W断块油井热洗工艺参数研究

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1、W断块油井热洗工艺参数研究彭太祥'，林刚2屮国石化江苏汕田分公司工程技术研究院摘要：w断块因热洗清蜡导致油井产量出现较大波动，严重影响正常生产。因此，通过建立油井生产时井筒温度分布模型和热洗时井筒温度分布模型，预测了W断块油井在不同洗井液温度、排量、类型下热洗时井筒的温度分布规律，提出了在保证热洗效果的前提下W断块的热洗工艺参数，实现洗井伤害最低化、效率最高化。关键词：热洗工艺、清蜡、井筒温度—、概况W断块原油含蜡量和胶质较高，分别为17.12%和13.02%,生产中油井极易结蜡，90%需要定期热洗清蜡。对洗井效果分析发现，因洗井造成产量降低的现象比较明显，据半年

2、的数据统计，区块42井次洗井屮，有25井次洗井对产量有一定影响，占总井次的60%,累计影响产量约427t,其中产量恢复时间超过7天的有11口井，洗井后产量波动幅度（损失）大于20%的有15口，占统计井次的35.7%,对其分析，发现区块地层压力系数低和储层强水敏是内因，而洗井是外因。热洗要达到清蜡的目的，温度和流速是关键因素。但是要使井筒达到一定温度，需要一定的热洗时间，而地层压力系数较低、储层强水敏等特征不允许洗井时间和流速过快，因此必须研究热洗井筒温度分布规律，平衡洗井参数与地层伤害，实现最小伤害下的最优洗井效果。二、井筒温度分布规律1•油井生产时井筒温度分布对

3、丁正常稳定生产的油井，从井底到井口温度由高到低按一定的规律分布。取微小井段Ah,在单位时间内散热量为Aq,由传热学可知Aq二K（f；同时，流过△h井段的产出液温降低损失热量为Aq=-GCt,其中GC=G^C汕+G水C水。根据热量守恒可以得出k{t-t^Dh=-GCto再根据地质学上地层温度与深度的线性关系，得岀井筒内任意点温度的计算公式为：t=(r15-ah)+aGCK/rDKnDh2-1利用上述公式，结合原汕析蜡温度，可以计算岀汕井结蜡的大致范围。式中：K■总传热系数；t-dh井段内液体温度；tS・dh井段外地层温度；D■套管外径;G■液体质量流量；C■液

4、体比热；C水=4.2KJ/kg・°C,C油=2.1KJ/kg・°C。2.热洗时井筒温度分布热洗清蜡的实质是一个能量转移的过程，在热洗井过程屮，热流体由地面到套管环空经抽油泵返冋地面的循环过程中不断发生热交换。洗井液在井筒中的循环过程可分为3个阶段：由井口进入油套环空向下流动的过程；洗井液在下泵处由环空进入泵筒的过程；由泵筒经油管向上流动到井口的过程。过程一屮，洗井液沿流动方向将热量传递给套管内壁，再从套管内壁传递给套管外壁、水泥环及地层；过程二中，忽略能量损耗，假设套管屮注入的水到达泵时与泵筒抽出的水温度相同；过程三屮，其温度主要由环空与油管之间的热交换率和循环时

5、间决定（假设洗井时地层不产液不吸液）。QinnQouti图2・1热洗井筒微元体模型基于能量守恒原理，建立热洗井筒微元体模型［J〕，如图2・1所示，模型长度为dz。以油套环空内洗井液为研究对象，按照能量守恒原理建立方程（忽略套管与地层之间水泥环对热传递的影响）：Qi“—QzQoul2+Qou/3(1)或tk(z)-(z+dz)]=Qout2+Qout3⑵代表环空流体与外界环境的热交换，可由下式得到:out3(3)]1]+-g一加g'a，+%一加s心加°2Artgjn23rtg_out(4)同理环空流体与环空内部环境的热交换可由下式得到:Qou.2=（4-丄z（5）

6、Ut}=rrryg_(皿+yg_°Msyg_m+__Arygjn°2(6)由此根据等式（2）得出：C6k（zK+dz）］=¥（/-〈加+号（4-r“）rfz（7）整体得dh伴=U+罟（3〃）⑻azB以油管内微元体为研究对象，根据能量守恒原理得出：Qhack}-Qhack2=-Qollt2^即Cft[tn(z+dz)-tn(z)]=C/7"dz‘整理得:dzB将（9）代入（8）整理得出方程:ABW_（S）"0（10）为简化计算，假设地层温度函数满足f（z）=tff+&。泵底处环空流体温度与泵筒内底部温度相等，不发生热交换。根据这些假设条件，方程（10）是一个二阶线

7、性微分方程,可以进行求解。三、W断块热洗效果影响因素分析W断块平均井深1530m,平均下泵深度在1300米，口前热洗主要介质是清水或污水，排量一般控制在5-8m3/ho根据油井生产温度分布模型和洗井温度分布模型，预测不同洗井参数下油井温度变化。1•不同洗井温度下油井温度分布固定洗井液排量为6m3/h,当洗井液的注入温度分别为60°C、80°C和95°C时，计算出3小时后油井井口温度分別为54.5°C、74.5°C和89.5°C。如图3・1所示，可以看出：增大洗井液注入温度可以快速有效的提高井筒温度，提高的幅度与井口注入温度增加幅度呈线性关系。在实际洗井屮，可以通过

8、提高洗井液