QC成果-优化热洗加药加强井筒管理.ppt

优化热洗加药 加强井筒管理 一 概况介绍二 存在问题三 原因分析四 管理措施五 取得效果六 下步工作 优化热洗加药 加强井筒管理 一 概况介绍纯东管理着纯化油田东部 主力区块3个 C6 C5 C17等 含油面积19 9平方千米 石油地质储量1770万吨 目前油井开井76口 日液水平1907 3t d 日油水平205 4t d 综合含水89 2 采出程度 属于开发后期 高含水 高矿化度加剧井筒管理难度 优化热洗加药 加强井筒管理 管理区油井76口 其中螺杆泵9口 电泵2台 抽油机65口 占油井总数85 6 热洗是抽油机油井井筒管理的主要手段之一热洗的主要目的是清洁井筒 热洗原理 在地面加热后的流体物质 如水或油等 通过热流体在井筒中的循环传热给井筒流体 提高井筒流体的温度 使得蜡沉积熔化后再溶于原油中 从而达到清蜡的目的 注意事项 热流体循环清蜡时 应选择比热容大 溶蜡能力强 经济 来源广泛的介质 一般采用原油 地层水 活性水 清水及蒸汽等 为了保证清蜡效果 介质必须具备足够高的温度 在清蜡过程中 介质的温度应逐步提高 开始时温度不宜太高 以免油管上部熔化的蜡块流到下部 堵塞介质循环通道而造成失败 另外 还应防止介质漏入油层造成堵塞 优化热洗加药 加强井筒管理 一 概况介绍二 存在问题三 原因分析四 管理措施五 取得效果六 下步工作 优化热洗加药 加强井筒管理 二 存在问题加强油井热洗管理 确保油井热洗高质高效 是油井延长检泵周期 减少作业占产 提高开井时率的关键环节 但是热洗不当却会给油井井筒管理带来反作用 严重时会造成躺井事故 如 C17C15 C5 19 C5 16 优化热洗加药 加强井筒管理 事故案例1 C17C15该井冲程4 2m 冲次1 0次 分 泵径44mm 泵深1605 54m 动液面1663m 生产层位H1 日液1 0t d 日油0 9t d 含水6 2008年2月份对该井进行常规热洗 热洗后不出 2008年3 29 4 3作业检泵 优化热洗加药 加强井筒管理 事故案例2 C5 19该井冲程4 2m 冲次2 0次 分 泵径44mm 泵深1576 96m 动液面1398m 生产层位C2 5 日液9 0t d 日油1 5t d 含水82 4 该井是2005年1月26日投产新井 该井投产后定期热洗 2008年10月份热洗不当造成蜡卡躺井 优化热洗加药 加强井筒管理 事故案例3 C5 16该井冲程4 2m 冲次2 0次 分 泵径44mm 泵深1554 96m 动液面1413m 生产层位C1 H1 日液8 5t d 日油1 5t d 含水81 4 该井2009年3月13日该井实施热洗 热洗后该井不正常 2009年4月3日检泵 作业起出 管杆偏磨严重 作业原因分析 洗井不当 该井双凡尔漏失严重 管杆干磨 优化热洗加药 加强井筒管理 一 概况介绍二 存在问题三 原因分析四 管理措施五 取得效果六 下步工作 优化热洗加药 加强井筒管理 三 原因分析在油井实际生产中 各单井间原油物性 供液能力 井身结构 生产参数 地面设备 管线流程等因素不同 各单井管理侧重点也不同 但是我们目前油井热洗手段单一 热力循环清蜡 油井生产情况不同与单一的热洗手段是制约油井井筒管理的主要矛盾 优化热洗加药 加强井筒管理 1 低产低液油井管理区供液不足油井17口 平均泵挂深度1584 94米 动液面1489米 沉没度不足100米 有的油井如C5 19液面在泵以下 部分供液不足油井原油含蜡量高 胶质含量高 含水低 原油物性差 井筒管理难度大 供液不足油井热洗 热洗水量小 蜡排出不彻底 热洗水量大 易 压死油井 管杆等井下工具干磨造成躺井 如C5 19 优化热洗加药 加强井筒管理 C5 19热洗事故原因分析 C5 19该井工作参数 冲程4 2m 冲次2 0次 分 泵径44mm 泵深1587m 套管尺寸139 7mm 油管外径73mm 油层中深2100m 动液面1538米 利用动液面推算井底压力Pf g h 5Mpa 1000米油套环形空间容量 4 D套2 D油2 11 13m3 1500m油套环形空间16 7m3 每小时理论排量0 76m3 优化热洗加药 加强井筒管理 C5 19热洗事故原因分析 假设热洗时间2小时 2罐水26 30m3 泵排出1 5m3 还余24 28m3 剩余热洗液完全能充满油套环形空间 井底压力增至21Mpa 远大于油井正常生产时井底压力6Mpa 热洗液柱会将原油缓慢返注近井油层 短时间内补充地层亏空能量 泵继续工作 将热洗液缓慢排除 当热洗液 抽完 原油未 供给 上时 泵短时间内处于 干抽 状态 这段时间加剧管杆泵等井下工具偏磨 易出现躺井事故 即所谓 热洗压死 优化热洗加药 加强井筒管理 2 腐蚀结垢油井绝大多数油井 在开发中后期产出液都会含水 而产出水中又含有各种腐蚀介质 如CO32 HCO3 SO42 腐蚀性微生物等 伴生气中也会有CO2 H2S等腐蚀气体 由于存在这些腐蚀介质 加上抽油杆承受的是不对称循环载荷 所以腐蚀损坏便成为油杆断裂的又一主要原因 CO2的影响地层水中含有大量的CO2 它是由地球的地质化学过程产生的 当水中有游离的CO2存在时 水呈酸性反应 即CO2 H2O H HCO3 由于水中H 离子的量增多 就会产生氢去极化腐蚀 所以游离的CO2腐蚀 从腐蚀电化学的观点看 就是含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀 此时腐蚀过程的阴极反应为2H 2e H2 CO2溶于水呈弱酸性 因为弱酸只有一部分电离 所以随着腐蚀过程的进行 消耗掉的氢离子会被弱酸的继续电离所补充 阳极反应 Fe Fe2 2e 钢材受游离CO2腐蚀而生成的腐蚀产物都是易溶的 在金属表面不易形成保护膜 CO2腐蚀坑通常是圆底 侧面很陡 连成一片 产生虫蛀效应 优化热洗加药 加强井筒管理 H2S的影响含硫油田中与油水共生的水往往含有硫化氢 碳钢在含有硫化氢的水溶液中含引起氢的去极化腐蚀 碳钢的阳极产物铁离子与水中硫离子相结合生产硫化铁 硫化铁的溶度积很小 是一类难溶沉淀物 它常以黑色粉末或垢的形式附着在油杆表面 反应式为 H2S H HS HS H S2 Fe2 S2 FeS含H2S的水对金属材料的腐蚀破坏还有两种类型 一是氢脆 电化学腐蚀产生的氢渗入钢材内部 使材料韧性变差 引起微裂缝 使钢材变脆 二是硫化物应力腐蚀 在拉应力和残余应力作用下钢材氢脆裂纹发展 致使钢材破裂 以上两种腐蚀可能在没有任何征兆的情况下 在短时间突然发生 这应是预防的重点 H2S腐蚀坑是随机排列的 呈圆锥形 侧面较陡 坑的边缘圆滑 坑之间不相连 腐蚀物呈黑色 较粘 有硫化氢味 优化热洗加药 加强井筒管理 硫酸盐还原菌的影响地层水中含有大量的SO42 在厌氧环境下 硫酸盐还原菌 SBR 作用下 将SO42 还原成S2 起到阴极去极化作用而使油杆腐蚀 总反应式 4Fe SO42 4H2O FeS 3Fe OH 2 2OH 从总反应式可知 在硫酸还原菌的作用下 1摩尔分子的SO42 能腐蚀4mol分子的铁 FeS和Fe OH 2的比例是1 3 另外 在SBR的作用下 还可产生硫化物 加快了反应速度 反应式为 Na2SO4 4H2 Na2S H2ONa2S H2CO3 2NaHCO3 H2SFe H2S FeS H2因SBR引起的油杆腐蚀 一旦依附于疏松垢层 腐蚀产物以及杂质等沉积物 腐蚀就集中在这一点进行 最后形成凹口 油杆因应力集中在此断裂 优化热洗加药 加强井筒管理 3 供液较好 结蜡油井在油层中 石蜡溶于原油中 开采过程中随着温度 压力的降低和气体的析出 溶解的石蜡便以结晶体析出 长大聚集并沉积在管壁等固相表面上 即出现所谓的结蜡现象 结蜡会堵塞产油层 降低油井产量 同时也会增大油井负荷 造成生产事故 油井结蜡一般在井口700米以内 油井结蜡是井筒管理的难点之一 影响结蜡的因素 1 原油的性质及含蜡量 2 原油中的胶质 沥青质 3 压力和溶解气油比 4 原油中的水和机械杂质 5 液流速度 管壁粗糙度及表面性质 优化热洗加药 加强井筒管理 一 概况介绍二 存在问题三 原因分析四 管理措施五 取得效果六 下步工作 抽油机井热洗技术培训讲义 目录 一 抽油机井结蜡规律1 影响抽油机井结蜡的因素2 抽油机井采出液结蜡特性3 抽油机井结蜡的过程4 抽油机井结蜡的原因5 抽油机井正常生产时井温变化及结蜡规律6 抽油机井结蜡对深井泵的影响7 抽油机井结蜡的危害8 抽油机井防蜡主要应解决的问题 影响热洗质量的因素较多 它不仅受热洗设备 流程状况及提温方式的影响 而且还受热洗参数及热洗方法的影响 目前 抽油机井热洗工艺上仍存在一些不适应 一是掺水带热洗加热炉提温难度大管理弊端多 要保证热洗温度势必造成整个掺水系统及所有计量间 单井温度过高 造成能源浪费 提温难度大 热洗期间温度达不到要求 且造成热洗设备 管线结垢严重 火管穿孔坍塌几率大 一 项目来源 目录 9 抽油机井清防蜡的主要技术措施二 抽油机井热洗清蜡管理1 影响热洗质量的因素2 抽油机井在热洗过程中井温变化特点3 优化热洗参数完善热洗标准提高热洗质量4 大排量低压热洗清蜡方法5 高压蒸汽掺水复合热洗清蜡方法6 掺水带热洗提温热洗工艺的改进及集中热洗方法7 热洗周期的确定方法 目录 8 抽油机井热洗不通的原因及处理方法9 高压热洗车热洗参数 热洗操作及注意事项10 加大热洗标准实施及监督力度11 热洗质量监督组检查方式12 考核采油队的主要热洗指标三 抽油机井热洗清蜡规程1 热洗前的准备工作2 热洗操作3 用 分步法 确定热洗操作程序 目录 4 四步热洗法 操作标准5 三步热洗法 操作标准6 二步热洗法 操作标准7 热洗过程中的资料录取标准8 抽油机井热洗质量要求9 热洗质量监测报表填写及要求四 抽油机井清防蜡新技术1 声波防蜡器2 温控洗井封隔器 一 抽油机井结蜡规律 1 影响抽油机井结蜡的因素原油中含蜡量越多 蜡分子的碳数越大 结蜡越严重 这是油井结蜡的内因 而影响结蜡的外因是多方面的 概述如下 1 原油性质对结蜡的影响原油中轻质馏分越多 溶蜡能力越强 析蜡温度越低 越不容易结蜡 当压力下降 降到泡点以下时 天然气分离出来 降低了原油溶蜡能力 析蜡温度上升 结蜡转为严重 2 温度对结蜡的影响当温度保持在析蜡温度以上时 蜡不会析出 就不会结蜡 而温度降到析蜡温度以下时 开始析出蜡结晶 温度越低 析出的蜡越多 但是 析蜡温度是随开采过程中原油组分变化而变化的 当压力降到泡点以下时 天然气开始分离出来 由于天然气的气化过程中压力降低 天然气膨胀都要吸热 使温度下降 更促进结蜡 3 原油中胶质和沥青对结蜡的影响随着胶质含量增加 析蜡温度降低 这是因为胶质本身是活性物质 它可以吸附蜡晶表面 阻止蜡晶长大 而沥青是胶质的进一步聚合物 不溶于油 成极小颗粒分散于油中 对蜡晶起到良好的分散作用 有此可见 由于胶质沥青的存在 蜡晶虽然析出 但不容易聚合 沉积 但是 有胶质沥青质的存在时 沉积的蜡强度明显增加 不易被油流冲走 又促进了结蜡 由此可见 胶质和沥青对结蜡的影响 是矛盾的两个方面 既减缓结蜡 又促成结蜡 就看哪个矛盾方面占主导地位 就起哪方面的作用 4 原油中机械杂质和水对结蜡的影响 众所周知 有晶核存在时 会促使结晶加快 而机械杂质和水的微粒都会成为结蜡核心 加速结蜡 但随着含水上升 会在油管壁上形成水膜 使析出的蜡不容易沉积在管壁上 减缓结蜡 5 流速和管壁特性对结蜡的影响开始随流速升高 结蜡量随之增加 当流速达到临界流速以后结蜡量反而下降 这主要是开始流速增加 单位时间通过蜡量也增加 析出的蜡量也多 所以结蜡严重 达到临界流速以后 由于冲刷作用增强 析出来的蜡晶不能沉积在管壁上 减轻了结蜡速度 管材不同结蜡量也不同 管壁越光滑越不容易结蜡 表面亲水的比亲油的更不容易结蜡 2 抽油机井采出液结蜡特性 对不同井网的抽油机井进行取样化验分析 分析结蜡特性 摸索结蜡规律 聚驱原油物性检测结果 水驱原油物性检测结果 由上表可见 聚驱油样与水驱油样相比 含蜡量 溶蜡点 析蜡点大致相同 在胶质 沥青含量上聚驱略微高于水驱 3 抽油机井结蜡的过程1 当温度降到析蜡点以下时 蜡以结晶形式从原油中析出 2 温度继续下降 结晶析出的蜡聚集长大 3 长大的蜡晶沉积在管道或设备的表面上 从形成石蜡所需能量的角度观察 石蜡首先要在油中的杂质及管壁粗糙处形成 因为这样所需的能量最小 所以石蜡必然要优先在这些地方沉积 4 抽油机井结蜡的原因井下原油流入井筒后 在从井底上升到井口的流动过程中随着温度 压力的降低和气体的析出 溶解的石蜡便以结晶析出 随着温度的进一步降低 石蜡不断析出 其蜡晶便长大聚集和沉积在管壁上 即出现了结蜡现象 油管结蜡后缩小了油管孔径 增加了油流阻力 使油井减产 严重时会把油井堵死或卡泵 深井泵结蜡易产生泵漏失 降低泵的充满系数 减少抽油井的产量 5 抽油机井正常生产时井温变化及结蜡规律在相同井深条件下 不同液面深度的抽油机井井温有所不同 液面浅的井 井温较高 结蜡深度较浅 液面深的井 井温较低 结蜡深度较深 抽油机井液面越深 沉没压力 流压越低 原油脱气吸收大量热量 井筒温度下降越严重 结蜡点下移 尤其是液面接近泵吸入口 原油在地层提前脱气 采出液在泵吸入部分及泵内析蜡 生产井温变化规律表明 沉没度100 300m 平均结蜡深度在液面以上200m左右 沉没度400 600m 结蜡深度在液面附近 沉没度700m以上 结蜡深度在液面以下250m左右 萨中油田平均泵深925m 平均沉没度350m 推出平均结蜡点深度在620m左右 由上图可见 结蜡深度与沉没度有直接关系 沉没度越低 结蜡深度越深 因此 低沉没度井在管理时 切忌将套压放的过低 一方面 泵的充满系数下降 另一方面 结蜡点下移 热洗周期缩短 开采薄差油层 单井产能低 沉没度低 聚驱及水驱见聚井见效后 地层供液能力逐渐变差 沉没度下降 这些井同基础井网及一次井网相比结蜡较为严重 结蜡点较深 热洗周期短 热洗清蜡难度大 在管理上合理优化抽汲参数 使抽油机井在合理沉没度 300 500m 下生产 可延长热洗周期 使井筒结蜡点上移 从而降低热洗清蜡难度 6 抽油机井结蜡对深井泵的影响抽油机井结蜡对深井泵的影响 1 井口 地面管线的结蜡 井口回压增大 深井泵压头增大 2 深井泵出口结蜡 油管沿程损失增大 地面驱动系统负荷增大 3 下泵部位结蜡 泵的吸油状况变差 4 泵吸入口以下结蜡 泵效降低 易烧泵 7 抽油机井结蜡的危害1 结蜡对产量的影响缩小了油管孔径 增大抽油杆外径 增加了油流阻力 使油井减产 严重时会把油井堵死 发生卡泵现象 深井泵结蜡易产生泵漏失 降低泵的充满系数 减少抽油井的产量 2 结蜡对悬点载荷的影响抽油机井在生产过程中 如果油管内结蜡严重 在结蜡井段的摩擦阻力增大 上冲程中 作用在悬点上的摩擦载荷方向向下 故增加悬点载荷 下冲程中 作用在悬点上的摩擦载荷方向向上 故减小悬点载荷 也就是说 结蜡严重引起摩擦载荷的增大 而摩擦载荷又增加悬点最大载荷 降低悬点最小载荷 抽油杆柱内所产生的循环应力就将超过其许用最大应力 如果热洗周期过长或热洗质量差 经过一定的应力循环次数后 就会在应力集中的地方产生疲劳裂源 从而引发抽油杆柱断脱 3 结蜡对杆管偏磨的影响下面以油井结蜡对抽油杆柱所受的液体的摩擦力F影响的计算 来分析结蜡对杆管偏磨的影响 2 l m2 l F m2 l nm m2 l 其中 采出液粘度 Pas l 抽油机长度 m 抽油杆运动速度 m s m 油管内径 Dt 抽机杆外径 Dr 之比 当杆 管结蜡时 油管内径与抽油杆外径比值减小 致使经过结蜡点的抽油杆柱所受到的液体摩擦力大于其它部位受到的摩擦力 且随m的减小 结蜡点处抽油杆柱所受到的液体摩擦力急剧增加 极易导致结蜡点上部的抽油杆柱产生弯曲 从而发生杆管偏磨 综上所述 热洗周期偏长或热洗质量差影响抽油机井的产量 增加悬点最大载荷 降低悬点最小载荷 结蜡点上部的抽油杆柱产生弯曲 从而导致杆管偏磨 因此 寻求最佳的热洗周期和热洗方法 提高热洗质量 是减少异常井 降低抽油机井 两率 的重要手段 8 抽油机井防蜡主要应解决的问题抽抽油机井防蜡主要应从两个方面着手 1 创造不利于有蜡在管壁上沉积的条件 防止管壁粗糙 亲油和油流速度小引发的结蜡 通过提高管壁的光滑度 改善表面的润湿性 达到防止结蜡的目的 2 抑制石蜡结晶的聚集 从石蜡结晶开始析出到蜡沉积在管壁上 还有一个使结晶长大和聚集的过程 通过加入一定的化学药剂 使蜡晶体保持分散状态 在油管内壁和蜡晶体外形成一层水膜 从而使蜡晶体不能沉积在管壁上 而被油流带出地面 9 抽油机井清防蜡的主要技术措施目前抽油机井的清防蜡技术措施主要有四种方法 1 机械清蜡技术 包括自喷井刮蜡片清蜡 有杆泵抽油井的自动刮蜡器 尼龙刮蜡器清蜡 2 热力清防蜡技术 包括热洗车热洗清蜡 热水循环清蜡 电热杆清蜡 环空超声波清蜡 3 表面清防蜡技术 包括油管内衬和涂层防蜡 油管内衬化学物质和涂料 4 强磁防蜡技术 品种包括油溶型 水溶型 乳液型三种液体和一种固体防蜡剂 二 抽油机井热洗清蜡管理 1 影响热洗质量因素通过调查统计 影响热洗质量的因素较多 它不仅受中转站热洗设备和热洗提温方式的影响 而且还受中转站 计量间 抽油机井管理状况和热洗操作等因素的影响 1 人为因素对热洗质量的影响中转站岗位工人 热洗工技术素质差 责任心不强 热洗质量意识淡薄 只注重完成热洗任务 不注重热洗质量 另外 无专职热洗工 热洗质量无法保证 2 热洗设备因素对热洗质量的影响掺水带热洗加热炉提温难度大 管理弊端多 掺水带热洗提温方式是靠几台加热炉同时均衡提温 要保证热洗温度势必造成整个掺水系统及所有计量间 单井温度过高 造成能源浪费 由于加热负荷量大 提温难度大 热洗期间温度达不到要求 且造成热洗设备 管线结垢严重 火管穿孔坍塌几率大 加热炉火管老化 结垢 坍塌 穿孔以及走水状况不好 影响热洗提温 热洗泵泵效差导致热洗压力 排量达不到要求 因排量低 流速小 热洗液热量损失大 温差大 来水温度达不到要求 热洗质量差 3 流程状况因素对热洗质量的影响计量间热洗闸门 掺水闸门不严 热洗液分流影响热洗排量和压力 井口罗卜头串 直掺阀 放气阀 油套连通阀 掺水阀等不严及阀组内漏等影响 使得部分热洗液在井口处回流 造成井下热洗温度低 达不到溶蜡温度 严重影响热洗质量 4 抽汲参数及环境对热洗质量的影响热洗干线跨渠 埋土浅 裸露等保温状况差 每年冬季11月底至次年5月初 半年时间因热洗干线冻死不能热洗 聚驱井站距离远 站间温差大 平均温差在4 8 左右 影响热洗质量 抽汲参数越小 抽油机井理论排量就越小 井筒举升液体时间越长 热洗效果差 无热洗流程热洗工艺受井场路况及热洗排量低的影响 热洗效果差或不能按计划洗井 2 抽油机井在热洗过程中井温变化特点1 不同液面深度的井其井温随时间的变化不同热洗液进入油套环型空间后 热洗液首先存在热量损失 主要是与井身段及地层采出液的热量交换 液面浅的井热洗液与井身段热量交换损失小 但与采出液的热量交换损失较大 当达到相对平衡后 井温开始进入温度上升阶段 液面深的井热洗液与井身段热量交换损失大 但与采出液的热量交换损失较小 井 理论排量为149 6m3 d 实际产液量61t 沉没度为499m 热洗泵额定排量25m3 h 热洗时 计量间来水温度82 热洗压力2 8Mpa 回油温度为75 热洗井温变化见下图 2 抽油机井在热洗过程中井温变化特点 井热洗过程中井温曲线 915m700m 500m300m 井 理论排量为53 2m3 d 实际产液量24t 沉没度为799 96m 中转站热洗泵额定排量25m3 h 热洗时 计量间来水温度84 热洗压力4 3Mpa 热洗1h后 回油温度为78 不同深度热洗井温变化见下图 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 井热洗井温度曲线 2 1不同液面深度的井其井温随时间的变化不同 热洗液进入油套环型空间后 热洗液首先存在热量损失 主要是与井身段及地层采出液的热量交换 液面浅的井热洗液与井身段热量交换损失小 但与采出液的热量交换损失较大 当达到相对平衡后 井温开始进入温度上升阶段 液面深的井热洗液与井身段热量交换损失大 但与采出液的热量交换损失较小 同一口井 不同深度处井温随时间的变化不同 上部热洗温度高 下部热洗温度低 由曲线2可以看出 井下300m处热洗4h后温度为59 3 500m处温度为55 6 700m处温度为52 2 935m处温度为52 该井结蜡深度为400m左右 若溶蜡温度为54 此处热洗温度已超过56 因此 结蜡深度越靠近上部 热洗温度越高 清蜡效果越好 2 2同井不同深度井温随时间的变化不同 对于产液量低于20t 沉没度低于150m的井 原油长时间大量脱气 在井筒 油套环形空间及周围地层形成低温场 热洗液与低温场热量交换损失大 热洗温度达不到溶蜡温度 热洗清蜡效果不佳 由曲线3可见 井下900 1000m处热洗8h后温度为44 6 该井结蜡深度为950m左右 溶蜡温度为54 热洗温度远远低于溶蜡温度 2 3产能低 供液能力差热洗清蜡效果不佳 3 优化热洗参数完善热洗标准提高热洗质量影响热洗质量的参数主要有热洗时间 来水温度 热洗压力和排量 来水温度 压力和排量受到热洗设备的制约 因此 如何确定合理的热洗时间 热洗方法 对保证热洗质量 效果及节能降耗具有十分重要的意义 1 计量间来水温度对于专用热洗炉 计量间来水温度必须在78 以上 对于掺水带热洗的提温方式 计量间来水温度在76 以上 对于高压蒸汽热洗车 出口温度必须在100 以上 2 热洗排量及压力中转站应分别配备额定排量为15m3 h或25m3 h热洗泵 若深井泵泵径为57mm以下 用额定排量为15m3 h的热洗泵 泵径为70mm以上 用额定排量为25m3 h的热洗泵 这样可保证热洗排量及压力 高压蒸汽热洗车洗井液量必须在30m3以上 c 热洗时间 液量 流速及举升时间关系曲线 通过上曲线及热洗井温曲线的分析来确定热洗时间 对于低产液量井 油流被举升到地面的时间要5 6h 这样热洗液温度会大幅度降低 化蜡效果较差 深井泵泵径大 泵况好 热洗时间则越短 对于液量为20t以下的井 热洗时间为7 8h 沉没度低于150m 泵径为56mm以下的井 热洗时 应把柱塞提出工作筒 液量为20 50t的井 热洗时间为5 6h 液量为50 90t之间的井 热洗时间为4 5h 液量为90t以上的井 热洗时间为3h 上述液量区间的低沉没度井 采用下限热洗时间 4 大排量低压热洗清蜡方法 针对高压蒸汽热洗车雨季进井场困难 完不成热洗计划等问题 采取大排量低压热洗清蜡方法 1 大排量低压热洗的可行性分析无热洗流程井多分布在过渡带 且这些井具有低产液 低沉没度 低流压 功图反映气影响或供液不足 如果采用高压热洗势必造成热洗液倒灌油层 影响原油产量 污染油层 这部分井虽然没有热洗流程但具有掺水流程 可实现大排量低压热洗 2 大排量低压热洗试验情况选择了雨季进车困难的西部过渡带 单井沉没度小于400m 功图反映正常 气影响或供液不足 且结蜡严重的26口井 进行了大排量低压热洗试验 在热洗过程中 为了保证热洗温度 压力 交替关掉3个计量间的掺水 使热洗压力保持在1 8Mpa 来水温度保持在76 以上 同一计量间低压热洗两口井 如果掺水压力低于1Mpa 则再启动一台掺水泵或热洗泵 对于液量为20t以下的井 沉没度低于150m 泵径为56mm以下的井 热洗时 把柱塞提出工作筒 3 大排量低压热洗试验效果采用大排量低压热洗 见到了较好的效果 大排量低压热洗 在同一计量间同时热洗两口井 这样站间热洗液流量大 流速快 热量损失小 站间温差小 因此 来水温度高 热洗液排量大 热洗效果好 对10口大排量低压热洗井前后生产数据进行对比如下 大排量低压热洗井效果统计表 其与高压热洗车热洗后的含水恢复对比 大排量低压热洗的10口井平均含水恢复时间为42h 而热洗车平均含水恢复时间为56h 说明大排量低压热洗可减轻热洗液倒灌油层的矛盾 如111井热洗前含水68 2 采用上述两种热洗方法 热洗后含水恢复时间曲线 111井热洗后含水恢复对比曲线 大排量低压热洗取得了较好的效果 对于高压热洗车不能正常热洗的 沉没度低于400m 功图反映正常 气影响或供液不足的无热洗流程井 采取大排量低压热洗 解决了无热洗流程受雨季路况影响不能按计划洗井的问题 5 高压蒸汽掺水复合热洗清蜡方法针对热洗车热洗工作量大 出勤率低完不成热洗计划及热洗排量的问题 采取高压蒸汽掺水复合热洗清蜡方法 1 高压蒸汽掺水复合热洗清蜡方法先用高压蒸汽热洗车 热洗过程中井口温度必须达到100 以上 一罐水 15m3 洗完后 再将温度为75 以上的掺水改为热洗 对于泵径为44mm的泵 掺水巩固排蜡4h 对于泵径为56mm或57mm的泵 掺水巩固排蜡3h 对于泵径为70mm及70mm以上的泵 掺水巩固排蜡2h 2 现场应用效果采用高压蒸汽掺水复合热洗36口井 热洗效果非常理想 由于高压蒸汽热洗车热洗温度高 可达到100 以上 化蜡能力强 但排蜡能力差 采用掺水巩固措施 提高了排蜡能力 避免了溶化的蜡重新结晶的现象 使热洗清蜡更彻底 同时 还可减轻热洗液倒灌油层的矛盾 解决了无热洗流程热洗排量低热洗效果的问题 6 掺水带热洗提温热洗工艺的改进及集中热洗方法针对掺水带热洗的加热炉 热洗时 提温难度大 要保证热洗温度势必造成整个掺水系统温度过高 浪费能源 管线设备结垢严重 火管坍塌几率大等问题 采取了改进措施及集中热洗清蜡方法 1 集中热洗清蜡方法对于16座掺水带热洗提温的中转站采取集中热洗清蜡方法 集中热洗清蜡方法是指一周或一旬内的计划热洗井在一日内集中热洗完 沉没度低于400m 功图正常 气影响或供液不足的井 采取掺水低压热洗 沉没度大于400m 功图正常或泵况差的井 用热洗泵热洗 2 现场应用效果17座中转站掺水带热洗的提温方式改专用热洗炉后 965口抽油机井热洗质量大幅度提高 平均热洗温度由68 上升到76 功图为蜡影响的井数大幅度地减少 解决了井 站及计量间掺水温度频繁过高 浪费能源 系统管线设备结垢严重 火管坍塌几率大等问题 采用集中热洗清蜡方法 见到了较好的效果 减少了站间热洗管线低温水替液次数 节约人力 物力 能源 同时提高了热洗效果 减轻了加热炉频繁提温的次数 缓解了井 站及计量间掺水温度频繁过高 浪费能源 系统管线设备结垢严重 火管坍塌几率大等问题 由此可见 采取了改进措施及集中热洗清蜡方法 有利于节能降耗 且可大幅度地延长热洗设备的使用寿命 热洗不通的原因 1 活塞结蜡堵死 2 固定凡尔或游动凡尔打不开 3 套压高于泵压 4 热洗管线堵 5 站内或井上打回流过大 6 热洗阀门闸板掉或管线冻 7 全井结蜡堵死 7 抽油机井热洗不通的原因及处理方法 处理方法1 活塞堵死 把活塞提出工作筒后热洗 热洗时要比正常热洗时的温度高5 10 2 固定凡尔球不开 用碰泵的办法震动1 3次 不要重碰 3 套压高于泵压的要及时放掉套压 4 管线堵的要先解堵 然后热洗 5 井口管线冻的应用热水温开 6 闸板掉的处理好后 再重新热洗 7 严格控制打回流的排量 8 上报作业解堵 热洗监督检查考核细则 1 要求计量间热洗来水温度75 以上 达不到每低1 罚200元 扣0 4分 2 不执行热洗计划或违反热洗管理规定 根据情节罚100 500元扣0 2 1分 3 热洗设备有问题 采油队未及时处理的 扣罚200元 500元 扣0 2 1分 4 机采井泵况突然异常 检泵延检期不超热洗周期的1 3 如作业现场鉴定 存在杆管结蜡严重或蜡卡等故障 每出现1口井罚1000元 扣2分 5 热洗车组洗井 2档排量达不到85 或间歇热洗等问题 每个问题点罚200元 扣0 2分 6 热洗车组温度表 压力表不准 分别罚500元 扣1分 7 采油队热洗质量合格率达不到75 根据情况罚200元 400元 扣0 4 0 8分 8 清防蜡数据库等不及时维护或上报不及时罚200元 扣0 2分 1针对无热洗流程机采井高压热洗车组洗井完不成计划 热洗质量差及热洗清蜡费用高的问题 采取掺水大排量低压集中热洗 2无热洗流程抽油机井泵况差的及高沉没度抽喷井采取高压蒸汽 掺水复合热洗 3有热洗流程机采井由于季节常温集油 把两用加热炉停运 为了热洗加热炉频繁提温 降温及单井热洗替液等带来的能源浪费以及快速提温对热洗设备的负面影响 应采取掺水大排量低压及热洗泵集中热洗 确定合理热洗方式 1每月的上 中 下旬利用1 2天集中热洗 保证1 2天内将各旬热洗计划集中热洗完 2有热洗流程选井标准 供液不足 气影响或泵况正常沉没度400米以下的机采井 可以采用掺水大排量低压热洗 沉没度400米以上泵况正常或抽喷井采用热洗泵热洗 3无热洗流程选井标准 供液不足 气影响或泵况正常沉没度在400米以下井 采用掺水大排量低压热洗 沉没度400米以上泵况正常及抽喷井采用高压蒸汽 掺水复合热洗 制定合理热洗计划 4 1热洗泵热洗操作4 1 1倒替液流程 替净油站到计量间及井口管线低温水待计量间替液回油温度至75 打开热洗 套管阀门 将高温水倒入套管 4 1 2热洗前20分钟 必须小排量化蜡 并观察萝卜头 井口直掺 油套连通阀 放气阀门等是否窜 并注意观察电流及光杆运行状况 4 1 3热洗过程中计量间热洗汇管来水温度保持在75 以上 热洗压力控制在2 0 4 0MP之间 4 1 4泵效好的热洗泵一台同时可洗 44mm泵抽油井3口 57mm2口 70mm以上的大泵1口 热洗操作标准 4 2掺水大排量低压集中热洗操作4 2 1为保持计量间热洗温度在75 以上 掺水压力在1 8 2 0Mpa 交替关掉3个计量间的掺水 4 2 2同一计量间掺水低压热洗 44mm泵抽油井4 5口 57mm 70mm3口 70mm以上的大泵2口 若掺水压力低 可再启动一台掺水泵 4 3高压蒸汽 掺水复合热洗操作4 3 1先用高压蒸汽热洗车组二档排量出口温度保持在95 以上 一罐水 15m3 洗完后 再将温度为75 以上的掺水改为热洗 4 3 2对于泵径为44mm的泵 掺水热洗巩固4h 泵径为56mm或57mm的泵 掺水热洗3h 泵径为70mm及以上的泵 掺水热洗巩固排蜡2h 5 1回油温度不应低于65 并稳定2h以上 5 2热洗过程中不得停抽 5 3热洗时间不包括替液时间 应根据单井液量及泵效而定 5 3 1对于液量为20t以下 泵径为 44mm 38mm井 泵效大于45 热洗时间为7h 泵效小于45 热洗时间为8h 5 3 2液量为20 50t之间 泵径为 56mm 57mm井 泵效大于45 热洗时间为5h 泵效小于45 热洗时间为6h 热洗质量保障措施 5 3 3液量为50 90t之间 泵径为 70mm井 泵效大于45 热洗时间为4h 泵效小于45 热洗时间为5h 5 3 4液量为90t以上 泵径为 83mm 95mm井 泵效大于45 热洗时间为3h 泵效小于45 热洗时间为4h 5 3 5对功图结蜡井热洗温度要比正常提高5 热洗时间延长2 3小时 5 3 6对于热洗质量差或热洗效果不佳的井 工程技术员应及时查找原因 重新安排热洗 并全过程进行跟踪核实 5 3 7对于影响热洗质量的问题 要及时向采油队队长汇报 及时解决 6 1中转站热洗汇管温度 压力每隔1h录取一次 6 2计量间热洗来水温度 回油温度 热洗压力 电流每个阶段记录一次 即替液 化蜡 排蜡 巩固四个阶段各有一次记录 6 3热洗车热洗出口温度 回油温度 热洗压力 电流每个阶段记录一次 热洗过程资料录取 抽油机井热洗周期确定方法 热洗周期首先应根据单井液量 含水初步确定 其次根据热洗综合运行曲线及作业杆管结蜡状况分析判断热洗周期合理性 通过液量 上电流 沉没度 上载荷 下载荷 等数据分析热洗周期 评价热洗质量 若五项中任意三项变化达到如下要求 可确定热洗周期 A产液量下降10 以上B上电流上升1 12倍以上C沉没度上升100米以上D上载荷上升5 以上E下载荷下降3 以上 该井无影响热洗质量的因素 若其中三项以上指标在热洗前后无明显变化 说明热洗周期偏短应当按原热洗周期的20 延长 三 抽油机井热洗清蜡规程 1 热洗前的准备工作1 检查油压 套压 来水压力 温度 2 测量电机上 下冲程电流 3 检查流程正常 4 检查抽油机各部件运行正常 5 放套管气 使套压低于泵压0 3 0 5MPa 然后关死套管闸门和放气阀 6 通知中转站提高炉温 热洗汇管温度应达到80 85 7 遇到以下情况不得洗井 a 来水 油 压力低不洗 b 来水 油 温度低于75 不洗 c 流程中有刺漏不及时处理好不洗 d 抽油机有故障未排除不洗 e 已通知有停电 停泵情况时不洗 2 热洗操作1 启动热洗泵 使热水在站内进行循环 2 倒井口热洗流程 a 先开井口连通闸门 b 开井口掺水阀 3 倒计量间热洗流程 a 先关掺水闸门 再开热洗闸门 b通知中转站输送高压热水 在井口进行循环预热 c 待输到井口的热水 油 温度达到热洗温度75 以上时 打开热洗闸门和套管闸门 关闭连通闸门进行热洗 d 热洗排量由小至大 直至洗通 洗好为止 对于暂时洗不通的井 要控制连通闸门 防止造成蹩泵现象 3 用 分步法 确定热洗操作程序热洗操作的总过程可分为四步 即 替液阶段 化蜡阶段 排蜡阶段和巩固阶段 替液阶段 井口流程改走连通 用高温热洗水替净油站到计量间 计量间至井口管线中的低温水 化蜡阶段 第一阶段结束时 井口温度应达到75 以上 这时可把热洗水改入套管 必须用小排量热洗 如发现机杆不同步应进一步控制排量 同时测量电机电流 排蜡阶段 井口回油温度达到60 以上进入排蜡阶段 可放大排量热洗60分钟左右 同时测量电机电流 巩固阶段 电流明显下降且趋向平稳 进入第四阶段 这时用中排量洗井1小时左右 同时测量电机电流 控制排量的目的为防止长时间大排量洗井使低压层灌进热洗水 热洗结束时电流稳定 井口回油温度高于60 1小时左右可结束 针对不同井产液量和含水情况 其热洗方法不尽相同 大体上可分为四步热洗法 三步热洗法和二步热洗法三种 4 四步热洗法 操作标准四步热洗法 产液量30t d以下 进口温度75 以上 出口温度65 第一步 大排量替液30 50分钟 第二步 小排量化蜡120分钟 第三步 大排量排蜡90分钟 第四步 中排量巩固60分钟 5 三步热洗法 操作标准三步热洗法 产液量31 70t d 进口温度75 以上 出口温度60 第一步 大排量替液30 50分钟第二步 小排量化蜡60分钟 第三步 大排量排蜡巩固180分钟 6 二步热洗法 操作标准二步热洗法 产液量71t d以上 进口温度75 以上 出口温度60 第一步 大排量替液30 50分钟 第二步 大排量化蜡巩固180分钟 7 热洗过程中的资料录取标准1 热洗温度每15分钟记录一次 包括来水温度和回油温度 2 热洗压力 排量及电流每个阶段记录一次 即替液 化蜡 排蜡 巩固四个阶段各有一次记录 3 每年有一次热洗后含水恢复化验资料 摸清单井热洗实际影响产量情况 4 资料录取后要及时填写热洗质量监测报表 并由工程技术员负责热洗效果的分析和审核 对达不到热洗效果的井安排重新热洗 5 热洗质量监测报表要求保存一年 8 抽油机井热洗质量要求1 热洗出口回油温度不得低于60 并稳定60分钟以上 2 电流恢复到上次正常生产时的工作电流 3 洗井后套压应有灵敏反应 4 示功图正常 5 产量恢复到原生产水平 波动不超 10 6 热洗时不得停抽 必须停抽应停止热洗 7 发现蜡卡要紧急处理 加大排量热洗 或采取其它办法进行处理 8 热洗完毕后 先通知中转站停泵 再开计量间掺水闸门 关闭热洗闸门 关闭井口热洗闸门和套管闸门 开掺水闸门 9 停止热洗后24小时内不得无故停抽 四 抽油机井清防蜡技术 1 声波防蜡器1 1结构原理声波防蜡器主要由三部分组成 声波降粘装置 热洗单流阀 特殊塞管 1 1 1声波降粘装置是声波发生装置 原理在抽油机上冲程过程中 油流通过喷嘴 产生高速射流 激发簧片振动产生声波 在声波空化作用和簧片振动下 使蜡晶体网络结构遭受破坏 提高了蜡在液体中的溶解度 起到防蜡作用 同时 当含蜡原油流经喷嘴时 速度梯度变化很大 11m s 对流体的剪切速率增大 致使粘度下降 1 1 2热洗单流阀由于洗井时 喷嘴排量相对较小 达不到洗井排量要求 热洗单流阀作用 洗井时 大部分洗井液从单流阀直接进入泵内 单流阀开启压力6 5Mpa 1 1 3特殊塞管与普通塞管不同 进液孔小于喷嘴孔 目的是防止井下砂粒过大时堵塞喷嘴 2 温控洗井封隔器 滑套阀 滑套封隔器 2 1结构组成 温控洗井封隔器也叫HRT滑套式热敏器 由滑套阀和滑套式封隔器两部分组成 2 2工作原理原理是靠热敏材料在油井洗井液达到一定温度下膨胀 推动滑套阀前行 打开阀孔 使油套管之间形成通道 同时使滑套封隔器的胶筒胀开 密封住油 套环形空间 当温度低于一定温度时 热敏材料收缩 带动滑套阀自动关闭 封隔器胶筒收缩恢复原状 HRT滑套式热敏器的主要技术参数 表一 固体防蜡降粘器由钢结构环形壳体和固体防蜡降粘剂组成 连接在深井泵吸入口 随生产管柱下入井内 防蜡降粘剂为UT5 2高分子生物活性剂 防蜡剂经高科技新工艺加工成环状 装于环形壳体内 井下固体防蜡器技术原理 防蜡降粘剂与油水混合物接触 遇油摩擦后以2 5 2 8ppm Lde的速度释放 直到达到防蜡所需的饱和浓度 离解出的表面活性剂与井液产生搅拌效应 降低油水界面张力 形成以稠油为分散相 水为连续相的O W型稠油乳状液 原油粘度下降 原来的稠油与管壁间摩擦转变为水与管壁间摩擦 降低井筒内流体的流动阻力 改善稠油的流动性 达到防蜡降粘的目的 抗石蜡析出器主要由电磁转换部分 电源控制柜 输入电缆及输出电缆四部分组成 抗石蜡析出器结构原理 抗石蜡析出器产品实物图 安装在抽油机井井口回油管线上 其原理是使用抽油机井原有220V 50Hz交流电源 产生一个变化的电磁场 借助油管的导磁性 在油管内部形成一个覆盖任何流体成分的磁场 石蜡分子在变化磁场的作用下被极化 变成单个的极性石蜡分子 蜡晶变小 蜡晶之间和蜡晶与胶体分子之间的粘附力被削弱 分子的活化性提高 从无序变为有序排列 抑制了蜡晶的聚集 极易被油流带走 同时流动性增强 粘度下降 从而达到清防蜡 防垢及降粘的目的 井口现场安装流程 超导热洗装置技术原理 常规热洗清蜡费用高 易污染油层 含水恢复时间长 而超导热洗以采出液为循环介质 与地层配伍性好 是一种较理想的热洗清蜡技术 因此 通过对超导热洗选井原则及热洗方法深入研究 探索出经济 有效的洗井工艺 对提高井筒管理水平具有十分重要的意义 原理 采出液为循环介质超导快速加热抽油机和超导的动力高温液体环空井筒循环管路超导进一步升温井筒温度逐渐升高杆管积蜡逐渐溶化 超导热洗装置技术原理 谢谢大家 优化热洗加药 加强井筒管理 四 管理措施油井生产特点不同与单一的热洗手段是制约油井井筒管理的主要矛盾 针对油井生产特点 制定适宜的油井管理措施 是油井井筒管理的突破口 自2009年开始管理区改变油井热洗方式 由按周期洗井变为按需洗井 手段由热洗变为热洗 加药 具体分为三类 1 低产低液油井 2 腐蚀结垢油井 3 供液较好结蜡油井 优化热洗加药 加强井筒管理 1 低产低液油井管理区供液不足油井17口 针对低产低液油井沉没度低 无对应水井 地层能量亏空严重 不易热洗的特点 热洗水量小 蜡排出不彻底 热洗水量大 易 压死油井 2009年管理区对低产低液油井改变管理方法 以加药为主 热洗为辅 对低产低液油井定期加清防蜡剂 破乳剂 延长热洗周期 避免热洗不当造成躺井 其中C5 19 C17C15 C5 6 C11 4 C6NX8 C25X7 T84X15等油井取得明显效果 优化热洗加药 加强井筒管理 2 腐蚀结垢治理腐蚀结垢过程并不是独立进行的 腐蚀过程 结垢过程 细菌繁殖和沉积物形成过程既是密切相关又是互相影响因素 针对腐蚀结垢问题我们主要采取以下应对措施 1 热洗 加药 这类油井特点是 油层产出液与热洗液反应不大 地层供液较好 同时还存在结蜡现象 结垢过程与结蜡过程相互作用 我们从加强日常管理入手 优化热洗加药方式 具体措施 定期加缓蚀杀菌剂 延缓硫酸盐还原菌 铁细菌等微生物对管杆泵腐蚀结垢 加强热洗质量 重视热洗过程 加强热洗效果 第一罐水慢打50分钟 待热洗液返至井口后 加大排量 增加热洗液的携带能力 将井筒内污物洗出地面 50天热洗1次 热洗时间不得少于2小时 如C5CN15 C23 8井 2 加药 这类油井特点是 轻微结蜡或不结蜡 腐蚀结垢严重 腐蚀主要原因是 井底存在硫酸盐还原细菌 硫酸盐在细菌作用下将SO42 生成H2S 采取措施是 减少停井时间 避免井筒内垢物聚集沉积 引起的泵漏 泵卡等事故 定期加缓蚀杀菌剂 延缓硫酸盐还原菌 铁细菌等微生物对管杆泵腐蚀结垢 如C12 2 优化热洗加药 加强井筒管理 3 供液较好结蜡油井这类油井特点是供液能力较好 冲次较快 热洗时具有较强排液能力 井筒管理难点是清防蜡 针对此类油井制定管理措施 热洗为主 加药为辅 适合热洗清防蜡的油井的特点是 结蜡 供液较好 日液在10t d以上 理论排量在20m3 d以上 热洗液与采出液配伍 如C17X30 C6N6 C6 36 C11X8 C17 64等 优化热洗加药 加强井筒管理 3 供液较好结蜡油井这类油井特点是供液能力较好 冲次较快 热洗时具有较强排液能力 井筒管理难点是清防蜡 针对此类油井制定管理措施 热洗为主 加药为辅 适合热洗清防蜡的油井的特点是 结蜡 供液较好 日液在10t d以上 理论排量在20m3 d以上 热洗液与采出液配伍 如C17X30 C6N6 C6 36 C11X8 C17 64等 优化热洗加药 加强井筒管理 油井热洗计划制定 不能 一刀切 死搬硬套经验 在认真分析资料基础上合理安排热洗 如 1 边远油井热洗时 需先通管线 如 C17 64井离站远 回压高 热洗时需先通管线 2 油井供液能力好 含水高 温度高 原油携带能力强 轻微结蜡或不结蜡 不需要热洗加药 以加强地面管理为主 如 C5 17 C5 22 C5 25 C5X29 C25X4等 3 热洗要注意洗井液与油井产出液流型是否匹配 避免洗井液与产出液发生化学反应结垢 污染井筒 如 C17X241 C17X241井HCO3 离子396 63mg mlC4 2井HCO3 离子1006 83mg ml 等 4 热洗水量要根据套管尺寸 油管尺寸 泵深 动液面 油层中深 计算需要多少热洗液 洗多长时间 如 C6 41油井热洗水量 26 30m3 与C5 33 7 10m3 5 动液面较浅的油井不宜热洗 此类油井地层供液能力好 泵入口处沉没压力高 热洗液很难进入泵 油管内进行循环 热洗效果不佳 6 低产低液油井热洗时 要放慢速度 认真观察井口返液情况 此类油井泵挂深度大 油层能力亏空严重 热洗液返出时间较长 总之 充分利用好手头资料因地制宜制定油井热洗加药计划 合理利用五线一图工具 确保油井热洗高质高效 优化