油气井清蜡与防蜡技术分析

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【摘要】油井结蜡、腐蚀和结垢,是目前油田生产中经常遇到的问题,这些问题直接影响着油井的正常以及采油速度和原油采收率的提高。因此,要确保油井的正常生产和油田有较高的原油采收率,必须采取各种技术措施来解决防蜡、防腐和防垢的问题。蜡和防油井结蜡是影响油井高产稳产的突出问题之一。清蜡和防蜡是油井管理的重要内容。只有充分了解蜡的性质,结蜡的原因,掌握结蜡的规律,才能制定出各种有效的清蜡措施。

【关键词】油气井 清蜡 结蜡 防蜡

1.油气井结蜡的原因

在地层条件下,蜡一般是溶解在原油中的。通过原油从地层流入井底,由于压力、温度的逐渐降低,蜡在原油中的溶解平衡受到破坏,超过蜡在原油中的溶解饱和度时,蜡会从原油中结晶析出,然后聚集长大形成蜡晶体,蜡晶体沉积于油管和设备等的表面上,形成结蜡。一般分为蜡结晶析出、蜡晶体长大聚集和沉积在壁管上三个阶段。随着蜡晶体不断在管壁上的附者和沉积,蜡的结晶继续扩大,从而形成一些巩固的,结构形成紧密的蜡层。

2.油气井结蜡带来的危害及影响

采油井和集输管道内结蜡后,影响流体举升和流动过程的过流断面,缩小了油管的孔径,增大了油流阻力,造成能源的消耗,使抽油、集输设备不能正常工作。油层结蜡,会使出油孔隙堵塞,使地层中大量原油采不出来,降低油田的采收率。自喷井结蜡,会减少油流的通道,增加油流流动的阻力,使采油井管壁结蜡、油管被堵死从而造成停产。抽油井结蜡,会使蜡结晶在泵的部位,使原油流入泵筒的通道缩小,影响泵的充满系数;同时还会使泵内阀座和阀球之间配合不严密,产生漏失。泵与活塞之间结蜡,会增加活塞与泵筒见的摩擦力,使抽油机负荷增大,造成卡泵、拨断抽油杆和停产。抽油杆和油管壁结蜡,将减少油管的容积,造成减产。

3.油气井机械清、防蜡技术

机械清蜡就是用专门的清蜡工具,把附着于油管壁上的辣刮掉。主要使用方法有刮蜡片、尼龙刮蜡器、清蜡器等清蜡。

一、刮蜡片清蜡。刮蜡片清蜡,主要用于自喷井和潜油电泵井。主要设备有绞车、钢丝、扒杆、滑轮、防喷井、防喷管、钢丝封井器、刮蜡片和铅锤。工作原理:刮蜡片依靠铅锤的重力作用向下运动刮蜡,上提时靠绞车拉动钢丝,经过滑轮拉动刮蜡片上行,如此反复定期刮蜡,并倚靠液流将刮下的蜡带到地面,达到清除油管积蜡的目的。该方法简便,需动用人力、车辆,同时要掌握清蜡周期。

二、尼龙刮蜡器清蜡。尼龙刮蜡器清蜡,主要用于结蜡的抽油机井,依靠往复运动的抽油杆带动刮蜡器做上下移动和转动,从而不断地清除抽油杆和油管内壁上的结蜡。工作原理:在抽油杆上相距一定距离的两端安装固定限位器,在两限位器之间安装尼龙刮蜡器。

三、自动清蜡器清蜡。自动清蜡器用于抽油机井,主要由上换向器、下换向器和刮蜡器三部组成。使用时,刮蜡器套装在抽油杆上,上、下换向器装在油管上,配套完成清蜡工作。工作原理:由清蜡器的步进簧夹住抽油杆,使清蜡器随抽油杆同步运动。

4.油气井化学清、防蜡技术

化学清、防蜡工作原理:将化学药剂从采油井的油、套管环形空间加入,在原油中溶解混合后,改变原油中的蜡晶之间的集聚,防止蜡晶在管壁上的沉积,达到阻止蜡晶聚结、沉积、蜡晶或延缓结蜡的目的。目前,油井上普遍使用人工加药罐加药。加药罐加药工艺,主要是利用防蜡剂与原油的密度差,使防蜡剂从油、套管环形空间缓缓流入井低,由深井泵泵入油管,然后随井液被采出地面,达到防蜡的目的。

据大港油田采油一厂1996年218口井的统计情况,应用化学药剂清、防蜡,加药后采油井的热洗周期由加药前的43d,延长至138d,最高达186d。扣除投入设备、药品费用和减少洗井等耗电、耗水、耗气的费用,全厂年纯经济效益达670.113万元。

5.采油井热力清、防蜡技术

一、高压热洗清蜡方法

(1)高压热洗车热洗。油田现在多使用RC―H200型热油熔蜡高压热洗车,它于水罐车配套为车组。主要用于抽油机井无热洗流程、中转站较远及因正常用热洗泵洗井时的温度难以达到要求、洗井用泵正在检修或出现故障,以及作业施工因结蜡严重起油管困难等情况下而采取的洗井方法。

(2)低压高温热洗。低压高温热洗,主要是利用中转站内的掺水泵热洗,以解决因采油井无热洗流程,以及高压热洗车进不到井场等问题。低压高温热洗方法,要求泵的来水温度在75℃以上,这是热洗前的先决条件。低压高温热洗方法,一般是在气候较暖、不影响邻井正常掺水保温的情况下,采用的一种便捷热洗方法。

二、电热清蜡方法

电热清蜡方法,是利用随油管下入井内的热电缆,在接通电源后所产生的热量融化油管壁上结的蜡。电热清蜡特点:热量均匀,热能利用充分。清蜡操作简便,但井下施工复杂。热电缆可连续通电加热。电热清蜡方法适用于原油凝固点高、粘度大的油田采油井,但耗电量大、成本高。由于现场投资较大目前应用较少。

三、热化学清蜡方法

热化学清蜡方法,是利用化学反应产生的热能来清除蜡堵。它是将两种不同药液,按比例从油、套环形空间和油管内注入,在采油井射孔井段上进行化学反应,使其达到热峰值,达到管壁熔蜡的效果。该方法对药液配比及两种药液加入、化学反应时机要求较为严格。由于两种药液毒性大,对人体有危害,操作不当易爆炸,安全性差,因此现场已经不在使用。

6.结论

目前,由于世界范围内的油田大多数已经进入中晚期开发,油气资源日益枯竭。为此,油气资源的开发正逐步从浅层地区转向深层地区。随着深度从百米以内逐渐递增到几千米,传统的清蜡方法已经不满足生产需要, 根据生产实践经验和防蜡机理的认识,为了防止蜡晶的析出,可从以下三方面着手:

(1)阻止蜡晶的析出,在原油开采过程中,采用某些措施使得油流温度高于蜡的初始结晶温度,从而防止蜡晶的析出。

(2)抑制石蜡结晶的聚集。在石蜡结晶已析出的情况下,控制蜡晶长大和聚集的过程。

(3)创造不利于石蜡沉积的条件。

参考文献:

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