高含水区块油井结蜡分析及预防效果评价

来源:用户上传      作者:

　　摘      要：在油田开发后期，会有油井结蜡現象的发生，造成油井产量下降。通过对庆延区块结蜡井从原油组分分析得出了结蜡主要原因跟自身组分有关，且结蜡主要受温度影响较大。根据结蜡原因，制定初步对策，通过在生产中应用及前后的生产状态的对比，最终制定适合的清防蜡对策。
　　关  键  词：结蜡;清蜡;防蜡
　　中图分类号：TE358+.2       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0630-04
　　Absrtact： In the later stage of oil field development， there is always the phenomenon of oil well wax deposition， which will cause the oil well production to decline. In this paper， the main reason of oil well wax deposition in Qingyan block was investigated by analyzing the crude oil components， and it was pointed out that the wax deposition was mainly affected by the crude oil component and temperature. According to the reason of wax deposition， the preliminary countermeasures were formulated， and through the comparison of the production status before and after the application of countermeasures in production， a suitable anti-wax countermeasure was finally formulated.
　　Key words： Wax deposition; Wax removal; Wax control
　　
　　在油田开发过程中，油井结蜡是阻碍油田低成本高效开发的重要因素。在早期的认知中，油井结蜡主要出现在区块开发的低含水期，但是在实际的工作中，高含水区块（区块综合含水90%）依旧会出现油井结蜡现象。
　　1  高含水区块结蜡的现象
　　庆延81块是采油二厂的主力区块，目前该区块共有油井26口，平均单井产能5.1 t/d，区块综合含水达到90.6%。2017年，区块共有结蜡油井5口，其中高产能井（单井产能大于8 t/d）1口，中产能（单井产能3～8 t/d）1口，低产能井（单井产能小于3 t/d）3口。因结蜡导致作业2井次，作业占产达到41 t，作业成本投入47.6万元[1]。
　　2  高含水区块结蜡原因分析
　　2.1  原油组分确定
　　油井在生产过程中析出蜡，首先因为原油自身含有蜡质、沥青质和胶质，而原油中蜡质的含量，直接决定了原油在井筒中结蜡的速度。原油中的蜡质主要是粗晶蜡组分，即C15～C30（如图1所示），因此高含蜡原油中的粗晶蜡组分的含量在整个原油组分中占据主要部分[2]。
　　因此在对庆延区块结蜡油井进行原油性质测定和碳数测定发现，该区块的延2下3层产原油为高含蜡原油（见表1），是油井结蜡的根源所在。
　　2.2  原油黏温曲线测定
　　原有结蜡的过程中，伴随着蜡在井筒中的析出，出蜡部位的原油黏度是陡然增大的，而这一现象可以通过原油的黏温曲线这一特征曲线反应。通过黏温曲线可以发现，在温度低于40 ℃时，原油黏度开始增大，温度降低到25 ℃是，原油黏度接近峰值，地温梯度为3 ℃/100 m计算，油井结蜡部位在1 300～1 600 m部位，与作业发现部位一致[3]。
　　油井的结蜡过程主要分为三步（如图2所示），首先，蜡因为外界因素（温度为主）从原油中逐渐析出、长大。然后附着沉积在油管内壁或者抽油管的表面。而井筒内的温度由于地温梯度和注水的原因，是由下而上不断降低的，温度的下降使得油管内的流体黏度不断增大，降低了油管内流体对油管内壁的冲刷力，进而使附着在管壁上的蜡逐渐增多。严重时造成蜡卡。
　　3  防蜡清蜡技术的应用
　　针对庆延区块油井结蜡的问题，在生产中，针对性的采用了清防蜡措施，降低井筒中石蜡析出的可能性，延长油井正常的生产周期。
　　3.1  机械清防蜡技术
　　机械清蜡技术就是用专用的清蜡工具（如图3），对井筒或者抽油杆上附着的石蜡进行刮削清理，把大的蜡块分割为小的石蜡颗粒，再被井筒中的流通带到地面。常见的机械清蜡工具有刮蜡片。这种清蜡装置的原理是刮蜡片在铅锤的重力作用下由井口向下运动，到达指定位置后，再通过绞车拉动刮蜡片上连接的钢丝，由下向上运动，通过多次反复的上下运动，即可达到清理井筒中积蜡的目的，而在抽油机井中，将刮蜡片安装在抽油杆上，通过抽油杆的往复上下运动，带动刮蜡片运动。机械清蜡的特点是经济合理，在庆延区块开发早期，普遍使用，效果良好。缺点是，清除的蜡块不能全部带离井筒，相当一部分回落到井内，造成井底堵塞。
　　3.2  热清蜡技术
　　庆延区块采用的热清蜡技术主要有：蒸汽锅炉车热洗清蜡技术和空心抽油杆热洗清蜡技术。这两种热清蜡方法都是以水（或者水蒸气）为介质，将热能带入井筒，提高结蜡段的温度，使蜡块融化，达到清蜡解堵的目的。 　　3.2.1  蒸汽锅炉车热洗清蜡技术
　　早期的熱洗清蜡采用的是以热水为介质，洗井操作时间长，由于采用的是反洗井方式，热水从套管闸门进，很容易进入地层造成污染，有井的含水上升快，相当长的时间内不能够下降到正常值，客观上造成了油井的减产。后期开发的蒸汽热洗法，采用100 ℃的热蒸汽为介质，将热蒸汽由套管闸门注入井筒内，关闭闸门，蒸汽先凝结为100 ℃的水，之后再次放热，同样的热量，蒸汽的用水量极小，对地层污染小。通过对比发现，蒸汽热洗的油井生产恢复周期（含水降至洗井前的正常值的时间）为0.5～1 d，为普通热洗方式的1/3～1/4。
　　3.2.2  空心抽油杆热洗清蜡技术
　　空心抽油杆指的是同轴式双空心杆，它主要由内外管、上下接头等部分组成（如图4所示）。同轴式双空心杆是在普通空心杆的腔内有设计了一个独立的空心通道，通过特制的终端器沟通了两个通道，形成了与外部完全隔离的闭路循环系统。内管采用1Cr18Ni9Ti合金的不锈钢无缝钢管，外敷采用亚纳米技术的陶瓷中空颗粒，可耐温180 ℃，耐压13 MPa，导热系数小于0.02 W/（m·K），每1 000 m温度下降10 ℃左右，详细数据（见表2）。
　　工作时，同轴式双空心抽油杆组成了内循环加热系统（如图5所示），主要由储水罐、循环泵、燃气加热器、控制系统、软管、光杆四通、双空心杆组成。
　　该装置有一个内外相互密封的独立通道，利用地面燃气加热器把热载体（水）加热，再经循环泵加压后（3 MPa左右），通过特制四通接头注入双空心抽油杆的内循环通道，热载体在循环泵的高压驱动下克服管壁摩擦高速（约1.5 m/s）流至双空心杆的加热尾端，然后通过环空返至地面热交换器内再次加热。通过热循环提高井筒流体的温度，从而达到清蜡解堵，保证油井正常的目的。
　　2018年共实施同轴式双空心杆循环加热系统3井次，其中压裂1井（庆6-18），补孔1井次（庆6-12），停产井再利用1井次（庆侧7-16），目前累计增油648 t（见表3）。
　　3.3  化学清防蜡技术
　　化学清防蜡技术主要是向生产井中加注化学清蜡剂，在化学清蜡剂中有机溶剂的熔蜡作用和表面活性剂的渗透解离作用的共同作用下，来阻止蜡晶的产生。化学清蜡剂主要有油基清蜡剂和水基清蜡剂两大类。相比较而言，油基清蜡剂因为与原油中的蜡质相溶较好的特性而得到广泛的应用[4]。
　　目前延庆区块含蜡油井主要使用的是HY-303油基清防蜡剂，这种清蜡剂的主要技术指标：密度0.9～0.95 g/cm3;闪点≥33 ℃;清蜡速度≥0.015 g/min;有机氯含量为零。庆6-8井在加药后，采取洗井措施，录取加药前后生产参数，进行对比分析发现，油井载荷与生产电流都有明显的降低，效果显著（见表4）。
　　3.4  微生物清防蜡技术
　　微生物清防蜡技术主要从三个方面进行产生作用机理：
　　（1）微生物对原油中的石蜡成分有降解作用。在石油工业中使用的主要是解烃菌，这种和这一类的微生物，为厌氧异养型微生物，能够以原油中的多碳烃为食物，或者将多碳降解为轻质组分，从根本上降低原油的蜡质组分，从而解决生产过程中的结蜡问题。
　　（2） 微生物在原油中依靠蜡质或者沥青质进行繁殖时，通过新陈代谢，能够产生多种具有表面活性作用的代谢产物，这些生物代谢产物能够与原油总的蜡质组分结合反应，阻止蜡晶的产生和进一步生长。同时，微生物清防蜡对地层没有污染，无需后期组织解堵作业[5]。
　　庆延区块通过在含蜡井中投放微生物，同时采用蒸汽洗井的双效复合作用，基本杜绝了油井因结蜡导致的停产现象。通过微生物投加前后的对比，2018年四季度与一季度相比，区块洗井总数由78井次下降到14井次，降幅明显。因此2018年实施微生物清防蜡答复减少洗井作业，产生了较好的效果。
　　4  结 论
　　通过对延庆区块高含蜡油井的治理，取得了显著的效果，对于清防蜡技术的应用我们得到以下结论：
　　（1）油井在高含水期依旧会出现结蜡现象，结蜡现象的发生，与原油自身组分有关，高含水后期，由于地层水的进入，降低了井筒温度，进而促进了蜡质的析出。
　　（2）油井结蜡主要受温度的影响较大，尤其在冬季，应当以蒸汽热洗为主要的清防蜡手段，对于出蜡特别严重的井可以考虑使用空心抽油杆维持生产。
　　（3） 任何一种单一清防蜡技术都不能达到好的效果，在实际生产中，应当结合油井的井况，有针对性地制定一井一策，使用多种清防蜡复合技术，效果会更好。
　　参考文献：
　　[1]陈安.浅谈延长聚驱检泵周期技术的认识[J].化学工程与装备，2019（01）：38-39.
　　[2]田子剑.采油工程中油井的防蜡与清蜡方法研究[J].石化技术，2018，25（12）：332.
　　[3]吴永平.大数据技术在油田勘探开发生产中的应用[J].现代信息科技，2018，2（12）：122-123+126.
　　[4]贺京.楼坊坪油区延10油层清蜡工艺优化及评价[J].石化技术，2018，25（10）：278.
　　[5]陈文坤，李翀，张鹏鹏.细化油井清防蜡工作制度确保油井稳产[J].石化技术，2018，25（09）：303.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15298751.htm