油井清蠟過程中防污染油層洗井管柱的應用

高欣

摘 要：熱水洗井操作容易且成本較低，是油田目前通常采用的主要清防蠟手段，但是對結蠟井進行一次熱洗清蠟后，大部分油井存在產量下降，恢復周期長（一般都在3～6天之間）的問題。造成這種現象的原因：一是洗井水進入地層，引起近井地帶黏土的水化分散及水鎖效應，洗井液污染油層，造成油井產量下降甚至不出液的現象發生;二是洗井水機械雜質含量較大，而地層虧空嚴重使洗井液倒灌油層進入地層造成油層污染。因此，有必要研制能夠防污染的井下工具。本文在廣泛調研基礎上，分析了洗井對油層造成損害的因素，對目前洗井管柱存在的問題進行了分析，設計了高效防污染洗井管柱用以油井防污染洗井，此工具可避免洗井過程中洗井液進入地層，達到洗井后不污染地層，同時可以錨定油井生產管柱，提高油井生產泵效的目的，具有較高的經濟效益。

關鍵詞：油井清蠟;油層污染;油層保護;洗井管柱

前言

由于原油高含蠟特性，在油井生產管理過程中也需要通過定期加藥和周期熱洗才能維持正常生產，洗井加藥時由于受泵壓和油套環空壓力影響，井底壓力往往高于地層壓力，部分洗井液可以進入油層， 由于入井液和地層流體及與地層巖石敏感礦物發生的不良物理和化學反應，易形成酸敏、水敏、速敏、鹽敏等現象，使油層滲透率降低， 油井產能降低。因此，針對油田部分油井結蠟日趨嚴重，常規熱洗洗井液對油層造成傷害的問題，有必要展開攻關，研制油井熱洗防油層污染洗井器，從而有效防止洗井液在熱洗清蠟過程中對油層的污染。

1高效防污染洗井管柱的設計與應用

1.1設計思路

為研制高效防污染洗井管柱，本研究從剖析洗井閥的結構入手， 設計新結構洗井裝置研究解決問題，通過結合機械卡堵水解決洗井管柱的思路， 考慮封隔器工具的密封油套環空的良好機械性能， 以及技術配套等方面， 要想讓洗井閥在井下長期可靠工作， 又能達到洗井保護油層的目的， 必須解決兩個方面的問題， 即可靠密封油套環空和錨定管柱，由于封隔器卡封注水采油技術已經相當成熟， 錨定裝置也是非常成熟的， 因此走封隔器洗井閥的道路是可行的。

為此，采取的設計方案是：采用Y221封隔器+單向水力支撐卡瓦（或Y111封隔器+雙向水力錨）配套底部單流閥代替Z332-114洗井閥， 封隔器為單向卡瓦支撐， 上提下放（或旋轉下放）座封解封。

1.2高效防污染洗井管柱結構

高效防污染洗井管柱結構主要由液壓封隔器、側向旁通補償器、過壓式固定閥，防砂單流閥等工件組成。封隔器密封油套環空， 杜絕洗井液從油套環空和油管內進入地層;高壓滑套解決封隔器坐封及洗井液由油套環空進入油管的主要通道的問題;過壓固定閥

是將油管內的壓力均勻傳遞至有桿泵固定凡爾以下， 使封隔器接受坐封壓力。防砂單流閥起到防止洗井液中雜質落到單流閥凡爾座上，使管內液體單向流通作用。其技術指標有：

（1）耐溫： 130～150℃;

（2）耐壓差： ≥20 MPa ;

（3）滿足井深： >3000m ;

（4）有效期：≥3年;

（5）產出投入比：≥3。

新型的高效防污染洗井管柱主要是建立在無支撐封隔器式卡封洗井工具的基礎上，它優化了無支撐封隔器式卡封洗井工具的整體結構， 使其變得易加工， 管柱構造易簡單，其主要工具介紹如下所述：

（1）側向旁通補償器結構及工作原理

側向旁通補償器主要由下接頭密封圈鎖緊銷釘密封滑套內外中心管等零件組成。其工作原理是：管柱下到位后，管柱正打壓時，側向旁通補償器依靠密封圈鎖緊銷釘密封滑套密封該部分管柱，保證液壓型封隔器的坐封;在封隔器坐封后，側向旁通補償器依靠反打壓形成壓力差，打掉密封滑套，溝通油套環空，以保證抽油井在正常生產時的熱洗井清蠟和測剖等措施。

（2）過壓式固定閥結構及工作原理

過壓式固定閥主要由下接頭、支撐滑套、上接頭和頂桿等零件組成，其工作原理是：管柱下到位后，過壓式固定閥的凡爾球依靠支撐滑套保證凡爾球落不到凡爾座上去，從而保證該處的液流通道暢通，在油管打壓，液壓型封隔器的坐封時能夠傳遞上下壓力， 使液壓型封隔器坐封;封隔器坐封成功以及側向旁通補償器滑套打掉后，在執行下抽油桿工序時，當抽油桿下到位后，柱塞撞擊過壓式固定閥的頂桿，依靠抽油桿柱力量打掉支撐滑套，使凡爾球落到凡爾座上，使得該工件在抽油泵正常工作時起到固定閥的功能。

（3）防砂單流閥結構及工作原理

防砂單流閥主要由下接頭凡爾座、隔砂管和沉積傘等零件組成，其工作原理是：在作業或洗井過程中，入井液油管本體抽油桿以及下井工具中不可避免地攜帶各種雜質，這些雜質隨著重力的沉降作用，將堆積在本體和隔砂管組成的雜質沉積腔內，以保證雜質沉積后不再堵塞單流閥凡爾座上，以免造成固定凡爾密封不嚴。

（4）液壓型封隔器結構及工作原理

液壓型封隔器主要由上接頭、鍵套膠筒、中心管缸套活塞和鎖塊等零部件組成。其其工作原理是：封隔器下到設計位置后，向油管內加液壓15-18MPa ，穩壓5min，使封隔器坐封，泄壓后從套管內驗封，以確認坐封是否可靠。解封時，先慢慢上提管柱，觀察指重表變化，當負荷超過原管柱懸重40-80KN未解封時，將管柏觸回到超出原管柱懸重10KN左右，再上提管柱，直到完全解封為止。

2.高效防污染洗井管柱的施工工藝及注意事項

2.1施工步驟

（1）起出原井管柱。

（2）用適當的通井規， 通井至卡點以下50米， 并在卡封位置反復通井2一3遍。

（3）按照施工要求下入卡封管柱。

（4）校深合格后， 按要求驗管柱及坐驗封合格。

（5）按照施工要求下桿柱。

（6）試抽合格后交井。

2.2施工注意事項

（1）在搬運過程中，應輕搬輕放，有規則排放以防損傷。

（2）根據起出管柱情況決定是否進行井腔處理。

（3）用適當的通井規，通井至卡點以下50米，卡封位置反復通井2-3遍。

（4）下井前確認工具完好無誤附件齊全，方可下井。

（5）下鉆時平穩操作，下放速度控制在20-25根/小時。

（6）校深合格，卡點避開套管節箍。

3.結束語

在目前的油田開發過程中，大多數井采取的是有桿泵抽油生產，由于管桿長時期在井中同油水接觸，容易造成管桿結蠟堵塞油管通道，同時增加管桿的負荷，容易造成管桿斷脫或活塞堵塞，針對這一現象，我們一般采取的措施是通過加油基清蠟劑和熱水洗井的方式清除蠟，對供液能力強的井，這種方式可能比較有效，但是在實際生產中經常會遇到一些低液面、低液量的油井或結蠟油井，這樣的油井在洗井過程中，或多或少會有洗井液進入地層，由于水和油層的物性不一，容易造成油層污染，致使洗井后油井含水數天居高不下，或洗井液根本無法返出地面而直接進入油層，造成地層傷害，大大影響了原油產量。因此，解決周期性熱洗井對油層的傷害是一個非常重要的生產問題，一旦地層受到傷害，其恢復的時間是相當長的， 而采用高效洗井防污染管柱洗井則較好地解決了洗井易污染地層和洗后產量恢復慢的生產問題。

參考文獻：

[1] 蘇德勝，王億川，等.油井射流熱洗防油層污染洗井器的研制與應用[J].石油機械.2014，18（2）：112-116.

[2] 谷開昭，趙增順，等.新型防砂埋洗井油層保護器[J].石油礦場機械，2013，15（20）：106-108.