低能井泵車熱洗清蠟不足問題及解決方案

孔紅芳

（大港油田第五采油廠）

在原油開采過程中，原油從地層上升到井口，隨著壓力和溫度不斷降低，“蠟”就會從原油中析出，形成顆粒并不斷地黏結在油管和抽油桿壁上，縮小油管內的油流通道增加油流阻力，增大抽油桿應力，加劇抽油桿的破壞程度，嚴重時蠟卡、蠟堵、抽油桿斷脫造成死井。因此，清蠟是在含蠟油井生產管理中十分重要的技術措施。熱洗清蠟是抽油井日常維護管理和延長油井檢泵周期最有效的手段，對保障油井的正常生產起到了至關重要的作用。目前，常用的清蠟熱洗裝置有空心抽油桿熱洗[1]、自能熱洗[2-3]、高溫蒸汽熱洗[4-5]等，但這些熱洗裝置投入成本較高、熱洗時間長、燃料消耗量大。大港油田普遍采用地面泵車以熱水（油）洗井清蠟方式為主。

1 問題的提出

泵車熱洗是泵車將洗井液（活性熱水或原油）加熱到100 ℃以上，加壓后從井口套管泵入到油管與套管的環形空間內，高溫洗井液再經篩管在抽油泵的抽汲作用下進入油管，將沉積在油管和抽油桿上的蠟融化，蠟隨洗井液和原油返出地面，達到清蠟的目的，泵車熱洗基本原理見圖1。該方法廣泛適用于抽油機井。大港油田采油五廠有361 口油井實施泵車熱洗，年實施700 余井次。

圖1 泵車熱洗基本原理

由于油井結蠟井段一般在井筒的中、上部，常規泵車清蠟工藝熱洗時洗井液需要對整個井筒進行循環，需要大量的洗井液、燃料和作業時間。由于洗井路徑長，熱量損失大，當洗井液循環到井筒中、上部結蠟井段時，溫度下降，無法達到化蠟需求，該洗井工藝會浪費1/3～2/3 的高溫洗井液，熱洗效率較低。低能井由于地層壓力低，熱洗過程中一部分洗井液漏失進入地層，使進入井筒中的洗井液排量達不到要求，造成排蠟不徹底，在熱洗過程中極易造成蠟卡并發生躺井事故；漏失嚴重的油層，洗井液侵入地層造成油層污染和黏土膨脹，會使水敏地層的滲透率降低，影響油井的產量；出砂井進入油層的洗井液沖刷近井地帶，洗井后隨產出液采出，易造成油井砂卡泵、砂埋油層。

2 解決方案

為解決低能井在泵車熱洗時洗井液漏失污染油層和清蠟不足造成砂、蠟卡等問題，參考油層保護封隔器[6]、遇水膨脹封隔器[7]原理，借鑒油井不壓井熱洗清蠟裝置[8]和溫控短路熱洗清蠟防漏管柱[9]的成功經驗，研制了泵上溫控洗井裝置。采用洗井閥與溫控封隔器[10]一體化組合，在泵上位置封住油套環形空間，減少能量損失，阻斷洗井液與油層連通通道，保護油層，提高熱洗質量。

2.1 結構設計

泵上溫控洗井裝置見圖2，為洗井閥和溫控封隔器的雙獨立設計，其中溫控封隔器由膨脹機構、傳力機構和解封機構組成。

圖2 泵上溫控洗井裝置

2.2 工作原理及主要參數

將該裝置連接管柱上，并下入預定位置（一般在抽油泵以上、結蠟井段以下位置）。熱洗時，向油套環形空間內注入高溫洗井液，泵上溫控洗井裝置的感溫體受熱膨脹，推動滑套，壓縮膠筒，使膠筒徑向膨脹，座封油套環形空間。隨著油套環形空間內的壓力升高，彈簧受壓縮，洗井閥打開，露出連通油管與套管的閥孔，高溫洗井液從閥孔進入油管上部井段循環清蠟。同時，膨脹的膠筒阻止了洗井液侵入地層，起到了保護油層的作用。當熱洗完成停泵后，油套環形空間內的壓力下降，被壓縮的彈簧靠回復力復位，洗井閥孔關閉。隨著井筒內的洗井液溫度下降，感溫體冷卻后收縮，膠筒依靠彈性恢復原狀，油套解除，油井恢復正常生產狀態。泵上溫控洗井裝置主要參數見表1。

表1 泵上溫控洗井裝置主要參數

3 現場應用

3.1 應用情況

泵上溫控洗井裝置在某油田現場應用，洗井過程為：開始迅速升溫至95 ℃以上，排量8 m3/h，泵壓升至3 MPa；30 min 左右泵壓下降至2 MPa，油壓升至1 MPa，溫度上升至40 ℃，井口取樣流量增大，溫度升高說明泵上溫控洗井裝置已啟動，循環通道打開，洗井液進入油管并隨油井產出液返出；之后排量調至10 m3/h，觀察取樣溫度升至63 ℃，說明正在熔蠟，用時約30 min；排量加大到12 m3/h，熔蠟的同時進行排蠟，用時約50 min；熄火、降溫，停止洗井，用時約5 min。整個洗井過程用時2 h，平均排量11 m3/h。

該裝置應用效果前后對比見表2，使用泵上溫控洗井裝置進行泵車熱洗，單井單次直接減少洗井用原油10 m3，熱洗時間縮短40%，洗井周期延長1/3，產量恢復期降至0 天，效果顯著。

表2 應用效果前后對比

3.2 經濟效益

應用該裝置單井單次節約熱洗用油10 t，年洗井次數由6 次降至4 次，原油單價按2 500 元，原油操作噸油成本850元計算，單井熱洗創效6.66萬元/a。該裝置制造費用6 000元，投入產出比達1 ∶10。

同時，該裝置可有效防止洗井液侵入地層，避免油層污染。熱效率提高1/3～1/2，社會效益顯著。

3.3 推廣性

泵上溫控洗井裝置除適用于常規抽油機井外，特別適用于以下油井：

1）螺桿泵井。熱洗時不再需要用吊車將轉子提出定子工作筒。

2）出砂井。避免了易出砂井洗井液進入油層產生的“速敏效應”而造成出砂加劇。

3）地層易漏失井。避免洗井液進入油層產生的“水敏效應”而造成的油層污染。

4 結論

1）采用洗井閥與溫控封隔器一體化組合，在泵上位置封住油套環形空間，創新了溫控洗井工藝技術。

2）由于只清洗結蠟井段，因此縮短了洗井路徑，節約了洗井時間40%，節約洗井液用量40%，提高了洗井質量，節約了成本。

3）熱洗時，洗井閥孔在封隔器封隔后打開，解封前關閉，消除了低能井洗井液侵入地層所造成的油層污染問題。

4）該裝置適用于抽油機井、螺桿泵井、地層漏失井、易出砂井，安裝位置不受限，可安裝在油井管柱的任何部位，不影響測試工作。