王場油田清防蠟工藝應(yīng)用及認(rèn)識

高 明，楊延紅，王朝晴

(中國石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江 433123)

王場油田是江漢油田的主力油區(qū)，共有13個(gè)開發(fā)單元，位于潛江凹陷北部，張港－浩口斷裂隆起帶北側(cè)，蚌湖生油向斜東南側(cè)。王場油田縱向上原油性質(zhì)差異大，淺層差、深層好;地層水礦化度為27.9×104mg/L ～32.8×104mg/L，水型以硫酸鈉、碳酸氫鈉為主;原油屬石蠟基原油，含蠟量13.72% ～ 29.23%，凝固點(diǎn)25℃ ～ 31℃。目前王場油田油井開井260口，結(jié)蠟井158口、占開井?dāng)?shù)60.8%。結(jié)蠟井主要集中在液量小于30 t的油井，30 t～40 t液量之間結(jié)蠟井有6口，大于40 t液量井基本不結(jié)蠟。各個(gè)含水率區(qū)間均有結(jié)蠟井。

1 原油組分及性質(zhì)分析

王場油田原油族組分中飽和烴所占的比例最高，均在50% 以上;瀝青質(zhì)所占的比例最低。原油性質(zhì)主要表現(xiàn)為含蠟量高、凝點(diǎn)和析蠟點(diǎn)較高、粘度較低(見表1)。

表1 王場油田油井族組分及原油性質(zhì)分析

2 結(jié)蠟原因分析

油井結(jié)蠟的原因是油井在開采過程中，原油從井底到地面過程中隨著溫度和壓力下降，原油中的輕質(zhì)組分逸出，原油溶蠟?zāi)芰Σ粩嘟档?，使得蠟以結(jié)晶的方式從原油中析出、聚集、沉積在固體表面，與原油的組分、性質(zhì)、溶解氣、溫度、壓力、含水、油管表面性質(zhì)、油井產(chǎn)量及舉升方式等有關(guān)。實(shí)際生產(chǎn)中分析王場油田原油結(jié)蠟的主要影響因素有含蠟量、溫度、出砂等三個(gè)方面。

1)含蠟量高是造成油井結(jié)蠟的根本原因。

2)溫度是油井結(jié)蠟的主要因素。參照廣9斜 －9井的井筒溫度檢測記錄可以看出，該井在700 m井筒深度后，井溫超出40℃。王場油田的油井析蠟點(diǎn)基本在40℃ 以上，油井桿管結(jié)蠟位置在700 m以上。

3)在有結(jié)晶核的情況下，蠟更容易析出。目前王場油田在進(jìn)入中后期開發(fā)過程中，油層出砂日趨嚴(yán)重，砂粒成為蠟的結(jié)晶核(見表2)，加劇了油井蠟的沉積。

表2 蠟沉積中含砂量

3 清防蠟工藝技術(shù)分析

3.1 熱力清防蠟技術(shù)

熱力清蠟是目前最主要的清蠟方式，是通過熱載體(熱油、熱水、蒸汽)在井筒中的循環(huán)或熱傳導(dǎo)，將熱量傳遞給井筒中的流體，提高流體溫度，將沉積在桿管上的蠟熔化后通過流體排除，達(dá)到清蠟的目的。主要有低壓小排量煤爐車熱洗(簡稱煤洗)、熱力車油洗、熱力車水洗、鍋爐車燜井等幾種方式。

3.1.1 低壓小排量煤爐車熱洗

王場油田熱力清蠟的最常用方式是低壓小排量煤爐車熱洗，清蠟成本低、施工簡單。通過洗井前的加藥、循環(huán)、回灌;洗井過程中的排量、溫度控制達(dá)到溶蠟清蠟?zāi)康?。在現(xiàn)場實(shí)踐過程中容易出現(xiàn)兩個(gè)問題:一是煤洗后油井出現(xiàn)泵漏、砂卡、砂堵等現(xiàn)象;二是煤洗熔蠟不徹底，不能及時(shí)將蠟排除造成蠟的堆積而憋漏管柱。

煤洗后泵漏、砂卡、砂堵現(xiàn)象的原因在于:當(dāng)?shù)貙右哼M(jìn)入到抽油泵中時(shí)，通過活塞的抽吸、抽油桿和油管的運(yùn)動作用，游離在地層水中的油滴分解，同時(shí)懸浮在油滴中的砂粒與油相分離 、進(jìn)入到地層水中。由于地層水的攜砂能力差，部分較大的砂粒會在重力作用下下沉。由于粘性流體附面層的影響，抽油桿上行和下行時(shí)，靠近油管壁的流體粘附在管壁上，流速為零，靠近抽油桿的流體速度與抽油桿運(yùn)動速度相同。因此，井液在油管中運(yùn)移速度從縱向上和徑向上都是變速運(yùn)動，砂粒會在井液低速時(shí)沉降，部分砂粒也會沿著井壁的低速區(qū)沉降到抽油泵。當(dāng)煤洗水進(jìn)入井筒后，會加劇砂粒與油相的分離，砂粒的沉降量也會增加，在油井流量不足以將沉降的砂粒排出時(shí)，會造成泵漏、砂卡、砂堵等現(xiàn)象。

由廣9斜 －9井煤洗過程中井溫測試結(jié)果(見圖1)可看出:該井在700 m以上井段是原油中蠟析出沉積的主要部位?，F(xiàn)場熱洗2.5 h后在70 m以上井段溫度達(dá)到60℃ ，50 m以上井段溫度達(dá)到80℃，而在70 m以下部位沒有達(dá)到熔蠟所需溫度。所以該井煤洗過程在70 m以上是依靠煤洗液的熔蠟和井液的沖刷作用，而在70 m以下則主要是依賴井液的沖刷作用將桿管壁上的蠟進(jìn)行清除。當(dāng)上部的蠟沉積逐漸熱熔后，因油井沒有充足的井液將這部分熔蠟沖刷帶走時(shí)，熔蠟將會下滑把下部的桿管環(huán)形空間堵死，將油管憋漏或憋爆。

上述兩方面問題主要發(fā)生在低液量井或間出井中，實(shí)際操作中要求盡量減小排量、確保足夠的洗井時(shí)間;同時(shí)落實(shí)洗井前的回灌和循環(huán)，回灌和循環(huán)時(shí)間的確定要依據(jù)油井的井底壓力和系統(tǒng)壓力狀況，結(jié)合功圖、液面等資料，保證有足夠的沉沒度，使油井有充足井液將熔蠟帶走。

圖1 廣9斜－9井煤洗過程井溫測試結(jié)果

3.1.2 熱力車油、水洗

熱力車油、水洗的清蠟效果好，前者是針對高產(chǎn)油井清蠟、后者是針對高液量高含水的油井清蠟。熱力水洗容易造成洗井后含水恢復(fù)慢。熱力車油洗的出發(fā)點(diǎn)是消除對地層的污染。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，部分井油洗清蠟后排水期長、嚴(yán)重者嚴(yán)重污染地層、使油井喪失產(chǎn)能。如王57斜 －8井:該井用王45拉油點(diǎn)罐內(nèi)原油進(jìn)行熱洗清蠟后，油井卻喪失了產(chǎn)能，調(diào)查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵偷姿捶鸥蓛粼斐?。分析原因認(rèn)為:外來水進(jìn)入地層后，使油水界面張力增大，原來的連續(xù)油相運(yùn)動減弱甚至卡斷，實(shí)際生產(chǎn)表現(xiàn)就是油量減少或不出油。使用4種介質(zhì)，其表面張力和界面張力情況，只有活性水和污水+活性劑兩種介質(zhì)指標(biāo)較低，而清水和污水的值較高(見表3)。所以對熱水洗井應(yīng)考慮該井地層的敏感性。熱油洗井則要嚴(yán)把原油含水。

表3 現(xiàn)場各種介質(zhì)的表面張力和界面張力

3.1.3 鍋爐車燜井

主要針對一些特殊井，如出砂嚴(yán)重、煤洗極易造成泵漏井;煤洗效果一直不理想油井;工況有問題暫時(shí)無法作業(yè)井等，目前有王4斜 －4－3等5口油井使用鍋爐燜井清蠟。

3.2 化學(xué)清防蠟技術(shù)

化學(xué)清防蠟是由蠟晶該井劑、芳烴、表面活性劑組成。主要是通過改變蠟結(jié)晶析出狀態(tài)，使蠟不易析出相互聚集沉積，同時(shí)利用芳烴等有機(jī)溶劑將石蠟分子溶解、降低析出傾向。

化學(xué)清防蠟?zāi)軌蚱鸬匠掷m(xù)清防蠟作用，延長油井的熱洗周期，減少油井清防蠟費(fèi)用。目前主要使用兩種清防蠟劑CY －2和HC －414(見表4)。

表4 化學(xué)清防蠟劑性能指標(biāo)表

如表4所示，HC－414清防蠟劑的溶蠟指標(biāo)好于CY－2清防蠟劑。HC－414清防蠟劑成本較高，目前主要用于油井結(jié)蠟后，無法用常規(guī)熱力清蠟時(shí)應(yīng)急清蠟處理，現(xiàn)場試驗(yàn)表明有較好的效果。如廣15斜 －8井結(jié)蠟嚴(yán)重，熱力洗井后清蠟不明顯，后加入HC －414清防蠟劑循環(huán)6小時(shí)清蠟明顯，前后清蠟效果功圖對比(見圖2)。

圖2 廣15斜－8井使用HC－414前后功圖對比

化學(xué)清防蠟劑燃點(diǎn)低、易著火、屬于有毒有害物質(zhì)，對操作人員身體造成傷害;要求定周期定時(shí)加藥、工作量較大。而且隨著油田開發(fā)，油井的溫度、壓力、生產(chǎn)狀況等各種因素發(fā)生改變，要求有更為清潔、環(huán)保、有效的化學(xué)清防蠟劑來滿足現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)的需要。

3.3 微生物清防蠟工藝技術(shù)

微生物清防蠟技術(shù)的主要原理是利用微生物的生長繁殖代謝過程，對原油中蠟的析出、結(jié)晶起阻礙作用。一是微生物以原油中石蠟作為食物來源，破壞石蠟結(jié)構(gòu)，降低原油中的石蠟含量，達(dá)到防止結(jié)晶的目的;二是微生物在生長繁衍的過程中，代謝產(chǎn)物中有酸及表面活性劑等物質(zhì)，這些物質(zhì)在一定程度上會改善原油的流動性，降低油水界面張力及原油中蠟與結(jié)蠟部位固體表面的潤濕性，減小蠟在井筒里的附著力，從而起到清防蠟作用。

影響微生物生命活動的主要因素有溫度、礦化度、PH值。目前王場油田采用的是耐溫耐鹽菌種，能適應(yīng)的溫度最高可達(dá) 100℃，鈉鹽(35%NaCl)。微生物生命活動適宜接近中性環(huán)境，過高過低的pH值都會對微生物的新陳代謝產(chǎn)生很大影響，一般微生物能適應(yīng)的pH值范圍4～9，其適應(yīng)強(qiáng)酸的能力遠(yuǎn)不及適應(yīng)強(qiáng)堿的能力。

目前王場油田共有101口井采用了微生物清防蠟工藝，其中除了王4斜12－8、王東9－14等4口井沒有達(dá)到預(yù)期效果外，其它井總體取得了比較好的效果。微生物清防蠟工藝顯著優(yōu)點(diǎn)在于:①對一些用常規(guī)的清蠟方式無法實(shí)施或者效果很不理想的特殊油井有較好的使用效果，如低液易出砂泵漏井、高液油井、出砂結(jié)蠟嚴(yán)重的重復(fù)作業(yè)井、封上采下井等(見表5);②節(jié)能環(huán)保、降低工作強(qiáng)度、能顯著取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)濟(jì)效益分析:粗略統(tǒng)計(jì)，煤洗費(fèi)用平均為1 500元/井次，特車熱力清洗為5 500元/井次，清防蠟藥劑8 000元/噸，微生物清防蠟劑8 000元/噸，作業(yè)費(fèi)用平均8萬元/井次。和2008年數(shù)據(jù)對比:采用微生物清防蠟后，煤洗井次減少600井次，特車熱力清蠟降低20井次，清防蠟藥劑對比減少26噸，微生物防蠟井?dāng)?shù)158井次，減少常規(guī)清防蠟造成的作業(yè)井次12井次。合計(jì)節(jié)約成本約210萬元。

表5 微生物清防蠟對特殊井的效果

4 結(jié)論及建議

1)王場油田的化學(xué)、熱洗、微生物等清防蠟工藝能滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要，但要根據(jù)區(qū)塊油藏物性的特點(diǎn)、結(jié)合單井的具體情況、參照歷史的清防蠟效果來摸索、改進(jìn)、確定每口油井的清蠟工藝。

2)進(jìn)一步細(xì)化熱力清防蠟工藝管理措施，對低排量小煤爐洗井應(yīng)研究、制定煤爐洗井的量化標(biāo)準(zhǔn)，杜絕煤洗而造成作業(yè);熱油洗井應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)場監(jiān)督管理，嚴(yán)格控制原油含水、施工過程溫度，防止油洗污染。

3)微生物清防蠟工藝有較好的適應(yīng)性和能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，要根據(jù)現(xiàn)場使用情況，研究部分油井使用微生物清蠟效果不理想的原因，做好進(jìn)一步推廣擴(kuò)大微生物清蠟工藝基礎(chǔ)工作。

［1］張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)［M］.東營：石油大學(xué)出版社，20009：351 －354.

［2］易紹金，等.微生物清防蠟技術(shù)在江漢油田高溫高鹽油井的礦場試驗(yàn)［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2009，31(04)：146－148.