產生縫隙從而關閉不嚴，從而導致抽油泵出現漏失現象。隨著漏失現象逐漸嚴重，漏失量的逐漸增大，油井的產液量逐漸下降，泵效受到影響，載荷也跟著下降，影響抽油井的正常生產。

通過對結蠟危害的研究我們可以看出結蠟直接影響著油田的產能，因此及時清蠟是非常重要的。

1 影響結蠟的因素

石油中含有一些高熔點而在常溫下為固態的烴類。它們在油藏中處于溶解狀態，然而在原油的開采過程中液體的溫度會逐漸下降，而溫度的變化對蠟的結晶直接的影響。當溫度保持在析蠟點以上時蠟是不會析出的，而溫度低于析蠟點時開始析出蠟結晶。溫度越低，析出越多。在原油生產過程中，井筒的壓力低于原油的飽和壓力時，溶解在原油中的氣相從原油中脫出。一方面降低了原油中輕質組分的含量，使原有溶解蠟的能力降低。另一方面氣體膨脹帶走了一部分熱量，引起原油自身溫度降低更促進結蠟。在原油的采出過程中原油內部各組分的變化對結蠟也有影響。隨著原油中膠質含量的增加，析蠟溫度降低。膠質本身是活性物質，可以吸附在蠟晶表面，阻止蠟晶長大。但是當膠質瀝青質存在時，沉積的蠟強度明顯增強，不易被油流沖走，從而促進了結蠟。原油中含有的機械雜質和水的微粒都會成為結蠟核心加速結蠟。但隨著含水上升，同樣流量下井下的溫度會上升，析蠟點會上移，結蠟現象會減輕。根據一些室內實驗結論可以看出采油管內液體的流速對結蠟也有明顯的影響。隨流速的升高結蠟量增加，當流速達到臨界速度以后沖刷作用增強，使蠟不易沉積在管壁上，結蠟量下降。

通過對影響結蠟因素的分析，我們可以相對應的采取措施，控制參數，找到確定結蠟厚度，結蠟時間的方式，從而能確定出清蠟周期，從而及時解決油田生產中卡井的現象。提高才有效率。

2 熱洗周期和時間的確定

在油田生產過程中清蠟的方式有很多種，但是最常用的還是通過熱洗的方式進行清蠟。對于摻水流程的井，我們所說的熱洗清蠟，就是將油井的高溫摻水導入套管內與井下原油混合，提高混合液溫度，然后通過泵的抽吸過程，將高溫混合液帶入泵及油管，對其中的蠟及凝油進行溶解并帶出。熱洗清蠟最重要的技術參數就是熱洗周期和熱洗所要持續的時間。

熱洗周期的計算采用文獻[3,4]中的計算公式

石蠟沉積厚度的增長速度：

式中：Cs—單位換算系數，Cs=35.314 67;

Ch—單位體積換算系數，Ch=0.826 757 8;

Cd—沉積常數，Cd= 1 500;

γ—為剪切速度，s-1；

Tc—結蠟的初始結晶溫度，℃;

Tt—管壁溫度，℃;

ρs—蠟晶密度，kg/m3;

A—蠟沉積表面積，m2;

Q—井筒流體的質量流量，kg/s;

Cp—井筒流體的定壓比熱，kg/(kg·℃) ;

k—井筒流體的熱傳導系數，kg/(kg·s·℃);

dt—油管直徑，m;

μ—流體的粘度，mPa·s;

Hs—蠟在不流動層中的含量;

ρ0—捕集層中原油密度，kg/m3。

熱洗周期：

式中：t—熱洗周期，s;

h—結蠟厚度，m。

熱洗時間：

式中：C1—蠟質量熱熔，J/(kg·℃) ;

Cr—熱介質質量熱熔，J/(kg·℃) ;

w—結蠟量，kg;

D—泵徑，m;

S—光桿沖程，m;

n—沖次，min-1。

3 熱洗結果分析

對葡73-90 這口抽油機井進行了熱洗操作，下面對熱洗前后的數據進行對比分析。

表1 熱洗前后各參數Table 1 Hot wash before and after each parameter

從表1 中可以看出洗井后各項參數的變化。由于井筒中的蠟被熱介質溶解并帶出井筒，這樣井筒和抽油桿之間的阻力減小，載荷減小，導致電流下降。流體在井筒內通過的截面積增大，井筒內液體流動阻力減小，排液量較之前上升了，產液量上升，井口回壓上升。產液量上升同時也引起液面下降，套壓下[5]。采油泵經過熱洗后固定凡爾、游動凡爾上的蠟被溶解使泵的舉升能力恢復正常，油壓也因此回升到合理范圍內。油井的各項參數都恢復到正常工作的狀態。

4 結 論

對于熱洗周期的理論計算根據蠟沉積的特點考慮分子擴散和剪切分散兩種形式，分子擴散與徑向的溫度梯度有關，而蠟的剪切沉積量主要取決于抽油機的剪切速度。

熱洗時間的主要影響因素有熱介質的質量熱熔、結蠟量、泵的排量。在其它變量確定時，隨結蠟量的增加而增加，如果是排量大的泵會很快將熱介質抽出從而減少了熱洗時間。當井筒內循環熱洗液溫度足夠高時，在很短地時間內就能完成清蠟工作。

現場熱洗前后抽油機各參數的比較我們可以看出熱洗在改善抽油機工作狀況的重要性。確定合理的周期和熱洗的時間會更好的保證油田的生產，合理的周期確定可以避免卡井，熱洗時間確定不但提高了工作效率，更節約了能源。

［1］王穎川.采油工程[M].北京： 石油工業出版社，2009-02.

［2］張琪,萬仁溥.采油工程方案設計[M].北京：石油工業出版社，2002-09.

［3］陳春德,劉均榮,等. 含蠟原油井筒結蠟剖面的預測模型[J].石油大學學報，1999,23(4):

［4］楊世銘,陶文銓.傳熱學[M].北京：高等教育出版社，2006-08.

［5］石克祿.采油井注入井生產問題百例分析[M].北京：石油工業出版社，2005-12.