楊凱瀾，張 揚，李龍龍，曹純潔，胡文超，賈寶全，何梅朋，劉 喆，楊興海，李 萍，盧美娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西定邊 718606）

XAB區(qū)塊油井延長檢泵周期技術(shù)探討

楊凱瀾，張 揚，李龍龍，曹純潔，胡文超，賈寶全，何梅朋，劉 喆，楊興海，李 萍，盧美娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西定邊 718606）

XAB區(qū)塊油井井筒偏磨、水平井結(jié)蠟、定向井結(jié)垢等問題較為嚴重，使得油井檢泵周期較短，維護性作業(yè)頻次高。論文主要從解決井筒主要矛盾的問題入手，針對配套新工藝使用效果進行分析，為后期該區(qū)塊井筒治理、延長油井免修期提供理論依據(jù)。

XAB區(qū)塊；井筒治理；延長免修期

XAB區(qū)塊位于定邊縣黃灣-武峁子鄉(xiāng)，是XY作業(yè)區(qū)主力區(qū)塊，主要開發(fā)層位長72。目前開井油井數(shù)513口，單井日產(chǎn)油1.26 t，檢泵周期546 d。隨著開發(fā)時間的延長，井筒問題也日益增多。2016年XAB區(qū)塊井筒故障共檢泵588井次，具體上修原因如下。

造成管破以及桿斷頻次較高的原因以油管桿之間摩擦造成偏磨以及結(jié)蠟、結(jié)垢等井筒問題為主[1-3]，本文結(jié)合針對作業(yè)區(qū)XAB區(qū)油井結(jié)蠟、結(jié)垢、偏磨等主要矛盾的治理，對部分頻繁上修井配套新工藝技術(shù)，通過后期效果對比分析得出結(jié)論，對后期降低該區(qū)修井頻次提供理論依據(jù)。

1 結(jié)蠟井治理

1.1 XAB區(qū)結(jié)蠟現(xiàn)狀

XAB區(qū)塊結(jié)蠟井主要以水平井居多，開井數(shù)207口中結(jié)蠟嚴重井84口，占總井數(shù)的40.4%。

（1）管線內(nèi)結(jié)蠟受溫度影響顯著，冬季管道溫度較低，原油黏度增大，結(jié)蠟現(xiàn)象嚴重，造成蠟卡井次較夏季增加50%～60%。

（2）結(jié)蠟導(dǎo)致卡井發(fā)生較快，提前發(fā)現(xiàn)預(yù)防難度較大。通過日常數(shù)字化功圖觀察，平均1 h～2 h內(nèi)油井載荷迅速上升，發(fā)現(xiàn)時井內(nèi)油桿已被蠟卡死，抽油機活動無效。

（3）油井結(jié)蠟與產(chǎn)量成正相關(guān)，水平井液量較大，油管內(nèi)蠟析出量高，結(jié)蠟現(xiàn)象較周圍定向井嚴重。

1.2 結(jié)蠟機理與危害

由于原油中含有石蠟，在井筒內(nèi)流動時受剪切彌散作用會向管壁周圍沉積，原油在上升過程中隨著溫度的下降，蠟晶在油管表面析出并聚集。XAB區(qū)塊油井通常在井口下400 m左右以及地面井口至匯管處結(jié)蠟現(xiàn)象最為嚴重。

結(jié)蠟危害主要有以下幾方面：（1）減小管道流通面積，增加原油流動阻力 ，降低油井產(chǎn)量；（2）結(jié)蠟后蠟塊與油桿摩擦阻力增強，下行時結(jié)蠟處油桿易彎曲，從而發(fā)生偏磨，同時增加抽油桿卡死、脫扣發(fā)生的可能性；（3）冬季油井吐蠟至井口處蠟塊堵死，造成井口高回壓致使油管憋破以及抽油桿斷脫。

1.3 結(jié)蠟井治理措施

1.3.1 添加清蠟劑 目前作業(yè)區(qū)投加QL-30以及HQL-02兩種型號清蠟劑，投加清蠟劑濃度為130 mg/L～150 mg/L，加藥方式為套管口投加，后用水沖至井底。投加清蠟劑只能相對延長油井結(jié)蠟周期，對結(jié)蠟較為嚴重井清防蠟效果較差，主要原因有如下幾方面[4-10]：

（1）前期針對XAB區(qū)塊蠟樣溶解速率實驗中，兩種型號清蠟劑溶解速率低，溶解效果較差。

（2）XAB區(qū)塊氣油比大，且多數(shù)油井沉沒度低，導(dǎo)致清蠟劑無法有效地從油套環(huán)空投加至井底。

在化學(xué)清防蠟手段上后期應(yīng)結(jié)合其他新工藝措施以及實驗新型清防蠟劑使用效果，同時適當增大加藥濃度以及用水量保證加藥工作的有效性。

1.3.2 加強油井熱洗 目前XAB區(qū)塊熱洗以蒸汽熱洗、常規(guī)熱洗以及超導(dǎo)熱洗這三種方式為主，其中超導(dǎo)熱洗效果較好，蒸汽熱洗效果較差。

（1）蒸汽熱洗成本低，但熱洗時間較短，熱洗深度較淺，以XAB-44井為例，熱洗完成后起出油桿井口下1～16根油桿基本無結(jié)蠟，17～42根油桿不同程度結(jié)蠟，有效深度不足200 m，熱洗效果較差。目前針對結(jié)蠟嚴重井解卡采用修井車強抽+鍋爐車蒸汽加溫排蠟方式，排蠟較為徹底。

（2）針對XAB區(qū)結(jié)蠟井開展超導(dǎo)熱洗，熱洗成本較低，僅需派罐車排蠟，以鄰井產(chǎn)出液熱洗本井，熱洗時間長，加熱效果較好，有效深度較深。以XAB-110超導(dǎo)熱洗為例通過加熱鄰井XAB-115，產(chǎn)出液熱洗該井，熱洗后起出油桿1～70根基本無結(jié)蠟，熱洗效果較好。但超導(dǎo)熱洗存在部分局限性，首先用鄰井產(chǎn)液熱洗本井需同井場兩口井以上，且對鄰井產(chǎn)液量較高；其次若用本井液循環(huán)洗井又無法有效排蠟。

（3）加裝控熱洗短路裝置常規(guī)熱洗，針對水平井地層虧空，洗井吸水量大，常規(guī)熱洗無法建立洗井循環(huán)的情況，對XAB區(qū)47口水平井下入溫控熱洗短路裝置。其主要工作原理為熱洗時內(nèi)部熱敏原件膨脹擠壓膠筒使其膨脹，座封住油套環(huán)形空間，當套壓高于1 MPa時進液孔打開，連通油套環(huán)形空間，建立循環(huán)；熱洗完成后溫度下降膠筒自動收縮，進液孔關(guān)閉，完成熱洗。

目前存在的問題主要有兩方面，一是該裝置膠筒壽命較低，經(jīng)實驗其安全使用次數(shù)為8次，且套管內(nèi)壁若有贓物也會影響其座封效果；二是其管柱內(nèi)徑為62 mm，在XAB-14下入該裝置前，地面實驗原井油桿扶正器外徑較大導(dǎo)致油桿無法通過，因此在下入前應(yīng)對該裝置仔細檢查核實。

1.3.3 井口電磁防蠟器 目前針對XAB區(qū)塊結(jié)蠟嚴重高液量水平井已加裝2口井組式、5口單井式電磁防蠟裝置，其防蠟機理是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后轉(zhuǎn)化為電磁場，同時作用于井筒以及地面管線，在磁場作用下抑制了蠟晶的析出與在油管表面的聚集能力，同時降低原油黏度，增強其流動性。

通過對比7口井安裝前后掃線頻次可以看出XAB-35-34，XAB-33-32，XAB-32-29，3 口井效果較好，頻次下降。目前7口井平均結(jié)蠟周期由57 d上升到76 d，整體效果較好，但因各井實際情況不同，防蠟效果有差異性。

2 結(jié)垢井治理

隨著XAB區(qū)塊注水開發(fā)時間延長，以及各類油井措施的影響，導(dǎo)致該區(qū)塊油井結(jié)垢現(xiàn)象日益嚴重，2016年XAB區(qū)塊因各類原因檢泵，結(jié)垢嚴重井占186口，結(jié)垢嚴重井比例達到35%，平均油管內(nèi)壁結(jié)垢厚度為2 mm～4 mm。

2.1 結(jié)垢機理

注入水進入地層后，形成混合液中Ca2+、Mg2+、HCO3-易形成CaCO3和MgCO3等沉淀物，當原油采出水在高溫高壓地層中向井筒流動時，壓力下降，部分CO2溢出，水中HCO3-轉(zhuǎn)化為CO32-與Ca2+、Ba2+生成碳酸鹽沉積而造成油井結(jié)垢。

2.2 結(jié)垢危害

（1）由于眼管處通常外包銅制濾網(wǎng)，結(jié)垢嚴重會導(dǎo)致眼管被垢堵死從而導(dǎo)致油井高沉沒度但功圖嚴重供液不足等現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）固定凡爾球座處結(jié)垢影響球與球座之間密封性，導(dǎo)致固定凡爾失靈，造成油井漏失。

（3）結(jié)垢在泵筒內(nèi)沉積從而導(dǎo)致活塞卡死在泵筒內(nèi)，同時伴隨著泵筒、活塞被垢渣拉傷，卡泵至油桿斷脫等現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）油管內(nèi)結(jié)垢不僅減小了原油在管道內(nèi)流通面積，增加生產(chǎn)壓力，造成油井減產(chǎn)，同時會對油管桿產(chǎn)生腐蝕，加劇了桿斷，油管腐蝕穿孔等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 結(jié)垢井治理措施

針對XAB區(qū)塊井筒油管桿結(jié)垢嚴重的問題，若不能有效處理油管桿壁處所附著的垢片，不僅會加劇油管桿的腐蝕，同時完井時往往會造成垢片因下完井油桿時摩擦油管內(nèi)壁落入泵筒導(dǎo)致二次卡泵的發(fā)生。對此采取地面人工清垢以及井下化學(xué)藥劑防垢的兩種辦法。

2.3.1 地面清垢 目前地面清垢以鋼絲刷機械旋轉(zhuǎn)除垢為主，能有效去除管壁附著的垢片，但除垢后部分細小垢渣仍殘留在油管內(nèi)，清垢效果較差，完井時更易落入泵筒造成卡泵的發(fā)生，因此除垢后需鍋爐車配合刷洗油管內(nèi)壁，避免完井時卡泵。

2.3.2 添加阻垢劑 目前XAB區(qū)塊單井配加ZG-558型號阻垢劑，加藥濃度60 mg/L，其中多聚磷酸鹽能與水中的成垢離子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的產(chǎn)生，從而延緩油井的結(jié)垢速率。

針對XAB區(qū)塊2016年1～4月檢泵結(jié)垢嚴重56口油井，在地面機械除垢完井后，將加藥濃度適當升高，防垢效果有待進一步觀察。

2.3.3 加裝阻垢器 針對油套環(huán)空投加阻垢劑效率低的問題，在XAB區(qū)塊選擇X276-027、X228-39、XAB-31-29三口結(jié)垢嚴重井，下入北京恩曼的短節(jié)式井下防垢器，其防垢機理主要為內(nèi)部九種金屬組成的特殊合金材料，在接觸流體后使流體產(chǎn)生極化效應(yīng)，改變流體的物理性質(zhì)，減少蠟、垢以及腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

以X276-027井為例，該井于2015年12月22日檢泵下入該工具，2016年5月17日檢泵時起出核實泵上油管桿僅輕微結(jié)垢，其清防垢效果較好，剩余兩口井目前尚未檢泵，效果有待進一步觀察。

3 偏磨井治理

2016年XAB區(qū)塊油井因偏磨管破造成的檢泵已占總檢泵頻次的40%以上，統(tǒng)計起出原井油管桿偏磨情況，其中偏磨嚴重井已占總井數(shù)51%。因此為了降低修井頻次，延長該區(qū)塊油井免修期，針對XAB區(qū)塊油井防偏磨的治理尤為重要，目前主要有以下幾方面措施。

3.1 上提泵掛

由于XAB區(qū)塊定向井采油叢式井組開發(fā)，井眼軌跡較為復(fù)雜，針對部分由于井斜變化較大油井適當上提泵掛100 m～200 m，避開偏磨井段。以X231-44井為例，2016年1月1日檢泵起出原井管柱偏磨嚴重，泵掛為1 950 m；查閱該井井斜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該深度為降斜段，井斜變化較大，因此對該井上提泵掛至1 850 m避開偏磨段，2016年5月7日起出原井管柱核實基本無偏磨現(xiàn)象。

3.2 合理優(yōu)化參數(shù)

針對XAB區(qū)塊低產(chǎn)低效井，按照“長沖程，低沖次”的原則，合理下調(diào)抽油機沖次，不僅節(jié)約能耗，提高抽油泵效，同時減少了油管桿間的摩擦頻次，有效地減少了油管桿的偏磨程度。2016年共優(yōu)化XAB區(qū)塊油井地面參數(shù)84井次，平均沖次由4.4次/分鐘下降到2.9次/分鐘，平均泵效由28.3%上升到36.4%。

3.3 添加油桿扶正器

目前針對起出油桿節(jié)箍偏磨嚴重井段最有效措施是新增扶正器，目前作業(yè)區(qū)使用自旋式油桿扶正器。依據(jù)鉆采工程方案，每口井井口下25 m、45 m、65 m處以及拉桿上1～3根連續(xù)添加，同時依據(jù)本次起出油管桿偏磨情況，并查閱井斜數(shù)據(jù)表，在偏磨嚴重以及狗腿度大于2.5°的井段處連續(xù)添加扶正器，防偏磨效果較好。

3.4 優(yōu)化桿柱組合

由于抽油桿在下沖程中，受自身在液體中的重力以及油管內(nèi)結(jié)蠟、結(jié)垢等摩擦力的影響，兩個方向的力的平衡點為中和點，中和點下部油桿受力彎曲變形，因此在該處油管桿間偏磨現(xiàn)象較為嚴重。

針對XAB區(qū)塊部分井井眼軌跡正常且起出后核實扶正器添加到位但仍發(fā)生偏磨的油井，適當增加下步加重桿的比例由15%上升到20%，降低中和點下部油桿彎曲程度，減少偏磨的發(fā)生。目前已調(diào)整桿柱組合31井次，其效果有待進一步探究。

3.5 使用內(nèi)襯油管

隨著油田注水開發(fā)的深入，原油含水上升，導(dǎo)致井筒產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢的現(xiàn)象，使得管桿偏磨面變粗糙，增大管桿間的摩擦系數(shù)，從而加劇了油管桿的偏磨。

針對上述現(xiàn)象在油井偏磨嚴重段下入內(nèi)襯油管，由于其內(nèi)襯層為高分子聚合物，具有極高的耐磨性以及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能，同時表面光滑，大大減少了油管桿間的摩擦阻力，延長井下油管桿的使用壽命。

4 結(jié)論與認識

（1）針對XAB區(qū)塊油井結(jié)蠟的治理，使用溫控熱洗短路裝置的熱洗效果依次好于超導(dǎo)熱洗，常規(guī)熱洗，蒸汽熱洗；固體防蠟劑具有一定效果但有效期較短僅為6～7個月；井口電磁防蠟裝置針對部分井效果較好，后期應(yīng)針對其余井防蠟情況進行研究。

（2）地面?zhèn)鹘y(tǒng)物理清垢效果較差，對細小垢片無法有效去除；井下防垢器對油井結(jié)垢具有較好的防治效果，但使用成本較高；探索合理的阻垢劑類型以及加藥濃度對油井結(jié)垢速率的抑制仍是主要清防垢手段。

（3）油井防偏磨治理是一項長期持續(xù)性工作，需結(jié)合“一井一法一工藝”的思想與防偏磨新工藝手段對每口井制定符合該井實際情況的防偏磨措施，并針對治理效果進行相應(yīng)的分析，為后期各類偏磨井的治理提供依據(jù)。

（4）現(xiàn)場實際能否嚴格按照優(yōu)化方案實施是井筒治理的基礎(chǔ)，因此必須加強對修井現(xiàn)場的管理，嚴格把關(guān)開工驗收、井筒狀況核實以及下泵方案的執(zhí)行情況，加大對現(xiàn)場方案執(zhí)行不到位的處罰力度，才能保證井筒治理有效性，延長油井免修期。

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我國啟動建設(shè)綜合極端條件實驗裝置

由中國科學(xué)院物理研究所等建設(shè)的綜合極端條件實驗裝置日前在京正式開工。該工程擬用5年左右時間，建成國際上首個集極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件為一體的用戶裝置，極大提升我國在物質(zhì)科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究綜合實力。

中科院物理所所長方忠介紹，利用綜合極端條件實驗裝置，可在物理、材料、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域開展超快科學(xué)研究，探索極端時空尺度上的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息和動力學(xué)信息。此外，裝置還能夠促進凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)、能源科學(xué)及信息科學(xué)等不同學(xué)科之間的交叉融合。

“極端條件實驗手段的整體水平直接影響著我國在相關(guān)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域及經(jīng)濟、國防等核心領(lǐng)域的競爭力?！狈街艺f，項目建設(shè)將大幅提升我國綜合極端條件科學(xué)與技術(shù)研究及尖端實驗設(shè)備的研制、運行能力，使我國在該領(lǐng)域的綜合實力步入世界一流水平。

（摘自中國化工信息2017年第20期）

Technical discussion of extended pump detection period in XAB blocks

YANG Kailan，ZHANG Yang，LI Longlong，CAO Chunjie，HU Wenchao，JIA Baoquan，HE Meipeng，LIU Zhe，YANG Xinghai，LI Ping，LU Meijuan
（Oil Production Plant 6 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Dingbian Shanxi 718606，China）

The problems of eccentric wear in oil well,wax deposition in horizontal well and scaling in directional well are serious in XAB block,which makes the pump detection period shorter and the maintenance operation frequency higher.This article mainly from the wellbore main contradiction problems,based on the new technique of supporting the use of efficiency analysis,provide a theoretical basis for governance,the latter part of the block shaft extending the workover-free period of oil well.

XAB blocks；treatment of shaft；extending the workover-free period

TE964

A

1673-5285（2017）11-0074-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.018

2017-10-06

楊凱瀾，男（1993-），采油助理工程師，2015年畢業(yè)于西北大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)在中國石油長慶油田分公司第六采油廠學(xué)莊采油作業(yè)區(qū)工作，郵箱：ykl2015_cq@petrochina.com.cn。