油井熱洗溫度監(jiān)測儀的應(yīng)用

習(xí)文偉（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

油井采出液中析出的石蠟附著在抽油桿和油管表面，造成抽油桿載荷增加，容易造成桿斷。油管內(nèi)壁結(jié)蠟造成液流通道減小，影響油井產(chǎn)量。熱洗是清除桿管結(jié)蠟的最有效和普遍使用的措施，并且熱洗溫度和時(shí)間是保證熱洗質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)[1]。

目前生產(chǎn)現(xiàn)場，熱洗溫度主要靠水銀溫度計(jì)來讀取，只能反映某一秒的溫度，不能反映整個(gè)熱洗過程的溫度情況。熱洗時(shí)間也不能完全監(jiān)控，只能查看中轉(zhuǎn)站的熱洗臺(tái)賬來計(jì)算熱洗時(shí)間，不能真實(shí)反映實(shí)際熱洗時(shí)間[2]。管理人員檢查時(shí)，只能抽查某一個(gè)點(diǎn)，無法全過程監(jiān)控，造成個(gè)別溫度控制人員因操作或責(zé)任心的問題，不能使熱洗過程中溫度平穩(wěn)達(dá)標(biāo)，經(jīng)常有低于標(biāo)準(zhǔn)溫度洗井的現(xiàn)象，甚至不按照熱洗要求時(shí)間洗井，提前結(jié)束熱洗。不按要求的熱洗溫度和時(shí)間都嚴(yán)重影響熱洗質(zhì)量和效果，進(jìn)而影響油井泵況和產(chǎn)量。為了連續(xù)監(jiān)測溫度和時(shí)間，成立了由采油工程、自動(dòng)化、電工、信息等專業(yè)人員組成的攻關(guān)小組，通過2年多的反復(fù)試驗(yàn)，成功研制了油井熱洗溫度和時(shí)間連續(xù)監(jiān)測儀，已經(jīng)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)測熱洗溫度和時(shí)間，效果較好。

1 油井熱洗溫度監(jiān)測儀

1.1 結(jié)構(gòu)

圖1 是熱洗溫度連續(xù)監(jiān)測儀，由測溫和數(shù)據(jù)記錄兩部分組成，測量溫度主要通過前端的溫度傳感器來測取溫度，并傳送溫度數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)記錄部分由類似于優(yōu)盤的存儲(chǔ)器組成，記錄溫度數(shù)據(jù)，并編制了配套應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理軟件，可以在軟件中設(shè)定溫度錄取的間隔時(shí)間，并能將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

圖1 熱洗溫度連續(xù)監(jiān)測儀

1.2 原理

圖2 是油井熱洗時(shí)使用溫度監(jiān)測儀，將監(jiān)測儀溫度探頭放入原來插溫度計(jì)的插孔，定時(shí)傳遞溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱洗過程監(jiān)督。管理人員可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，利用配套軟件讀取溫度數(shù)據(jù)和繪制溫度曲線，掌握熱洗過程的洗井溫度變化情況。通過溫度數(shù)據(jù)的數(shù)量和測取數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間，可以計(jì)算出熱洗時(shí)間。管理人員可以通過監(jiān)測儀記錄的每口井熱洗的溫度和時(shí)間，核實(shí)熱洗過程中參數(shù)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于管理人員時(shí)刻監(jiān)視熱洗溫度和時(shí)間，進(jìn)而督促操作人員嚴(yán)格執(zhí)行熱洗標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

◇溫度范圍0～100 ℃；

◇適用范圍是有水銀溫度計(jì)插孔的測溫點(diǎn)；

◇記錄間隔時(shí)間1 s～10 min；

◇電池待機(jī)時(shí)間1～3 個(gè)月，可以充電；

◇記錄容量50 000 個(gè)數(shù)據(jù)；

◇USB 接口連接計(jì)算機(jī)，無需驅(qū)動(dòng)程序。

圖2 溫度監(jiān)測儀

2 現(xiàn)場試驗(yàn)情況

2.1 誤差測試

為了核實(shí)監(jiān)測儀測出溫度的誤差范圍，在室內(nèi)分別用水銀溫度計(jì)、數(shù)顯溫度計(jì)、監(jiān)測儀分別對空氣、不同溫度的水進(jìn)行測取溫度，觀察監(jiān)測儀與普通水銀溫度計(jì)和數(shù)顯溫度計(jì)的測試溫度數(shù)值差值情況，進(jìn)而核實(shí)監(jiān)測儀的實(shí)際測取溫度的真實(shí)性和誤差范圍，見表1。

表1 不同溫度計(jì)測取不同介質(zhì)溫度數(shù)值

通過表1 可以看出，監(jiān)測儀與水銀溫度計(jì)和數(shù)顯溫度計(jì)的誤差值在1 ℃，誤差范圍1%以內(nèi)。生產(chǎn)中熱洗溫度是78～85 ℃，監(jiān)測儀的誤差范圍較小，完全可以滿足實(shí)際需要。

2.2 試驗(yàn)效果

2.2.1 實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測熱洗溫度

油井熱洗的時(shí)間一般在4～8 h，設(shè)定5 min 錄取一次熱洗水溫度，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)繪制曲線。

通過2年314 口井的試驗(yàn)，能準(zhǔn)確繪制溫度曲線。圖3 是監(jiān)測201 轉(zhuǎn)油站連續(xù)3 天熱洗時(shí)熱洗水出口的溫度，熱洗停止時(shí)，加熱爐熄火，熱洗溫度測取點(diǎn)的溫度逐漸下降到熱洗管線的溫度值。當(dāng)需要熱洗時(shí)，加熱爐點(diǎn)火加熱，熱洗溫度達(dá)到要求時(shí)，導(dǎo)入熱洗工藝流程，熱洗溫度監(jiān)測點(diǎn)的溫度立即上升。熱洗管理人員可以充分利用這條曲線核實(shí)3 天洗井的溫度情況。如圖3 中第三天的溫度曲線顯示，有一段時(shí)間溫度低于要求的78 ℃，經(jīng)現(xiàn)場核實(shí)是員工誤操作導(dǎo)致溫度下降，如果三天都去現(xiàn)場檢查，也未必會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，而應(yīng)用監(jiān)測儀使操作員工能夠感受到監(jiān)控的壓力，加強(qiáng)責(zé)任心，合理控制溫度，遠(yuǎn)好于每天進(jìn)行檢查的效果，極大地提高了工作效率。

圖3 201 轉(zhuǎn)油站連續(xù)3 天熱洗溫度

圖4 是D2-446 井熱洗時(shí)，將監(jiān)測儀放入原來溫度計(jì)的插孔測取的回油溫度變化曲線，回油溫度隨著熱洗水地面循環(huán)、導(dǎo)入油套環(huán)形空間、化蠟、排蠟等不同的階段而變化，最后溫度趨于平穩(wěn)。熱洗停止，回油溫度逐漸恢復(fù)洗井前溫度。回油溫度曲線可以反映熱洗井的效果，若回油溫度穩(wěn)定后沒有超過60 ℃，并持續(xù)1 h 以上，熱洗效果就不好，應(yīng)該重新熱洗。

圖4 D2-446 井熱洗時(shí)回油溫度

2.2.2 掌握熱洗時(shí)間達(dá)標(biāo)情況

熱洗時(shí)間直接影響熱洗效果，過長浪費(fèi)能源，過短就不能替出井筒中的蠟，達(dá)不到熱洗的質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)中熱洗工經(jīng)常因各種原因提前結(jié)束熱洗，而管理人員從資料數(shù)據(jù)無法發(fā)現(xiàn)，但是應(yīng)用監(jiān)測儀可以計(jì)算出洗井時(shí)間。如圖3 中第二天溫度達(dá)標(biāo)的數(shù)據(jù)是從第472 到565 個(gè)點(diǎn)，共計(jì)93 個(gè)數(shù)據(jù)，每5 min 1 個(gè)，共計(jì)7.75 h。而實(shí)際第二天按照熱洗計(jì)劃應(yīng)該洗2 口井9 h，相當(dāng)于少洗1.25 h。經(jīng)核實(shí)，熱洗工因有事提前結(jié)束第2 口油井熱洗，按制度對其進(jìn)行考核，并要求重新洗井。

2.2.3 發(fā)現(xiàn)熱洗設(shè)備問題

通過熱洗溫度曲線，不但能反映操作人員的工作情況，也可以反應(yīng)熱洗設(shè)備的問題。

通過跟蹤中212 轉(zhuǎn)油站的溫度曲線，發(fā)現(xiàn)連續(xù)5 天熱洗溫度波動(dòng)加大，經(jīng)常出現(xiàn)溫度不達(dá)標(biāo)，低于76 ℃。經(jīng)現(xiàn)場核實(shí)是熱洗爐燃燒器故障，導(dǎo)致燃燒時(shí)進(jìn)氣量忽大忽小，燃燒氣量小溫度降低，修復(fù)后溫度正常。高101-49 井熱洗6 min 回油溫度就達(dá)到65 ℃，溫度升的太快，經(jīng)核實(shí)是油管掛密封膠皮圈刺漏，導(dǎo)致熱洗熱水從套管進(jìn)入，通過密封圈刺漏處直接返回回油管線，造成熱洗短路，熱洗水進(jìn)入環(huán)形空間較少，更換后洗井合格。

2.2.4 提高熱洗合格率

連續(xù)監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)了熱洗溫度和時(shí)間全過程受控，督促了熱洗爐人員控制好溫度，熱洗工按照標(biāo)準(zhǔn)洗井，提高了熱洗管理人員的工作效率，極大地促進(jìn)了熱洗管理。礦熱洗合格率由81%提高到94%，尤其是熱洗管理差的單位應(yīng)用監(jiān)測儀以后，熱洗合格率大幅提高。

2.3 質(zhì)量評(píng)價(jià)

通過2年多的反復(fù)試驗(yàn)和完善，監(jiān)測儀能準(zhǔn)確、連續(xù)記錄溫度，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題都已整改，使用了20 個(gè)月沒有發(fā)現(xiàn)故障，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

監(jiān)測儀的成本是350 元/個(gè)，一個(gè)采油隊(duì)按照6個(gè)計(jì)量間、1 個(gè)中轉(zhuǎn)站計(jì)算，應(yīng)投入2450 元，壽命按照2年計(jì)算，年投入1225 元。

目前一個(gè)采油隊(duì)平均油井140 口，2013年油井檢泵率46%。通過應(yīng)用監(jiān)測儀提高熱洗效果，清除桿管結(jié)蠟，降低結(jié)蠟對油井載荷的影響，減少抽油桿斷脫和抽油泵漏失，保守預(yù)計(jì)降低檢泵率1%，少檢泵作業(yè)1.4 口，1 口檢泵井作業(yè)費(fèi)用按50 000 元計(jì)算，一年可節(jié)省作業(yè)費(fèi)用70 000 元。同時(shí)，減少了結(jié)蠟對產(chǎn)量的影響。

投入產(chǎn)出比是1∶57，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，具備推廣條件，目前第二油礦已經(jīng)推廣應(yīng)用。

4 認(rèn)識(shí)

1）熱洗溫度監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)了熱洗溫度的全過程跟蹤和記錄，并可形成溫度變化曲線。

2）通過監(jiān)測儀可以掌握熱洗過程的時(shí)間，保證熱洗效果。

3）監(jiān)測儀便于督促員工按標(biāo)準(zhǔn)熱洗，也提高了熱洗管理人員的工作效率和熱洗效果。

4）監(jiān)測儀低廉的價(jià)格、較高的產(chǎn)出比，具備推廣條件。

[1]焦佩祿.電參法確定螺桿泵井熱洗周期[J].油氣田地面工程,2007,26（5）:29.

[2]王鴻勛,張琪.采油工藝原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1989.