油管電加熱清蠟方式試驗

翟世偉

摘要：針對XX塊由于含蠟量高、結蠟程度重，導致油井清蠟熱洗和加清蠟劑費用高、油層易污染、油井有效生產時率低的問題，通過研究區塊油井結蠟因素，著眼于提高井液溫度，開展了清蠟替代技術一油管電加熱清蠟技術研究。實施后試驗井生產平穩、生產時率由80.5%提高至98.4%，清蠟效果明顯、階段免熱洗、免加藥生產479天，有效降低了油井生產、維護成本，達到了油井綠色無污染清蠟目的。

關鍵詞：清蠟? 熱洗? 油管電加熱? 油層污染

1? 油藏概況

XX塊主要含油層位為S1段，平均孔隙度23.6%，平均滲透率1320x10-3μ㎡，為中孔高滲儲層。該塊共有油井20口，開井12口。日產液163.3t，日產油66.6t，綜合含水59.2%。油品性質為稀油， 原油粘度6.5mPa·s，含蠟量為12.5%，平均析蠟溫度31.2℃，膠質瀝青質含量10.6%。由于區塊原油蠟質、膠質瀝青質含量較高，地層溫度、壓力和油井產量不斷下降，原油中泥、砂、機械雜質以及桿管表面的光滑程度等因素的影響[1]，區塊油井結蠟較重，且頻繁熱洗易造成油層污染。

2技術原理

油管電加熱清蠟技術由電源變壓器供給油管電加熱系統能量，電能由電源變壓器輸出，控制柜隔離調整后，將電能經地面電纜傳輸到密封器，由密封器經井下電纜將能量傳送到油管，再經油管下部的油套管接觸器與套管連通，形成一個完整的回路。由于套管直徑大于油管直徑 ，一般套管截而積是油管的3倍左右，而二者的電阻率相同，油管上的電壓降遠大于套管上的電壓降，系統產生的熱量主要集中在油管上 ，當油管的溫度達到熔蠟溫度時，結晶在油管壁上的蠟就會熔化脫落，隨油井產液排出，從而達到清蠟目的。與熱洗清蠟相比實現了免熱洗生產，日常維護費用低，并且從根本上杜絕了熱洗污染，提高了油井有效生產時率。

3 結構組成及清蠟參數確定

3.1結構組成

油管電加熱系統主要由油管電加熱控制柜、高壓井口密封器、絕緣抽油桿、絕緣短接、絕緣扶正器等部件組成。

3.1.1 油管電加熱控制柜

油管電加熱控制柜將380V電源經變壓后輸出小于380V的工頻電壓且單項分級可調，輸出電流為0～400A單項分級可調。具備過流保護、短路保護裝置，安全合理、操作方便，不影響作業施工及正常的采油資料錄取。

3.1.2 高壓井口電纜密封器

高壓井口電纜密封器是為避免油管電加熱采油工藝實施過程中發生泄漏現象，電纜由套管大四通進入井內，安裝時，油管掛坐上后不需要再提、放管柱，密封強度大于25MPa，密封圈絕緣電阻大于200Ω。

3.1.3 絕緣短接與絕緣抽油桿

絕緣短接與絕緣抽油桿是實現地面井口完全不帶電的關鍵設備。絕緣短接安裝于井下第一根油管與第二根油管之間，作用是將井下帶電油管與地面設備隔離，保護地面設備及操作人員的安全。絕緣抽油桿由玻璃鋼材料制成，安放在絕緣隔離油管相對應的位置，當井下抽油桿與井下帶電油管接觸時，保證井下桿柱與地面設備絕緣隔離。

3.1.4 絕緣扶正器

絕緣扶正器作用是為了防止油管在送熱過程中由于井斜等原因與套管接觸造成短路。由非金屬絕緣耐溫材料制成，有良好的絕緣性能和使用強度，固定安裝于清蠟井段的油管上，直井每根油管安裝1～2個，斜井段安置2～4個。

3.2 清蠟參數確定

應用油管電加熱清蠟過程中為降低系統清蠟能耗需確定清蠟時間。對與油管電加熱清蠟井，清蠟深度為油套接觸器與絕緣短節之間的油管長度，當井液進入該井段，即進入加熱過程，當流過以后加熱過程即結束。因此井液流經清蠟井段所需時間，即為清蠟時間。

假設油管內的液體是勻速由井底向上流動的單相流。

Q為流量，m3;S為流道橫截面積，㎡;v為流體流速，m/s;t為過流時間，s。

由速流公式：

L為清蠟深度，m;T為清蠟時間，s。

由公式（1）、（2），得油井在不同產量下清蠟時間計算公式為：

上述計算沒有考慮油井實際流態下的復雜情況（實際是油、氣、水三相或兩相流）。在實際應用過程中，根據式（3）所計算出的油井在不同產量下的清蠟時間在實際應用中還需加上1-2h排蠟時間。

4 礦場試驗

4.1試驗前油井概況

A井位于XX塊構造東北部，生產井段-2337.8m～-2464.9m，67.7m/11層，日產液11.1t，日產油1.9t，動液面深1578m。原油含蠟量28.2%，膠質瀝青質含量5.6%，原油凝固點30℃，析蠟溫度38℃。結蠟井段300m～1100m，每天加清蠟劑30Kg，清蠟熱洗周期為43d。由于地層壓力低，熱洗液倒灌對油層造成的污染，一般需要3～5天才能恢復到正常水平，年生產時率僅為80.5%。

4.2 試驗情況及效果

在該井實施了油管電加熱清蠟試驗，泵徑及泵掛深度不變，清蠟深度1100m，配備JDCR-II型80KW電磁加熱控制柜。清蠟時間根據公式計算為8小時，每周清蠟1次，平均清蠟功率60.7KW。在電加熱清蠟前后產液量、含水變化不大的情況下，井口產液溫度平均由23.9℃上升至34.5℃，最高由24.1℃升至40.5℃，上升16.4℃;抽油機上行電流平均下降3A，下行電流平均下降1A;測試最大載荷由加熱前的83KN下降至76KN，最小載荷由34KN增加至36KN，清蠟效果明顯;年有效生產時率由試驗前的80.5%提高至98.4%。截止目前該井已連續免熱洗、免加藥生產479d，無蠟卡現象發生。

5 結論與建議

（1）應用油管電加熱技術后，試驗井清蠟效果明顯，在結蠟較重的鐵17塊完全可以替代現

有的熱洗、加藥清蠟方法;

（2）該技術清蠟操作簡單、作業管理方便，節約了油田生產、管理成本，具有很好的推廣應

用前景;

（3）該技術從根本上杜絕了熱洗對油層的污染，下一步將繼續深入研究送電清蠟規律，在保證清蠟效果的前提下盡量減少能耗。

參考文獻

[1]王備戰.油氣地質與采收率[J].特種油氣藏，2003，10（3）：71～73.

中油遼河油田公司茨榆坨采油廠工藝研究所，遼寧 沈陽 110206