泵上洗井方式的研究与应用

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:党帅
[导读] 摘要:油田进入开发后期,由于地下亏空,地下能量得不到及时补充,地层压力下降等诸多因素,油中的蜡就要析出沉积在油管和抽油杆上,造成油管内环空面积不断减小,抽油杆摩擦阻力不断增加,从而导致抽油机的负荷不断增大,造成油井堵塞、抽油杆断脱等事故,严重影响油井生产,因此对油井采取什么洗井方式进行清蜡成了我们研究的主要问题。
        大港油田第一采油厂  天津市  300280
        摘要:油田进入开发后期,由于地下亏空,地下能量得不到及时补充,地层压力下降等诸多因素,油中的蜡就要析出沉积在油管和抽油杆上,造成油管内环空面积不断减小,抽油杆摩擦阻力不断增加,从而导致抽油机的负荷不断增大,造成油井堵塞、抽油杆断脱等事故,严重影响油井生产,因此对油井采取什么洗井方式进行清蜡成了我们研究的主要问题。
        关键词:泵上洗井;感温;封隔器;套压阀
        一、问题的提出
        目前,油田常用的清蜡装置有自循环洗井(也叫自能洗井)、超导洗井、空心杆清蜡等,但是这些装置的排量太小,不能及时把融化的蜡排出来,易引起蜡卡、蜡堵而使油井停产。而且对于螺杆泵井、地层漏失井、易出砂井、深井,用普通清蜡车采用热油、热水洗井更是困难,不仅用液量大、占产时间长、污染油层,而且清蜡效果极差,甚至有的井一洗就砂卡、蜡卡造成油井停产;常规封割器配单流阀洗井,套压无法录取,液面无法显示,油井一但停产,封隔器无法解封,上修作业拔不动油管[1]。
        二、改进思路及方案实施
        为了解决现有清蜡洗井装置和清蜡方式存在的技术难题,我们开展了温感清蜡洗井封隔器的研发工作,通过采用套压阀和温感封隔器组合,在抽油泵上部结蜡井段进行洗井清蜡,来解决排量太小、地层漏失井、热油热水洗井易砂蜡卡等问题。
        套压阀由下接头、密封垫、液缸、活塞、弹簧、上接头和中心管构成。其作用原理是:当套管压力超过油管压力一定数值时,液缸在压力差的作用下,克服弹簧的阻力,上滑,压缩弹簧,露出油管与套管的连通孔;当套管与油管的压力差减小时,液缸在弹簧力的作用下,下滑,关闭油管与套管的连通孔。
        温感清蜡洗井封隔器由接箍、温感体、滑套、中心管、弹簧、传力筒、挡圈、胶筒、丝圈构成。其作用原理是:热洗时温感体受热轴向膨胀,推动滑套下行,压缩弹簧并推动传力筒,传力筒下行压缩胶筒,胶筒径向膨胀,封隔油管与套管形成的环形空间;热洗结束后,温度下降,温感体收缩,滑套在弹簧和胶筒的共同作用下复位,解封油管与套管形成的环形空间。
        温感清蜡洗井封隔器下井程序:当完井油管下至最后600或800m(根据结蜡深度确定)时,下入温感清蜡洗井装置。其下入顺序为:分体式温感清蜡洗井装置,先下温感封隔器,再下套压阀,一体式温感清蜡洗井封隔器直接下入,外螺纹一端向下,然后继续下完井油管。
        温感清蜡洗井封隔器工作原理:清蜡热洗时,热洗液从环形空间注入,温感清蜡洗井封隔器的封隔部件遇热膨胀,封隔油管与套管的上、下环形空间。当环形空间内的压力高于套压阀的内部压力预定数值时,套压阀打开,露出连通油管与套管的阀孔,热洗液从阀孔进入油管上行,使油管上的蜡溶化或溶解。洗井结束时,停止注入热洗液,环形空间内的压力逐渐降低,当环形空间内的压力接近套压阀的内部压力时,套压阀关闭,覆盖油管与套管的阀孔,温感封隔器冷却后收缩,封隔器座封解除,完成热洗操作。热洗时,阀孔在温感封隔器封隔后打开,并且热洗结束时,阀孔在温感封隔器解封前关闭,这样就有效避免了在封隔器解封后油管漏油现象的发生。对于洗后多次尝试起抽,采取活动光杆等措施仍无效的井,可以采取酸洗处理:需要注意的是,酸洗过程中抽油机最好处于起抽状态:各种资料中得知,如果保持停机状态下酸洗,那么在注酸过程中,抽油机一直保持停止在下死点状态,靠注入酸液的压力顶开固定凡尔,使酸液进入泵筒,酸液在注入过程中会有大部分进入地层,降低了对问题处的作用效果。而且对于结垢问题较严重的井,更应该在有限的酸洗时间让酸液和泵有效的接触。杆滞后的问题在这两年中一直困扰着我们,问题的出现往往就是在洗井过程中,洗前原本正常运转的井,洗井过程中就会突然出现杆滞后的现象,而且随着洗井过程的持续,滞后现象越发明显,直至最后出现抽油杆完全卡死。

现象不一,有轻有重。洗井杆不下和油井的产液液面等动态数据没有明显的直接关系,并不是含水越低的井洗井越容易出现杆不下,与油井的运行参数也没有直接的正比關系,从检泵现场看,杆不下的井多数有结垢情况,我们认为水区杆不下主要原因应该是结垢造成的[2]。
        三、应用效果
        温感清蜡洗井封隔器在港西油田先期试验8口井,通过现场应用,温感清蜡洗井封隔器具有不改变油井生产压差、不影响油井产量、洗井后就能正常出油的特性;同时,洗井液通过套压阀直接进入油管结蜡部位,清蜡更具彻底、蜡返出效果更佳,对于低能低产油井,洗井液不直接进入地层,不会造成油层污染;对于出砂油井,消除了由于洗井,排量增大所造成的生产压差突变,油井激动出砂等问题。从应用至今免修油井18井次,年节约修井费用90万元,节约洗井用油460吨,实现年累计创效242.7万元。温感清蜡洗井封隔器洗井与常规洗井效果对比,如下所示[3]。
        (一)经济效益
        (1)洗井用油折算效益
        年节约洗井用油成本=应用井数×平均年洗井次数×平均熱洗用油×原油单价
        =8×5.75×10×3000=138(万元)
        (2)产量折算效益
        年减少洗井占产增产=应用井数×平均日产油量×平均热洗占产天数×原油单价
        =8×1.75×3.5×3000=14.7(万元)
        (3)免修油井折算效益
        节约修井费用=应用井×年平均减少砂埋躺井次数×修井费用
        =8×2.25×5=90(万元)
        (二)社会效益
        地层无漏失,洗井液用量少、占产时间短、不污染油层、清蜡效果好;不影响控放套管气、测液面、录取套压资料等工作。
        四、结论
        通过现场应用形成了温感清蜡洗井装置产品;首创了分级温感洗井工艺技术、实现了逐段封隔洗井目标,填补了国内外空白;消除了低能井洗井液侵入地层所造成的油层污染问题;减少了设备和人工成本,提高了劳动生产效率,温感洗井封隔器随油田开采时间的不断延长,更具很广的推广使用价值。
        参考文献:
        [1]万仁溥,罗英俊.采油技术手册(第四分册)[M].北京:石油工业出版社,1993
        [2]张琪.采油工程原理与设计.山东东营石油大学出版社,2003
        [3]沈迪成等.抽油泵[M].北京:石油工业出版社,2004
        作者简介:党帅,男,1992年3月,汉族,大港油田第一采油厂作业二区开发技术组,工程技术岗。
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