李培祥（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

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電磁防蠟技術(shù)在低溫集輸及工藝簡(jiǎn)化中的應(yīng)用

李培祥（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

低溫集輸或單管集油簡(jiǎn)化工藝大面積推廣后，部分井的集油管線結(jié)蠟速度較正常摻水時(shí)期會(huì)有所加快，回油壓力隨之加速上升，管線沖洗或清蠟周期相應(yīng)縮短，節(jié)約下來(lái)的部分能源又不得不消耗在洗井及沖洗管線等清蠟工作上。電磁防蠟技術(shù)應(yīng)用獨(dú)特的電磁場(chǎng)共振原理，主要解決原油所含石蠟析出、結(jié)晶問(wèn)題，有較好的清防蠟作用。在A井上應(yīng)用電磁防蠟技術(shù)，夏季停摻期間共運(yùn)行5個(gè)月，較好地控制了管線結(jié)蠟速度，解決了在低溫集輸或單管集油簡(jiǎn)化工藝推廣后的結(jié)蠟問(wèn)題，對(duì)降低油田地面工程中的能源消耗或工程建設(shè)投資具有積極意義。

電磁防蠟技術(shù)沖洗周期能源消耗

近幾年，在油田地面工程中大力開(kāi)展低溫集輸工作和大面積推廣單管集油簡(jiǎn)化工藝，然而在推進(jìn)這兩項(xiàng)工作中也遇到了一些不可回避的生產(chǎn)矛盾。例如，部分單井集油管線在實(shí)施單管不加熱集油［1］運(yùn)行后，管線結(jié)蠟速度較正常摻水時(shí)期有所加快，回油壓力隨之加速上升，造成其沖洗或結(jié)蠟周期相應(yīng)縮短，節(jié)約下來(lái)的部分能源又不得不消耗在洗井及沖洗管線等清蠟工作上。對(duì)此，經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查研究后，發(fā)現(xiàn)電磁防蠟技術(shù)有很好的清防蠟效果。2010年4月28日，將采用該項(xiàng)技術(shù)的變頻清防蠟儀安裝在A井上，進(jìn)行全程跟蹤分析，觀察其實(shí)際運(yùn)行效果，發(fā)現(xiàn)其作用明顯，是解決單管集油工藝中管線結(jié)蠟問(wèn)題的有效手段之一。

1　技術(shù)原理

電磁防蠟技術(shù)應(yīng)用獨(dú)特的電磁場(chǎng)共振原理，主要解決原油所含石蠟析出、結(jié)晶問(wèn)題。采用該項(xiàng)技術(shù)的變頻清防蠟儀工作時(shí)，可在集油管線上和內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)頻率連續(xù)變化的電磁場(chǎng)，引起電磁場(chǎng)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)切割磁力線的作用，使作用于集油管線上的電磁場(chǎng)可以在管線內(nèi)部形成一層保護(hù)膜，阻止蠟晶在管道內(nèi)壁生成。同時(shí)，作用在管道內(nèi)部的電磁場(chǎng)克服和削弱了石蠟分子間的引力和附著力，破壞了分子間的相互締合，使原油中的蠟分子或分子團(tuán)的聚合性減弱，分子間的結(jié)合發(fā)生松弛，由大分子團(tuán)變成小分子團(tuán)；因而分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，活化性提高，使石蠟很容易以分子狀態(tài)溶解在原油中，不易結(jié)晶析出附著到管壁上。

2　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

進(jìn)入4月中下旬后，隨著氣溫逐漸回升，某采油廠開(kāi)始進(jìn)行大面積推廣夏季全站停摻（停止摻水）運(yùn)行模式。隨著時(shí)間的延續(xù)，管線結(jié)蠟速度較正常摻水時(shí)期有所加快，部分油井在3～5天內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)回油壓力持續(xù)上升，且居高不下，有些油井回油壓力高到影響正常生產(chǎn)；進(jìn)行單井熱洗并沖洗管線后，生產(chǎn)參數(shù)恢復(fù)到原來(lái)的正常水平，但在隨后的運(yùn)行中，單井的熱洗及管線沖洗周期大大縮短。分析認(rèn)為，由于回油溫度降低后，管線結(jié)蠟速度加快，引起回油壓力升高，輸送難度加大，A油井就屬于此種情況。該井隸屬某轉(zhuǎn)油站5#計(jì)量間，該井產(chǎn)液量為120 t/d，含水97%，集油管線規(guī)格為?60 mm×4 mm，長(zhǎng)度300 m。

該井停摻前單井回油壓力為0.43 MPa。4月19日開(kāi)始執(zhí)行停摻，停摻后回油溫度下降3℃，電流由73 A上升到81 A，其他參數(shù)基本穩(wěn)定。4月22日回油壓力和工作電流分別上升至0.90 MPa和84 A，而后回壓依然繼續(xù)上升至0.96 MPa左右，電流也在84 A處波動(dòng)。過(guò)高的回油壓力及工作電流，不僅增加生產(chǎn)能耗，而且也會(huì)降低采油系統(tǒng)效率。各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和圖1。

由圖1可知，停摻3天后變化較明顯，升幅較大。該井停摻后管線結(jié)蠟造成回油壓力和工作電流的持續(xù)走高，給正常的安全平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)了較大隱患。為此，在4月末對(duì)該井進(jìn)行熱洗清蠟并在沖洗單井管線后，在該井井口安裝了變頻清防蠟儀（圖2）。

表1　A井?dāng)?shù)據(jù)采集

圖1　A井回油壓力變化曲線

圖2　井口安裝變頻清防蠟儀

5月2日開(kāi)始正常運(yùn)行，回油壓力恢復(fù)到0.48 MPa，電流逐漸回落到75 A左右。該井5月份運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線見(jiàn)圖3和圖4。

圖3　A井5月份回油壓力變化曲線

6月1日至6月2日回油壓力升幅較大，最高達(dá)1.2 MPa。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，結(jié)蠟堆積致使采出液輸送困難，是引起回壓升高的主要原因。于是，6月3日上午10點(diǎn)進(jìn)行熱洗清蠟并沖洗管線后，回油壓力回落到0.35 MPa，其他參數(shù)也恢復(fù)正常運(yùn)行水平，進(jìn)一步驗(yàn)證了分析的準(zhǔn)確性。而后直至7月末，在近2個(gè)月的時(shí)間里，生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)相對(duì)較平穩(wěn)，回油壓力與電流變化規(guī)律同5月份的工況基本相同，回油壓力呈緩慢上升趨勢(shì)，電流在70～80 A之間波動(dòng)，8月初熱洗并沖洗一次管線后，至9月30日恢復(fù)摻水。

圖4　A井5月份工作電流變化曲線

從4月19日至9月30日，在A井停摻進(jìn)行單管集油運(yùn)行時(shí)，上一年該井熱洗及管線沖洗清蠟周期僅有1周，本年設(shè)備應(yīng)用后延長(zhǎng)至2個(gè)月，在此期間工作電流等其他生產(chǎn)參數(shù)運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)。應(yīng)用變頻清防蠟儀后，與上一年同期相比，減少熱洗次數(shù)21次，節(jié)約電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)、人工費(fèi)共計(jì)0.7萬(wàn)元，投資回收期5.5年。

3　結(jié)論

電磁防蠟技術(shù)能夠解決部分油井在執(zhí)行單管集油運(yùn)行后的結(jié)蠟問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了單井熱洗及管線沖洗周期，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。特別是針對(duì)今后集油管線結(jié)蠟問(wèn)題提供了又一可選方法，對(duì)減少生產(chǎn)運(yùn)行成本具有積極意義。

［1］馮叔初，郭揆常，王學(xué)敏.油氣集輸與礦廠加工［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006：8-15.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.10.010

2015-02-02）

李培祥，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)），從事油田技術(shù)管理工作，E-mail：lipeixiang@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠技術(shù)發(fā)展部，163414。