抽油機(jī)井按需洗井清蠟方法研究

賀清松（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

薩北開發(fā)區(qū)抽油機(jī)井主要通過熱洗泵及地面雙管流程對井筒進(jìn)行洗井清蠟，采用周期洗井制度，因不同開發(fā)階段、不同工況下，抽油機(jī)井的結(jié)蠟程度及結(jié)蠟速度不同[1]，周期洗井存在洗井質(zhì)量不高或過度洗井問題，在油田數(shù)字化趨勢大背景下，已然不適應(yīng)個(gè)性化、精細(xì)化、效益化的高質(zhì)量發(fā)展形勢。因此，利用A11連續(xù)功圖、集輸管線溫度、熱洗排量等數(shù)據(jù)，從洗井時(shí)機(jī)的自動(dòng)判別及洗井過程質(zhì)量在線監(jiān)控方面，研究按需洗井方法，以提高洗井質(zhì)量和效率，減少過度洗井造成的資源浪費(fèi)甚至油層傷害問題，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井個(gè)性化優(yōu)化洗井。

1 洗井時(shí)機(jī)優(yōu)化

1.1 結(jié)蠟與運(yùn)行負(fù)荷關(guān)系

機(jī)采井運(yùn)行負(fù)荷主要包括靜載荷、慣性載荷及摩擦載荷等，抽油機(jī)井管柱結(jié)蠟后，將減小液流通道，增加桿管偏磨概率，加大抽油機(jī)井摩擦載荷[2]。

根據(jù)上述公式分析，抽油機(jī)井結(jié)蠟后，在參數(shù)不變及沉沒度穩(wěn)定情況下，結(jié)蠟將阻礙桿柱上行和下行[3]，即上載荷將呈上升趨勢，下載荷呈下降趨勢（圖1）。若長期不洗井，可能造成桿柱斷脫、偏磨或卡泵問題，縮短抽油機(jī)井檢泵周期。而及時(shí)洗井清蠟可以減輕桿柱運(yùn)行阻力，即控制抽油機(jī)井上載荷的上升及下載荷的下降，因此，抽油機(jī)井的結(jié)蠟程度可以通過載荷的變化情況來判斷，上載荷上升幅度越大或下載荷下降幅度越大，結(jié)蠟越嚴(yán)重。

圖1 2018年a井熱洗后載荷及沉沒度變化曲線

但運(yùn)行參數(shù)變化時(shí)，如上調(diào)運(yùn)行參數(shù)，機(jī)采井慣性載荷將增加，同時(shí)，上調(diào)參后沉沒度會(huì)下降，舉升負(fù)荷進(jìn)一步增加，上載荷將大幅上升，可能造成結(jié)蠟嚴(yán)重的假象。反之，易造成結(jié)蠟輕微假象（圖2）。因此，機(jī)采井結(jié)蠟情況，不能單純從上載荷及下載荷的絕對值變化情況來判別，還需要考慮機(jī)采井參數(shù)、沉沒度等變化情況。

圖2 2018年b井熱洗后載荷及沉沒度變化曲線

1.2 洗井時(shí)機(jī)判別方法

根據(jù)上述分析，載荷絕對值的變化并不完全代表結(jié)蠟程度的變化，其變化可能還由參數(shù)及沉沒度的變化所引起。因此，只有在消除參數(shù)及沉沒度變化影響的載荷才能準(zhǔn)確判別結(jié)蠟情況。通過分析，若參數(shù)發(fā)生變化，機(jī)采井理論功圖也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，且變化趨勢與實(shí)際載荷相同，變化程度相當(dāng)。因此，采用載荷相對值判別法，即以實(shí)際載荷與理論載荷的比值變化幅度來判別結(jié)蠟情況，可以消除參數(shù)、沉沒度變化對結(jié)蠟判別的影響，避免載荷絕對值法出現(xiàn)的結(jié)蠟誤判問題。

結(jié)蠟判別過程中，需確定基準(zhǔn)功圖，并計(jì)算基準(zhǔn)上載荷相對值(Bujz)和基準(zhǔn)下載荷相對值(Bdjz)，然后對每天的實(shí)時(shí)功圖進(jìn)行載荷相對值計(jì)算，并與基準(zhǔn)載荷相對值對比，當(dāng)達(dá)到結(jié)蠟判別的臨界條件時(shí)，即達(dá)到洗井時(shí)機(jī)條件，預(yù)警洗井[4-5]，具體條件如下：當(dāng)Bux/Bujz超過115%時(shí)（連續(xù)3天）時(shí)，預(yù)警洗井；當(dāng)Bux/Bujz為100%～115%，且Bdx/Bdjz小于100%時(shí)（連續(xù)3天）時(shí)，預(yù)警洗井；當(dāng)Bux/Bujz為80%～100%，且 Bdx/Bdjz小于95%時(shí)（連續(xù)3天）時(shí)，預(yù)警洗井；其中，Bux，Bdx為洗井后第X日進(jìn)行對比的功圖中上載荷相對值及下載荷相對值。

對長期達(dá)不到上述洗井預(yù)警條件的井，根據(jù)產(chǎn)液、含水及泵徑設(shè)定預(yù)警洗井周期上限值，即當(dāng)預(yù)警洗井周期達(dá)到上限值時(shí)，仍達(dá)不到預(yù)警條件時(shí)，按超時(shí)限進(jìn)行洗井預(yù)警，確保洗井清蠟全覆蓋。

在對比過程中，基準(zhǔn)功圖的選取是關(guān)鍵。通常情況下，機(jī)采井洗井后，油套環(huán)空液面處于恢復(fù)過程，期間的功圖不能作為基準(zhǔn)功圖，而應(yīng)選用洗井后液面恢復(fù)穩(wěn)定后的功圖作為基準(zhǔn)功圖，進(jìn)而確定Bujz及Bdjz。根據(jù)A11連續(xù)功圖的統(tǒng)計(jì)分析，機(jī)采井熱洗后，功圖恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)間一般需要1～3天。關(guān)井后開井，功圖恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)間一般需要5天。因此，基準(zhǔn)功圖一般選擇熱洗后3～5天內(nèi)的穩(wěn)定功圖。c井載荷變化趨勢圖見圖3。

圖3 井c載荷變化趨勢圖

2 洗井過程質(zhì)量監(jiān)控

洗井時(shí)機(jī)確定后，進(jìn)入洗井過程環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)是監(jiān)控洗井質(zhì)量的關(guān)鍵。鑒別洗井質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)主要有洗井過程中的熱洗排量、熱洗溫度、回油溫度等3個(gè)參數(shù)，以往都是靠人工監(jiān)督，熱洗質(zhì)量難以保證。利用A11數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳回的泵壓力數(shù)據(jù)、集輸管匯溫度數(shù)據(jù)以及排量數(shù)據(jù)，按照替液、化蠟、排蠟、鞏固4個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控，并設(shè)定洗井合格標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)熱洗質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。如某d井，洗井過程中不同階段熱洗泵排量達(dá)到15 m3/h，熱洗溫度在化、排蠟階段達(dá)到洗井標(biāo)準(zhǔn)（75℃）以上，回油溫度達(dá)到60℃以上，并在排蠟階段后鞏固了一段時(shí)間，判定為洗井合格。

3 應(yīng)用效果

2018年10月，在某工區(qū)85口抽油機(jī)井實(shí)施按需洗井后，洗井效果統(tǒng)計(jì)見表1。抽油機(jī)井泵效達(dá)到51.3%，較周期洗井后泵效高1.8個(gè)百分點(diǎn)，洗井效果有效提高。同時(shí)，平均單井洗井周期48天，較原周期洗井方式延長7天，其中53口井周期延長，由40天延長至56天，32口井周期縮短，由42天縮短至35天，實(shí)現(xiàn)了單井個(gè)性化洗井需求。

表1 2018年10月某工區(qū)按需洗井效果統(tǒng)計(jì)

從節(jié)能降耗情況看，按需洗井后，單井洗井周期由41天延長至48天，單井年洗井次數(shù)由8.9次減少至7.6次，單井年減少洗井1.3次，全區(qū)年減少洗井111井次，預(yù)計(jì)多產(chǎn)油466 t，節(jié)約洗井耗氣6.7×104m3，節(jié)約洗井用水6 660 m3，節(jié)約熱洗泵耗電及脫水處理耗電8.3×104kWh，預(yù)計(jì)年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益193.2萬元[6]。

4 結(jié)論

1）借助A11數(shù)字化系統(tǒng)大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，抽油機(jī)井結(jié)蠟程度可通過運(yùn)行負(fù)荷變化趨勢來判斷，采用載荷相對值法判別更加合理，消除了參數(shù)及沉沒度變化影響，避免了載荷絕對值法存在結(jié)蠟誤判的問題，創(chuàng)新了洗井時(shí)機(jī)判別方法。

2）洗井過程質(zhì)量在線監(jiān)控是按需洗井的必要手段，實(shí)現(xiàn)熱洗排量、溫度等洗井質(zhì)量參數(shù)的在線監(jiān)控，有效解決了人工監(jiān)督不到位的問題。

3）通過按需洗井，保證了機(jī)采井及時(shí)有效洗井，提高了抽油機(jī)井生產(chǎn)泵效，并避免周期洗井制度存在的過度洗井問題，減少洗井頻次，從而達(dá)到節(jié)能降耗目的。