聚驅(qū)抽油機(jī)井合理熱洗方法確定

1、聚驅(qū)抽油機(jī)井合理熱洗方法確定呂志強(qiáng), 陳曉麗 (大慶油田有限責(zé)任公司 第二采油廠 摘要:隨著聚合物注入量的增加,連通油井的結(jié)蠟規(guī)律發(fā)生相應(yīng)的改變,如果仍沿用水驅(qū)抽油機(jī)井熱洗周期的確定認(rèn)識(shí)水平,將不能完全適應(yīng)聚驅(qū)生產(chǎn)特點(diǎn),影響聚驅(qū)開采效果.針對這一實(shí)際問題，以薩南開發(fā)區(qū)不同見聚濃度產(chǎn)液、含水的聚驅(qū)油井的結(jié)蠟規(guī)律的跟蹤分析為基礎(chǔ)，依據(jù)低壓熱洗方法在現(xiàn)場的應(yīng)用效果，應(yīng)用多元回歸的統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)方法，初步建立了低壓熱洗方法合理熱洗周期的數(shù)學(xué)模型，研究了低壓熱洗對聚驅(qū)抽油機(jī)井的可行性，對于聚驅(qū)抽油機(jī)井的熱洗工作有一定應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：聚驅(qū)油井；結(jié)蠟；熱洗1 結(jié)蠟對聚驅(qū)油井的危害在大慶油田40多年水驅(qū)開發(fā)里程中

2、，我們對水驅(qū)采出井的結(jié)蠟機(jī)理有了一定的認(rèn)識(shí)，但是隨著聚驅(qū)開采方式的出現(xiàn)，聚驅(qū)機(jī)采井的結(jié)蠟規(guī)律與水驅(qū)時(shí)相比發(fā)生了較大的變化， 聚驅(qū)機(jī)采井結(jié)蠟量多高于水驅(qū)井。聚驅(qū)蠟晶的雜質(zhì)、重?zé)N類含量高。含聚石蠟的熔點(diǎn)高、強(qiáng)度高。油井見聚以后，由于高分子聚合物的存在，加速了蠟晶的析出，試驗(yàn)表明，當(dāng)聚合物見聚濃度升高到100mg/l時(shí)，熱洗量將增加30%，蠟的析出溫度升高3-5C。聚驅(qū)抽油機(jī)井結(jié)蠟規(guī)律的變化，導(dǎo)致了結(jié)蠟對聚驅(qū)機(jī)采井危害進(jìn)一步加劇。(1結(jié)蠟使桿管斷脫、偏磨比例增加由懸點(diǎn)的最大、最小載荷及上、下沖程的最大摩擦載荷理論計(jì)算公式，當(dāng)流體粘度增加，懸點(diǎn)交變載荷隨之增加，使抽油桿在結(jié)蠟井段的磨阻增大，從而增加桿

3、管斷脫、偏磨幾率。現(xiàn)場跟蹤聚驅(qū)桿管斷脫的65口抽油機(jī)井，31口井存在明顯結(jié)蠟的現(xiàn)象，占總井?dāng)?shù)的47%。(二結(jié)蠟可造成泵況變差統(tǒng)計(jì)2000-2001年結(jié)蠟造成泵況變差井的比例達(dá)到9%，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)這樣的井由于凡爾受到蠟影響，不能靈活地及時(shí)開關(guān)，從而引起泵漏失 ，表現(xiàn)為產(chǎn)液量下降，憋泵不起壓力，液面上升，而此類井熱洗后，很快恢復(fù)正常生產(chǎn)。2 不同因素對聚驅(qū)油井熱洗周期的影響分析綜上所述，若仍沿用水驅(qū)機(jī)采井的結(jié)蠟規(guī)律來確定聚驅(qū)機(jī)采井的熱洗周期顯然不太合適，在面對聚驅(qū)粘彈性液體之流動(dòng)特性機(jī)理尚未完全弄清的現(xiàn)實(shí)條件下，力求通過分析現(xiàn)場聚驅(qū)機(jī)采井的清蠟情況來判斷其結(jié)蠟規(guī)律。21 影響聚驅(qū)機(jī)采井結(jié)蠟的因素分析借

4、助于水驅(qū)油井結(jié)蠟機(jī)理理論分析結(jié)果，確定影響聚驅(qū)機(jī)采井結(jié)蠟的因素有：原油的含蠟量、雜質(zhì)含量、烴類組分含量、井溫、油管的表面粗糙度、油井產(chǎn)液、含水、原油的含聚濃度、流壓等因素。在分析聚、水驅(qū)油井生產(chǎn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)針對造成其結(jié)蠟規(guī)律發(fā)生變化的主要因素來研究聚驅(qū)機(jī)采井的結(jié)蠟規(guī)律，確定影響聚驅(qū)機(jī)采井結(jié)蠟的主要因素有：包括油井產(chǎn)液、含水、見聚濃度和流壓等。作者簡介：呂志強(qiáng)（1968-）女，工程師，現(xiàn)從事采油工程管理與研究工作。22 單因素對聚驅(qū)機(jī)采井結(jié)蠟規(guī)律的影響221 產(chǎn)液量對聚驅(qū)油井熱洗周期的影響對10口含聚濃度（200-300ppm）、含水(70%-80%、流壓(3.5-4.5MPa相近而產(chǎn)液量不

5、同的聚驅(qū)油井電流、載荷變化的分析，以電流上升幅度（1.12+I/I）倍為主要指標(biāo)，近似得出了油井熱洗周期（參考文獻(xiàn)5），可看出在含聚濃度、含水、流壓相近的情況下，產(chǎn)液量高的聚驅(qū)油井熱洗周期相對較長，產(chǎn)液量低的聚驅(qū)油井熱洗周期較短，這與水驅(qū)油井熱洗規(guī)律是一致的。在油管直徑相同的情況下，高液量油井液流速度大，井筒熱損失較少，蠟不易析出，而且對管壁的沖刷能力強(qiáng)，因此不易結(jié)蠟。聚驅(qū)油井的熱洗周期與日產(chǎn)液的回歸關(guān)系式為：y=0.1765x+58.28,相關(guān)系數(shù)R=0.97。222 含水對聚驅(qū)油井熱洗周期的影響通過對10口含聚濃度（250-350ppm）、產(chǎn)液量（100-150t/d）、流壓(3-4MPa

6、相近而含水不同的聚驅(qū)油井熱洗規(guī)律的分析，可看出在含聚濃度、產(chǎn)液量、流壓相近的情況下，含水高的聚驅(qū)油井熱洗周期相對較長，含水低的聚驅(qū)油井熱洗周期較短，這是因?yàn)橐环矫婧吭黾雍笠自诠鼙谛纬蛇B續(xù)水膜，而不利于蠟沉積；另一方面水的熱容量大于油的熱容量，因此含水量增高以后，可減少液流溫度的降低，蠟不易析出，所以油井熱洗周期與含水成冪函數(shù)關(guān)系。聚驅(qū)油井的熱洗周期與含水的回歸關(guān)系式為：y=1.188x0.9867,相關(guān)系數(shù)R=0.98。223 含聚濃度對聚驅(qū)油井熱洗周期的影響分析15口含水(80%-90%、產(chǎn)液量（100-150t/d）、流壓(4-5Mpa相近而含聚濃度不同的聚驅(qū)油井熱洗規(guī)律，可看出在含水

7、、產(chǎn)液量、流壓相近的情況下，含聚濃度高的聚驅(qū)油井熱洗周期相對較短，含聚濃度低的聚驅(qū)油井熱洗周期較長。這是因?yàn)樵椭芯酆衔锏拇嬖诩扔杏欣囊幻?，又有不利的一面。一方面，在聚?qū)的較長周期內(nèi)，聚合物與原油充分接觸，少量聚合物分子擴(kuò)散到原油中，有阻止蠟晶聚集長大的作用，另一方面，大量未擴(kuò)散到原油中的聚合物分子，可作為蠟晶析出的晶核，有利于蠟的析出，而且水驅(qū)沒有被驅(qū)替出來的重質(zhì)組分被聚合物驅(qū)替出來，而同一含蠟量下，重質(zhì)油的結(jié)晶溫度高于輕油的結(jié)晶溫度，因此蠟容易析出（參考文獻(xiàn)5）；含聚濃度高的聚合物采出液粘度也較大，蠟質(zhì)強(qiáng)度將明顯增加，綜合作用的結(jié)果導(dǎo)致析蠟量增加。含聚濃度越高，析蠟量越多，熱洗周期越短。

8、因此油井熱洗周期與含聚濃度成負(fù)冪函數(shù)關(guān)系。聚驅(qū)油井的熱洗周期與含聚濃度的回歸關(guān)系式為：y=209.37x-0.1738,相關(guān)系數(shù)R=0.98。224 流壓對聚驅(qū)油井熱洗周期的影響分析10口含水(80%-90%、產(chǎn)液量（120-170t/d）、含聚濃度（200-300ppm）相近而流壓不同的聚驅(qū)油井熱洗規(guī)律，可看出在含水、產(chǎn)液量、見聚濃度相近的情況下，流壓高的聚驅(qū)油井熱洗周期相對較長，流壓低的聚驅(qū)油井熱洗周期較短。這是因?yàn)楫?dāng)井底壓力降低，低于飽和壓力時(shí)，原油對蠟的溶解度也將相應(yīng)降低，蠟質(zhì)析出，同時(shí)溶解氣體也將析出，它導(dǎo)致了液流溫度的降低，流壓越低，析蠟量越多，油井的熱洗周期越短，因此油井熱洗周期

9、與含聚濃度成冪函數(shù)關(guān)系聚驅(qū)油井的熱洗周期與含聚濃度的回歸關(guān)系式為：y=44.83x0.444,相關(guān)系數(shù)R=0.96。3 建立熱洗周期模型確定聚驅(qū)抽油機(jī)井的熱洗周期時(shí)，需分析電流的變化，同同時(shí)時(shí)考慮油井的含聚濃度及流壓等生產(chǎn)系數(shù)，當(dāng)井?dāng)?shù)較多時(shí)，確定熱洗周期較繁瑣而且受人為因素的影響，因此要用一種準(zhǔn)確的方法來確定熱洗周期。在以上回歸分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)開展低壓熱洗的18口井的各項(xiàng)數(shù)據(jù),采用多元回歸分析法建立合理熱洗周期的理論公式。設(shè)y表示熱洗周期，x1表示日產(chǎn)液，x2表示含水，x3表示含聚濃度, x4表示流壓。置y=lny,x1=lnx1,x2=lnx2,x3=lnx3, x4=lnx4，則y關(guān)于x

10、1、x2、x3、x4的非線性回歸問題便化為y關(guān)于x1、x2、x3、x4的線性回歸，利用下列公式算出協(xié)方差及相關(guān)系數(shù)并列成表，首先建立回歸方程：Lii=(XKi-Xi2, Lij=(XKi-Xi (XKj-Xj,Liy=(XKi-Xi (yK- yi, Lyy=(yK-yi2協(xié)方差表略。于是得方程組：3.47b1+0.54b2-0.14b3-0.67b4=1.150.54b1+0.37b2+0.02b3+0.43b4=0.21-0.14b1+0.02b2-8.39b3-1.71b4=-0.06-0.67b1+0.43b2-1.71b3+5.51b4=0.42根據(jù)克萊姆法則，解得b1=0.34,b

11、2=0.87,b3=-0.004,b4=-0.03,b0=-1.18從而所求線性回歸方程為y=0.34x1+0.87x2-0.004x3-0.03x4-1.18其次進(jìn)行回歸效果檢驗(yàn)，因?yàn)椋篣= (bi-Liy=0.56, Lyy=0.88, 所以Q=0.32，自由度為（4，13）時(shí)，F(xiàn)=7.01，對于給定的信度=0.01，查F分布表得臨界值F0.01=5.41。由于F=7.015.41,可知回歸方程是顯著的。所以lny=0.99+0.28lnx1+0.49lnx2-0.01lnx3-0.03lnx4y=e-1.18 e0.341lnx1+0.87lnx2-0.004lnx3-0.03lnx4=

12、0.31 e0.341lnx1+0.87lnx2-0.004lnx3-0.03lnx4用此回歸方程確定的熱洗周期熱洗了2口井，將此兩口井的熱洗效果與另外兩口實(shí)驗(yàn)井對比（未采用此計(jì)算方法），見表1。表1 兩類井熱洗效果對比表類別井號日產(chǎn)液電流載荷洗井時(shí)間熱洗周期前后前后前后計(jì)算N2-D4-P42111176/4672/5168.8/12.365/22.48.1027N2-2-P140122123166/172165/17075.3/1572.1/179.1567未計(jì)算N2-D6-P38155156198/190188/179100/13.599/12.7/8.2690N3-D2-P1393331

13、70/8267/8060.5/15.260.4/14.39.7119由表1可以看出，采用此公式y(tǒng)=0.31 e0.341lnx1+0.87lnx2-0.004lnx3-0.03lnx4計(jì)算的熱洗周期洗井的兩口井，無論電流、載荷都有變化，而未采用此方法的兩口熱洗井，雖然電流有明顯變化，但載荷變化不明顯，這是因?yàn)檩^長時(shí)間不洗井，桿管上結(jié)蠟嚴(yán)重，常規(guī)的低壓熱洗難清洗，其中N3-D2-P139井9.7日熱洗后，于9.26日斷脫檢泵。采用此熱功當(dāng)量洗周期公式確定的熱洗周期又洗了20口井，認(rèn)真觀察洗后油井的電流及生產(chǎn)情況的變化，對比公式法和綜合分析法確定的熱洗周期的差別，確定的17口井熱洗周期基本相同，3

14、口井有一定差別，準(zhǔn)確率為85%。4 聚驅(qū)抽油機(jī)井低壓熱洗可行性探討確定了合理的熱洗周期后，要想達(dá)到理想的熱洗效果，必須優(yōu)選最佳熱洗參數(shù)。影響熱洗清蠟效果的因素很多，尤以熱洗壓力、溫度和洗井時(shí)間的影響最為突出。抽油機(jī)井聚驅(qū)見效后，由于前述原因熱洗較嚴(yán)重，因此為達(dá)到徹底清蠟的目的，定期用水泥車高壓熱洗，這樣洗井后雖然清除了井筒中的蠟質(zhì)成分，降低了懸點(diǎn)交變載荷及電機(jī)運(yùn)行電流，但也有兩方面弊端：一方面當(dāng)油層壓力較低的井熱洗時(shí)，如洗井液柱壓力大于近井地帶的油層壓力時(shí)，容易使洗井液進(jìn)入地層，熱洗水進(jìn)入地層后，由于熱洗水與聚合物溶液的物理性質(zhì)不同，因此使地層中的粘土產(chǎn)生膨脹、破碎，嚴(yán)重污染了地層，因此這類抽

15、油機(jī)井熱洗后產(chǎn)量恢復(fù)的時(shí)間長。另一方面，從對管線的腐蝕及投入成本上考慮，高壓泵也有不利的一面，所以，為摸索聚驅(qū)抽油機(jī)井合理的熱洗方法，我們借助于南二、三東現(xiàn)有低壓熱洗流程，選擇了33口井開展低壓熱洗試驗(yàn)。41 低壓熱洗效果分析選井原則：交變載荷大且在以往作業(yè)中發(fā)現(xiàn)有結(jié)蠟嚴(yán)重的井，而且這些井見聚濃度差別較大。洗井參數(shù)：平均洗井壓力2.3MPa,進(jìn)口溫度780c，出口溫度660c，洗井水量在40 m3以上,平均熱洗時(shí)間3.9個(gè)h。洗井后有21口井效果較理想，平均上行電流下降4.8A,下行電流下降0.4A;懸點(diǎn)的平均最大載荷上升0.07KN, 最小載荷上升0.52KN,交變載荷下降0.45KN,日產(chǎn)

16、液穩(wěn)定不變。其中7口井電機(jī)電流明顯下降，平均上行電流下降8.5A,與高壓熱洗井效果接近.熱洗后有12口井沒見到明顯效果，對比兩類井的熱洗周期及洗井參數(shù)等情況見表2.表2 熱洗情況對比表類別洗井周期（天）見聚濃度(PPm平均日產(chǎn)液（t）進(jìn)口溫度（）出口溫度（）洗井水量（m3）洗井壓力（Mpa）洗井時(shí)間(小時(shí)熱洗見效87126.31167967552.33.9未見效120204.21237663592.24.0平均100154.67866562.33.90熱洗效果較好的井進(jìn)、出口溫度均大于洗井未見效井，而熱洗周期比未見效井短，產(chǎn)液量、熱洗壓力大致相同。而熱洗未見效的井盡管熱洗時(shí)間、水量較高，但見聚

17、濃度也高（4口井見聚濃度300PPm），所以熱洗效果不盡人意，可見對于見聚濃度高的聚驅(qū)采出井，必要時(shí)應(yīng)啟用高壓泵熱洗才能得到理想效果。而對于低見聚濃度井，只要制定合理的熱洗周期，提高熱洗溫度及洗井排量，延長熱洗時(shí)間，低壓熱洗也可達(dá)到清蠟?zāi)康摹?.2 高、低壓熱洗效果對比33口低壓熱洗的井中，熱洗后有7口井檢泵，由于這些井去年均采用高壓熱洗（水泥車），因此對比熱洗效果如表3.表3 高、低壓熱洗效果對比表 類別洗井周期（天）見聚濃度(PPm平均日產(chǎn)液（t）檢泵周期進(jìn)口溫度（）出口溫度（）洗井水量（m3）洗井壓力（Mpa）洗井時(shí)間(小時(shí)高壓熱洗19266.312224277652541.1低壓熱洗106127.5792377868562.23.9差值-8661.2-43-51331-1.82.8從上表可以看出，盡管今年這7口井見聚濃度升高，產(chǎn)液下降，洗井周期縮短，但檢泵周期保持穩(wěn)定，可見低壓熱洗對于檢泵周期的延長也能起到一定作用。5 結(jié) 論（1）聚驅(qū)見效后，影響結(jié)蠟規(guī)律的幾個(gè)因素均處于動(dòng)態(tài)變化中，即日產(chǎn)液由上升下降穩(wěn)定變化，含水由下降穩(wěn)定回升變化，見聚濃度由低高，因而結(jié)蠟規(guī)律也隨之變化，但是在一定的見聚階