油井热洗工艺的优化与应用

发表时间:2020/6/12   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:李炎
[导读] 摘要:在油田生产开发中,结蜡油井井筒油厚,产量低,能量低,含水低。易引起抽油杆负荷增大,行程损失增大,泵效降低。负压油井往往不回液或回油不全,造成严重的地层污染和较长的排水期。
        胜利油田牛庄石油开发有限公司  山东  257000
        摘要:在油田生产开发中,结蜡油井井筒油厚,产量低,能量低,含水低。易引起抽油杆负荷增大,行程损失增大,泵效降低。负压油井往往不回液或回油不全,造成严重的地层污染和较长的排水期。根据这种情况的分析和研究,对正常生产井,采用超导热洗能够有效解决清水、蒸汽等热洗方式严重污染油层,洗井效率低的问题,为油井正常生产提供有利的保障。
        关键词:洗井工艺;热洗制度;储层保护;
        油井热洗是油井日常生产管理中的重要课题之一。维持油井的正常生产,提高油井的作业效率,延长油井的免修期和泵检期,促进油田开发效果的提高,是采油团队的重要手段。
        1 蒸汽热洗技术研究
        1.1 技术原则。蒸汽热洗技术主要是以蒸汽为载体,将热能沿环空快速注入,借助抽油泵的抽吸作用形成热循环系统。这样,高温流体在循环过程中,井筒温度不断升高,油管内壁和抽油杆外壁的蜡垢逐渐溶解。同时,对筛管及射孔段附近的可溶性有机堵漏物进行冲洗,达到热洗清蜡、洗净井筒内污垢、缩短排液周期、保证油井正常生产的目的。
        1.2 技术特点。当温度超过蜡的熔点时,蜡就会逐渐熔化。输出液体从井筒抽到井口,通过油管输送,达到油井热洗清蜡的目的。它有以下优点:(1)蒸汽洗冲洗用水量小,用水量在8 - 9m3,水从液体到气体,吸收了大量的热量,所携带的热量需要少量的冲洗液。冲洗压力小,不破坏油井正常生产过程中的压力平衡,减少热冲洗对地层的污染,保护油层,缩短热冲洗后油井的排水期。(2)套管蒸汽进水100℃以上,最高可达160℃,以确保在井口的出口温度≥90℃,确保油管和抽油杆内壁的蜡完全熔化。(3)在热洗过程中,无需停井。蜡熔化后,将生产出的液体泵出井筒,避免了蜡卡等事故的发生。(4)冲洗时间大于5h,保证蒸汽热清洗、清蜡的彻底性。(5)适应性广。蒸汽热洗技术适应性广,适用于日液5- 15m3,动液面高度约1000米,结蜡严重,排水周期长。
        1.3 技术适应性分析。蒸汽在油套环空向下流动的过程中,热量通过油管壁传递到油管中向上的液体中,蒸汽温度逐渐降低。然而,油管中的流体从泵的底部向上流动,热量散失到油管中,产生的流体温度逐渐下降。当在某一位置,设为O点时,油管内流体温度与油管外蒸汽温度相同(T外= T内)。O点称为热平衡点。若热平衡点低于结蜡点,则完全加热蜡;若热平衡点高于结蜡点,部分加热蜡。所以可以看出热平衡点直接影响清蜡质量。因为高温蒸汽进入油套管环空动液面以下传热有限,油井的清蜡效果差的液面高于700米,所以它不适合用蒸汽清洗。对于日产量不足10吨的油井,蒸汽洗井时间一般在5小时以上,时间过长。洗井后,井筒内熔化的蜡不能及时完全排出井外,短时间内会在井筒内凝结、粘附。除蜡不彻底。
        2 油管熔化除蜡工艺方案
        2.1 洗井方式与压力的选择。常规循环热洗时,井口套压控制不当容易使得洗井液侵入地层而可能对地层造成污染和伤害。根据该区块地层静压为24.82Mpa、采油井射开层位平均为2400米,因此当井口套压为零、井筒充满水柱时在所射开层位产生的压力为24Mpa,与地层静压基本相当,从而可以避免洗井液侵入地层。由此我们提出了严格控制井口套压为零、直接向油套环空灌洗井液的方案。
        2.2 洗井液介质、数量的选择。从储层特性可以看出,为避免侵入的洗井液与地层不配伍产生地层敏感性反应(如粘土的水敏反应),我们选用采油井的原产液作为洗井液,这样就可以最大限度地减少洗井液与地层不配伍产生地层敏感性伤害。在洗井液数量的确定上我们通过各井的实测动液面来计算洗井液数量,并且在理论值基础上适当减少1-2方。


        2.3 洗井周期和时间的选择。在热洗过程中,没有充足的时间,没有充足的洗井介质,洗井就难以彻底,以往通常采用延长洗井时间和加大洗井液数量的办法,但过长的洗井时间会使大量的洗井液进入地层,造成地层污染。而我们这样的方法所用洗井液数量平均在12~15方,数量相对较少,那么如何用少量的洗井液来达到清蜡的目的,通过摸索我们采用了缓慢、间隙灌注工艺,在洗井周期的确定上我们也进行了适当的优化。
        2.4 项目实施和效果评估。制定后我们对30块几口采油井进行了为期两年的试验摸索,对洗井效果和对地层伤害进行了评价:30区块各采油井在执行该热洗清蜡方案后,经过两年多的试验摸索产量并未受到影响,一些油井的产量少许的下降可视为正常的递减。说明该方案对油层保护效果显著,从多次的洗井效果来看,每次都达到了解卡的目的,延长了检泵周期,达到了保持油井稳产的目的。
        3 热洗工艺的优化与应用
        3.1 超导热洗工艺的优化。(1)原理。采用GKA自动洗井装置,利用原油分离出的污水,在地面通过加温后进入井筒循环洗井,减少了入井介质,有效避免了油层污染。入口温度在100℃以上,出口温度在85℃以上。(2)流程优化。为了达到更好的超导热清洗效果,在应用过程中做了以下几点改进:① 设定一个合理的超导周期。以某油田为例,超导热洗周期为30天的油井有14口,超导周期为60天的油井有36口,超导周期为90天的油井有5口。超导洗井平均每月34口。②在日产液较低的油井中加入一定量的介质,以保证油井的超导性。根据液体日产量大小,超导热洗前分3个层段加入入井介质:日产液在5m3以下的加驱排剂25kg、热水4m3;日产液在5~lOm3的加驱排剂25kg、热水2m3;日产液10m3以上,驱替排水剂25kg。这样既可以保证足够的液体量,又可以减少地层污染。③添加一定量的水锁处理剂,防止水锁的发生。④由专人负责组织超导热洗工作。一是确保超导措施按计划实施到位。二是能够获取所有的超导数据,如温度、电流、液量变化等,为下一步提供准确的数据保障。⑤在超导中实行动静结合的方式。动就是根据日常生产中的液量、电流的变化,及时结合功图进行分析,发现载荷增加的就立刻进行超导。静就是按照制定的单井超导周期认真执行。(3)超导热洗工艺的应用。采油区优化应用超导热洗212井次,有效率95.8%,取得了很好的清蜡稳产效果。洗井后无排水期,有的井洗后产量增加,如超导热洗,洗后日产液量增加lm3,日产油量增加0.5t,阶段增油7.1t。洗后产量下降的井较少,且变化的幅度不大。依据统计资料对超导洗井前后电流进行对比,上行电流平均下降6.48%,下行电流平均下降5.64%,反映出超导洗井具有良好的清蜡性能。
        3.2 水敏地层热洗井工艺的优化。在水敏地层热洗时,加入一定量的水锁处理剂,可以遏制水锁现象的发生,缩短油井的排水期。加水锁处理剂的清水热洗、蒸汽热洗主要应用在采油区,共31井次,平均单井缩短排水期1.5天。
        3.3 负压井清水洗井工艺的优化。负压井洗井时,洗井水返不出来.不配伍的入井液极易污染地层,影响油井正常生产。对此类井应用暂堵剂屏蔽暂堵后,再大排量泵入洗井液将油管内的液体顶替干净,达到洗井的目的。这种技术目前主要应用在作业井洗井上,油井的日常洗井上应用很少。
        总之,油井热洗系统应根据油井指示功图对油井结蜡情况进行分析,选择合适的洗井周期对油井进行定期清蜡。同时,加强对油气藏的保护,加强洗井液对油气藏损害机理的研究,加强洗井工艺的完善,对油气藏的开发具有重要的意义。既要保护油气层,又要快速安全施工,还要保证信息的完整、准确无误。只有这样才能提高油井开发的经济效益,延长油井的免修期。
        参考文献:
        [1]徐倩,浅谈油井热洗工艺的优化与应用.2019.
        [2]刘云波,探讨油井热洗工艺的优化与应用研究.2019.
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