机采井热洗清蜡

贺凤云，高 越

（东北石油大学, 黑龙江 大庆 163318）

油井井筒结蜡会附着在抽油杆柱上，加大了其重量。结蜡又会使井液的流动空间减小，井液的流动阻力增大，阻力会通过活塞转嫁到抽油杆上，使抽油杆的最小工作应力变小，最大工作应力变大，应力幅度加大，加剧抽油杆的疲劳破坏[1,2]。

油管中的蜡的厚度达到一定程度，会使抽油设备不能正常进行生产，也就是所俗称的卡井，这样会减少生产时间，降低生产效率，影响产量。油管上的结蜡对地层回压的影响，会减慢井液的采出速度，降低油井产量。

固定凡尔，游动凡尔结蜡会使其产生缝隙从而关闭不严，从而导致抽油泵出现漏失现象。随着漏失现象逐渐严重，漏失量的逐渐增大，油井的产液量逐渐下降，泵效受到影响，载荷也跟着下降，影响抽油井的正常生产。

通过对结蜡危害的研究我们可以看出结蜡直接影响着油田的产能，因此及时清蜡是非常重要的。

1 影响结蜡的因素

石油中含有一些高熔点而在常温下为固态的烃类。它们在油藏中处于溶解状态，然而在原油的开采过程中液体的温度会逐渐下降，而温度的变化对蜡的结晶直接的影响。当温度保持在析蜡点以上时蜡是不会析出的，而温度低于析蜡点时开始析出蜡结晶。温度越低，析出越多。在原油生产过程中，井筒的压力低于原油的饱和压力时，溶解在原油中的气相从原油中脱出。一方面降低了原油中轻质组分的含量，使原有溶解蜡的能力降低。另一方面气体膨胀带走了一部分热量，引起原油自身温度降低更促进结蜡。在原油的采出过程中原油内部各组分的变化对结蜡也有影响。随着原油中胶质含量的增加，析蜡温度降低。胶质本身是活性物质，可以吸附在蜡晶表面，阻止蜡晶长大。但是当胶质沥青质存在时，沉积的蜡强度明显增强，不易被油流冲走，从而促进了结蜡。原油中含有的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，同样流量下井下的温度会上升，析蜡点会上移，结蜡现象会减轻。根据一些室内实验结论可以看出采油管内液体的流速对结蜡也有明显的影响。随流速的升高结蜡量增加，当流速达到临界速度以后冲刷作用增强，使蜡不易沉积在管壁上，结蜡量下降。

通过对影响结蜡因素的分析，我们可以相对应的采取措施，控制参数，找到确定结蜡厚度，结蜡时间的方式，从而能确定出清蜡周期，从而及时解决油田生产中卡井的现象。提高才有效率。

2 热洗周期和时间的确定

在油田生产过程中清蜡的方式有很多种，但是最常用的还是通过热洗的方式进行清蜡。对于掺水流程的井，我们所说的热洗清蜡，就是将油井的高温掺水导入套管内与井下原油混合，提高混合液温度，然后通过泵的抽吸过程，将高温混合液带入泵及油管，对其中的蜡及凝油进行溶解并带出。热洗清蜡最重要的技术参数就是热洗周期和热洗所要持续的时间。

热洗周期的计算采用文献[3,4]中的计算公式

石蜡沉积厚度的增长速度：

式中：Cs—单位换算系数，Cs=35.314 67;

Ch—单位体积换算系数，Ch=0.826 757 8;

Cd—沉积常数，Cd= 1 500;

γ—为剪切速度，s-1；

Tc—结蜡的初始结晶温度，℃;

Tt—管壁温度，℃;

ρs—蜡晶密度，kg/m3;

A—蜡沉积表面积，m2;

Q—井筒流体的质量流量，kg/s;

Cp—井筒流体的定压比热，kg/(kg·℃) ;

k—井筒流体的热传导系数，kg/(kg·s·℃);

dt—油管直径，m;

μ—流体的粘度，mPa·s;

Hs—蜡在不流动层中的含量;

ρ0—捕集层中原油密度，kg/m3。

热洗周期：

式中：t—热洗周期，s;

h—结蜡厚度，m。

热洗时间：

式中：C1—蜡质量热熔，J/(kg·℃) ;

Cr—热介质质量热熔，J/(kg·℃) ;

w—结蜡量，kg;

D—泵径，m;

S—光杆冲程，m;

n—冲次，min-1。

3 热洗结果分析

对葡73-90 这口抽油机井进行了热洗操作，下面对热洗前后的数据进行对比分析。

表1 热洗前后各参数Table 1 Hot wash before and after each parameter

从表1 中可以看出洗井后各项参数的变化。由于井筒中的蜡被热介质溶解并带出井筒，这样井筒和抽油杆之间的阻力减小，载荷减小，导致电流下降。流体在井筒内通过的截面积增大，井筒内液体流动阻力减小，排液量较之前上升了，产液量上升，井口回压上升。产液量上升同时也引起液面下降，套压下[5]。采油泵经过热洗后固定凡尔、游动凡尔上的蜡被溶解使泵的举升能力恢复正常，油压也因此回升到合理范围内。油井的各项参数都恢复到正常工作的状态。

4 结 论

对于热洗周期的理论计算根据蜡沉积的特点考虑分子扩散和剪切分散两种形式，分子扩散与径向的温度梯度有关，而蜡的剪切沉积量主要取决于抽油机的剪切速度。

热洗时间的主要影响因素有热介质的质量热熔、结蜡量、泵的排量。在其它变量确定时，随结蜡量的增加而增加，如果是排量大的泵会很快将热介质抽出从而减少了热洗时间。当井筒内循环热洗液温度足够高时，在很短地时间内就能完成清蜡工作。

现场热洗前后抽油机各参数的比较我们可以看出热洗在改善抽油机工作状况的重要性。确定合理的周期和热洗的时间会更好的保证油田的生产，合理的周期确定可以避免卡井，热洗时间确定不但提高了工作效率，更节约了能源。

［1］王颖川.采油工程[M].北京： 石油工业出版社，2009-02.

［2］张琪,万仁溥.采油工程方案设计[M].北京：石油工业出版社，2002-09.

［3］陈春德,刘均荣,等. 含蜡原油井筒结蜡剖面的预测模型[J].石油大学学报，1999,23(4):

［4］杨世铭,陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006-08.

［5］石克禄.采油井注入井生产问题百例分析[M].北京：石油工业出版社，2005-12.