为了实现油田开发生产油井的高效热洗,通过分析热洗机理和当前较流行的高温蒸汽洗井技术和实践发现,热洗压力一定时的热洗时间取决于流压大小,应用高温蒸汽洗井、节流洗井装置,能克服传统洗井方式污染油层的不足,未来油井洗井技术发展方向是油井自动热洗、热洗效果仿真技术。研究认识供采油技术同仁开展相关技术研究时学习参考。
1、热洗机理分析
1.1热洗清防蜡方式
热洗清防蜡是目前最常用的清蜡手段,分为热洗泵洗井和热洗车洗井两种方式。其中热洗泵洗井是清防蜡工作的主要手段,它简单易行,成本低,效果好,如图1所示。
1.2热洗时间确定
影响洗井时间的主要因素有产液、含水、沉没度、泵径。据统计,沉没度高低决定洗井返回时间的长短,且高含水低沉没度井在很短的时间内,热洗液进出口温度就能达到一致。在最初低流压井跟踪洗井过程中,由于其热洗液返回温度快,井口进出口达到温度相同的时间较短,怀疑油套窜,但通过憋压法核实及热洗跟踪,没有发现所洗井有油套窜的现象。在合理热洗周期的前提下,单井的热洗时间应与热洗液进出口温度相同,且热洗液与采出液成分必须在相同的这段时间。当热洗液进出口温度相同,表明这时热洗液在管柱内进行了充分的循环,不断流动的热洗液在与油管外壁、套管内壁、筛管或防砂管、泵筒及上下阀、油管内壁,光杆外壁进行充分的热传导、热交换后,温度达到一致,并冲走溶化蜡。通过在井口外放采出液,观察采出液成分与热洗液来水成分是否达到相同,当它们达到一致时,表明已达到热洗目的。
1.3高效清洗关键要素
油田采油厂生产油井的应用实践表明:当井筒内循环热洗液温度足够高时,在很短的时间内就能完成清蜡工作,一次成功率97.5%;反之,即使延长热洗时间也无明显效果。因此,当热洗压力一定时,热洗时间的确定取决于流压的高低,流压构成是高效清洗关键要素。另外,对原油含蜡量大于15%的抽油井,不宜采取小剂量洗井。通过抽油井热洗的经验公式计算,热水水量需在21 m3以上,否则热水释放的热量不能融化所有附着在抽油管壁上的蜡。
2、高温蒸汽洗井分析
高温蒸汽洗井是通过专用的高温蒸汽热洗车实施作业,它利用加热炉将水罐中的水加热成蒸汽后,从套管进入井筒,将油管中的蜡融化后,通过油井抽汲过程,将融解蜡带出井筒,达到彻底清除井筒内析出蜡的作用。高温蒸汽热洗车洗井,热洗温度100~150℃,热洗最高压力可达20 MPa,适用范围广,能有效解决热洗温度低、结蜡严重井的热洗问题。通常,高温蒸汽热洗车分为撬装单井热洗车、油井自洗热洗车等两种,基于成本和工作灵活性考量,撬装单井热洗车适用于1个平台有多口井连续工作,而油井自洗热洗车适用于边远井或仅有少量井任务。经过实际对比,适合应用高温车洗井的油井类型主要有如下4类:(1)外扩井。这部分井原油粘度高,含水低,洗井管线长,管线直径小且弯多,热洗效果差。(2)无热洗流程井。这类井由于搭管线生产,无热洗流程,无法实现热洗。(3)液面在井口的井。这部分井热洗效果差,无法通过加药的方式达到延长热洗周期的目的。(4)热洗周期短的井。这部分井热洗质量差,热洗时间长,返回温度低。高温蒸汽热洗车就是一种新的清防蜡技术,有助于实现高效率洗井,但在工作量较少时,单井作业成本相对较高。
3、洗井方式优化
目前,油田单井管线长度比较长的井占比较高,平均在25%左右,该类井存在热洗效果较差的问题。为了提高油田正在生产的油井热洗质量,延长热洗周期,结合实际情况,制定了机采生产井清防蜡技术管理考核办法,并开展多种形式的个性化洗井方法对比研究,以达到节能降耗的目的。采取的个性化热洗方式包括:(1)普通中转热洗。对有热洗流程、泵况好、液面不在井口的井,采取“中转站热洗”方式。(2)加药中转热洗。有热洗流程、泵况良好、产液量低、含水低、热洗周期比较短的难洗井,采用“加药+中转站热洗”方式,延长热洗周期。(3)周期延长热洗。对原油含蜡高,粘度高,含水级别低,地层压力偏低,热洗周期短的油井,采取安装井口电磁防蜡装置方式,延长热洗周期。(4)个性化热洗。对于无热洗流程、树状流程的井;对泵况漏失问题井、泵况正常但液面长期在井口的机采井,以及一些特殊需要的井,应用热洗车洗井,虽然通过个性化洗井延长了热洗周期,但清防蜡还存在一定困难。这类井采取“一井一案、一洗一策”。(5)自主循环洗井。该方式主要针对低泵效油井在地层供液不足的情况下,实现自主循环,提高泵效,真正做到不污染地层,不影响产量,实现减费增效,是一项新兴节能工艺、清洁环保的绿色科技,具有很好的推广前景。油井热洗的自动化研究,热洗效果仿真技术研究,代表未来的研究与发展方向。(6)高温蒸汽洗井。随着油田开发的深入,中转站加热炉热洗清防蜡方式已经很难满足清防蜡要求,主要表现为:加热炉不断老化,能力不断下降;随着问题井数不断增多,难洗井也越来越多;随着地面工艺的优化简化,环状和树状流程井数越来越多,因此,要求应用新的清防蜡技术,提高井筒管理水平,实施“一井一案、一洗一策”。
4、结论
(1)洗井是解决抽油井结蜡的有效手段,如何实现高效清洗油田生产油井,处理好洗井清蜡与影响产量的关系,是实现成本低、时效高、安全性的关键之一。(2)应用节流洗井装置,克服了大排量、大剂量彻底洗井的传统洗井方式,节能降耗,是实现高效清洗、防油层污染的较好方式。(3)高温蒸汽热洗车洗井技术能有效清除井筒内析出蜡,延长热洗周期,解决环状、支状流程井的热洗难题,是今后热洗工作中节能措施的重要手段。(4)未来油井洗井技术研究与发展方向,是油井自动热洗、热洗效果计算机仿真技术。
参考文献
[1]陈晓斌,孔祥宝.油井自主循环洗井工艺研究与应用[J].清洗世界,2018,34(11):23+28.
[2]惠学智.防止油井洗井储层污染工艺技术探讨[J].化工管理,2018(30):156.