空心杆热洗工艺研究及应用

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1、空心杆热洗工艺技术应用摘要：针对一厂采用封上采下工艺油井无法进行热洗、加药等日常生产管理的问题，开发应用了空心杆热洗工艺，对于这类油井的清蜡提供了一种有效的技术手段。该工艺通过开发研究井下热洗阀组和地面热洗装置及配套工具，热洗时通过建立空心杆和油管的循环通道，避免了热洗介质污染油层现象的发生，同时解决了油套不通油井日常生产时的清蜡等问题，克服了传统油套反循环热洗清蜡工艺的弊端，提高了热洗效率，提高机械采油井的生产时率，清蜡彻底，并且节约大量热洗介质。目前在一厂成功实施了10井次的热洗工作，取得了一定的效果。关键词：空心杆、采油工艺、清蜡、无污染洗井1、前言热洗清

2、蜡是油井日常维护管理的主要手段之一，对于保障油井的正常生产起到了良好的作用,针对采取封上采下卡堵水的井数不断增加，此类油井由于油套不通，无法进行正常的热洗和加药维护，油井存在蜡卡的隐患。出现问题只能通过检泵解决，这样不仅影响了油井的产量，而且加大了作业成本的投入。为了解决油套不通井清防蜡的问题，在空心杆电加热采油技术在我厂比较成熟应用基础上，通过引进应用空心杆热洗工艺技术，定期热洗维护，对于防止油井蜡卡，保证了油井开井时率，起到了一定的作用。2、主要工艺2.1工艺原理、流程及配套工具2.1.1工艺原理空心杆热洗工艺采取利用一定长度的空心杆（底带洗井阀），和实心抽

3、油杆相连，一起下入井下，在进行热洗时，通过井口洗井接头与地面洗井管线的连接，热洗介质在一定的压力下经空心杆底部洗井12单流阀进入油管内，地层产出液与热洗介质在油管内混合，从油管内排出到地面集油管线进入计量站或油罐。热洗示意图空心杆喇叭口活塞单流阀实心杆油层人工井底图2-1空心杆热洗工艺原理示意图2.1.2工艺流程空心抽油杆热洗清蜡采用正循环结构，利用空心抽油杆、井下单流阀在井中与油管形成的循环通道，对井筒结蜡段进行有效的热洗清蜡，其循环流程如下：热油车泵组——高压管汇——井口特制三通——空心抽油杆——井下单流阀——井口集油管线——计量间（油罐）12图2-2空心杆

4、热洗工艺流程示意2.1.3工艺配套工具空心抽油杆热洗清蜡工艺配套工具主要包括组井口接头（特制三通）、井下洗井阀、高压软管等组成。（1）井口接头（特制三通）图2-3井口接头该工具技术关键是承载和旋转密封：承受井下抽油杆重量，抗拉强度σb：793-965MPa；能在井口360度旋转，方便现场操作。同时保证密封性良好，井口承压25MPa。主要作用是连接井下空心杆和地面热洗管线，具有连通、密封等性质，保证热洗介质顺利进入空心杆。12（2）井下洗井阀图2-4洗井阀洗井阀安装在空心杆和实心抽油杆之间，作用是建立空心杆和油管之间的循环通道，该工具主要有两个特点：①单流功能：井

5、下阀座采用重力单向阀，在井下受井口回压的作用，重力加压力密封，密封性能好。②开启压力确定：启动时泵车循环压力较高，与原油物性及下入深度有关，一般在3-16MPa之间。（3）高压软管图2-5高压软管12主要用于井口三通和地面热洗泵车的连接，具有密封、耐高温等性质，承压25-30MPa，能在油井不停抽的情况下进行油井的热洗加药2.2空心杆热洗清蜡井筒温度场的计算从空心杆打入井下单流阀上返井筒至井口的热流体，在井筒内部形成一个正循环，可以假设循环介质无相变的情况下，根据井筒的能量平衡方程可以得出井筒温度场的计算模型：能量平衡方程为：-=(-)（3-1）-=(-)+[-

6、(+)]边界条件为：=0时=；=时=+=+=方程的解为：（3-2）（3-3）式中与的值分别为：12.式中，为地面产出混合液体的水当量，；为油层产出液体水当量，；为井筒注入液体水当量，；为沿井深任一点处注入液体的温度，；为沿井深任一点处混合液体的温度，；为由井口算起沿井筒的深度，；为注入液体在井筒中掺入点深度，；为油管内流体与环空中流体之间的传热系数，；为环空内流体与地层之间的传热系数，；为地表年平均温度(即恒温层温度)，；为注入液在地面时的温度，；为掺入深度处注入流体的温度，；为在掺入深度处油层产出流体的温度，；为在掺入深度处混合流体的温度，；为地温梯度，/。根

7、据井筒温度场计算模型，就可以得出井筒的温度分布（任一点井筒混合液的温度2.3空心杆热洗工艺参数的确定2.3.1空心杆下入深度的确定空心杆的下入深度也就是清蜡深度，设计原则应是超过凝固点和析蜡点深度。可以通过现场测得的结蜡点所在位置得出，也可以通过地层物性参数推算得出下入深度。以我厂堡1块为例，推算空心杆的下入深度。堡1断块地层温度为100oC，平均地温梯度为3.33oC/100m，由于堡1断块原油中蜡的初始结晶温度为59-60oC左右，凝固点为42-43oC，根据公式计算所需下入深度：L=（T-a）×100/d（3-4）12式中：L—所需加热深度(m)；a—地面

8、常温；d—该油区的地温梯