【油井变频电磁防蜡技术在海南3断块的实验应用】油井除蜡设备

  【摘要】海南3断块主要含油层系为东营组三段Ⅲ油层组,原始地层压力22.76MPa,目前地层压力13.5MPa。油品性质具有低密度、低黏度、高凝固点、高含蜡、高胶质沥青质的特点。该块自1998年大规模投入开发以来,由于井斜大,结蜡严重,给油井生产管理带来诸多不便。目前海南3断块清防蜡采用化学清防蜡与油井热洗相结合的方式,存在清蜡作业频繁、费用昂贵、污染底层等问题,大大的增加了开采成本,影响油气产量,因此,寻找新的清防蜡技术显得尤为重要。
  【关键词】清防蜡;变频防蜡降粘;磁场
  【中图分类号】TE3 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0197-01
  1、前言
  海南3断块地理上位于辽东湾中北部,辽宁省大洼县西南21公里处,由陆滩和海滩组成。构造上位于辽河盆地中央低凸起南端,海南一月东披覆构造带海南构造的北部,由海南构造中台阶的海南1块与上台阶的海南3块组成。该块油品性质具有低密度、低粘度、高凝固点、高含蜡、高胶质+沥青质的特点(原油凝固点19-26℃,含蜡5.69-7.65%,含胶质+沥青质12.12—14.95%,油井极易结蜡),随着多年的开发,油井地层压力不断下降,且由于井斜大、结蜡严重,给油井生产管理带来诸多不便。
  2、技术应用背景
  在原油举升过程中,由于温度压力的降低以及轻烃溢出,溶解在原油中的蜡会以晶体形式析出并吸附在油管臂、套管臂、抽油泵以及其他采油设备上,甚至在油层部位都会形成蜡的沉积。油井结蜡一方面减小了流体举升的过流面积,导致抽油泵泵效下降,油井产液量降低;另一方面增加了流动阻力,使抽油机负荷加大,耗电量会随结蜡量有所增加,增加了无功耗电。结蜡严重时,甚至会出现抽油杆断脱、蜡卡等现象,使油井被迫停产,既影响了产量又会增加作业成本投入。目前海南3断块采用的清防蜡方法有机械清蜡、热洗清蜡、化学清防蜡技术,这些方法均存在清蜡作业频繁、费用昂贵、污染底层等问题,大大地增加了开采成本,严重影响油气产量。
  3、工作机理
  TPLG油井变频电磁防蜡降粘装置是依据国际上最新的“变频电磁共振”理论,采用独创的“拓普变频电磁防蜡降粘技术”研制而成,具有“防蜡效果显著、运行参数自动调整、全自动控制、无需专人管理、运行费用低、使用安全可靠”等特点,可广泛以用于油田采油井的井下防蜡防垢治理,是取代化学药剂、延长洗井周期、减少底层破坏、提升产量、减少成本、节能环保的清防蜡装置。
  变频电磁防蜡技术是近年来发展起来的一种原油防蜡降粘新技术。其主要工作原理就是利用安装在井口出油管线上的高性能电磁转换装置,产生强大的磁场力,其强大的电磁能量可极化前后碳钢管线,并借助油管、光杆以及管内介质的倒磁性质,沿油管两级方向,在油管内部形成一个可以覆盖任何流体成分的强磁场,从而使上游油管和下游油管线中的含油介质均受到磁场的作用。
  防蜡降粘装置的激励波发生器利用先进的变频电子技术,控制磁场的频率、脉宽和强度按某一规律进行周期性变化。其变化的频率可以覆盖介质中所有蜡质、垢质及其他成分的自然频率,最终达到井下油套管柱防蜡、防垢和井口集输管线的降粘、防腐的目的。
  (1)当原油在磁场中流动时,可是为感应导体在强磁场中运动,产生涡流电场,克服和削弱了使分子相互聚集的凝聚力、结晶时的分子间力和表面张力。故抑制了蜡晶、垢类分子的聚结,粘度下降,流动性增大。
  (2)在磁场的电场的作用下,分子的活跃性增加,大的分子团被击碎分散成多个小分子团或单个分子状态,并呈链状有序排列,悬浮在油流中,从而减少蜡、垢类分子在管壁上结晶的机会。
  (3)在磁场状态下,水中的带电粒子由于受到洛仑磁力的作用,促使铁和铁的氧化物转化成Fe3O4,并紧密地覆盖在铁的表面,形成阻隔层,起到防止腐蚀的作用。负电性的管道形成阴极性保护,有效地防止管道腐蚀。
  4、实验效果分析
  海南27-7井于2008年8月投产,采油井段3770.5-3835.7m,27.2m/7层,该井结蜡严重,应用该技术前检泵周期为160天,检泵原因为蜡卡,热洗周期为60天,日产液3.9吨,日产油3.8吨,日产气4500方,含水2%。
  海南27-7井于2011年6月安装TPLG油井变频电磁防蜡降粘装置后,该井检泵周期由160天延长至358天,热洗周期由60天延长至358天,日产油量由3.8吨上升至6.1吨,该井截止目前共累计增油823吨,取得了较好的效果。
  5、结论
  (1)TPLG油井变频电磁防蜡装置在海南3断块实验效果明显,延长海南27-7井洗井周期五倍以上,有效的提高了采油时率和产量。
  (2)该技术耗电低,节能,适应野外工作,使用寿命长,且对油层、地面环境无污染,建议在海南3断块推广应用。
  参考文献
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