空心杆热洗清蜡技术
浅析一体式空心抽油杆热洗清蜡工艺在安塞油田的拟用
参考文献 [ 1] 董翔龙 高硫原油加工 工艺 设备及 安全 北京 中国石 化出版社 200 1. [ 2] 任有才等 炼油装置主要设备及管 道定点测厚研究 及数据处理 石油化工腐 蚀与防护, 2000. [ 3] 宁朝辉等 炼油厂设备腐蚀与防护管理的规范化 单 机版数据库软件的开 发. 石油化工腐蚀 与防护 2000.
均换 成热 洗介质 的排量 及热 物理性 质
和提高 经济效 益 仅从 提高热 洗入口 温度入 手还不 行 应 从排量 热洗时间 热洗入口温度和地面设备 承受能力综合 考虑
3. 2. 4 井口返出液温度的高低不能直接反映热洗清蜡效 果的好坏 这是因为循环液入口时的部分热 量直接与返出液 传递而造成井口温度很 高而井筒深处仍然很低
1. 安塞油田一体式空心抽油杆热洗清蜡工艺的拟用组件 安塞油田一体式空心抽油杆热洗清蜡采用一体式空心抽 油杆开式正循 环结构 利用一体式空心光 杆 一体式空心抽 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 热油车泵组 高压管汇 上单流阀 体式空心光杆 体 式空心抽 油杆 井下单流阀 井口集油管线计 量间
度微 元段 内能 量平 衡着 手 在井筒上取 长 dl 的微元段有 如下能量方 程式
式 其中 式的通解为
式
式中
W 产出水 当量
t 产液 在 1 处温度
k1 产液 与地层间的传热系数
l
井深
m 地温梯 度
边界条件为 1=0 井口产液温度已 知 t t 0 根据以上条
件可得出油井产液 随井筒的温度变化曲线 根据这一温度分
FRI END OF CHEMICAL I NDUSTRY
19
工艺与设备 化工之友 2006. NO. 08
空心杆洗井清蜡工艺实施研究
井含蜡 量 高 ，结蜡 严 重 ，油 井热 洗 清蜡 工 作 量 大 ， 日前采 水 力泵车 从套 管 泵入 热 水 反循 环洗 井 、 存在 的主 要 问题 ： （１ ） 夫３ ７ 块 属于 深井 、多薄 层 、低 渗透 区块 洗 井压 力控制 不 好极 易造 成 油
将 此工 艺进 行 改进 ，运 用到 高含 蜡 低能 量 油 井 的清蜡 工 作 上 ，探 索 出适 用 于 普通 油 井 的空 心杆 热 洗清 蜡 工艺 （ ２ ）空 心杆 洗 井工 艺 摸 索 和 探 讨 、 我 矿技 术 人 员通过 科 技 公关 ，克服 重重
污 染 ；二 是 由 于 减 少 热 水 介 质 的 循 环 容
显
难 ，最终将空心杆参水技术成功改造成空
二 、 井简原 油 成蜡 简 介
心 杆洗 井技 术 ；空心 杆 洗井 技术 的 成功 应 用 极 大地 改善 了 我矿 热 洗清 蜡 的现状 ，清 蜡 工 作取 得 了很 大进 展 。
和 单流 阀孔 径 』 Ｊ ｕ 大 ，巧 妙 地解 决 了杂 质 沉 淀 堵塞 空 心杆 和单 流 阀导 致卒 心 杆柱 失 效
本 文针 对潜 山油 藏 、低 渗 透 油 田部 分 油 井 地 层 漏 失 ， 油 井 清 蜡 效 果 不 佳 的 现
筛 管－ ｆ Ｌ ｔ ￣…８ ｍ ｍ］ Ｊ ｌ Ｊ 大到 Ｉ ２ ｍ ｍ．改 进 ｒ 单流 连 接短 接 ，减 小 了阻 力，避 免 ｒ 堵 塞 ，提 高 了热 洗效 果 。
状 ，通 过 研 究 改进 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 ， 开发 应 用 了空心 杆 热 洗工 艺 。该 工 艺避 免 了热 流 介质 污染 油
热力清蜡工艺技术对比研究与应用
空心抽油杆及配套的热洗单流阀下入 油井结蜡深度 以下位
置 ，下 接 实 心 抽 油 杆 ， 由 热 洗 锅 炉 车 加 热 热 洗 介 质 （ 清
水 ），热洗介质经高压耐温软管 泵入空心光杆 ，向下经空
心杆 流至 单 流 阀 ，在 此 过 程 中 ，空 心杆 被 加 热 ，杆 外 壁 的
后 ，蜡逐渐融化并随同热洗介质返至地面 。抽油井采用反
结蜡被溶解 ；热水经单流阀流入管杆 环空 内后 ，沿油管 向
（ 个别油井 热洗后甚 至长 时间含水 １ ０ ０ ％），影响单井 产 能 ；同时对于卡封井无法建立油套循环进行热洗。
２ ． ２蒸 汽 热 洗 工 艺 技 术
机 的负荷 ，因而容易造成抽 油机耗 电量的增大 ，当结蜡 严
重时 ，甚 至可 能造 成 蜡卡 、断 杆 、管 漏等 工况 问题“ 。
宁东油 田原油含蜡 量高 ，油井结蜡严重 。因此 ，日常
管理 工 作 中的 一 个 重要 方 面就 是 做 好 油 井 的 清 防蜡 工作 。 热 水洗 井 清蜡 的方 式 是 目前 国 内 非稠 油油 田普 遍 应 用 的 方 法 ，该 方 法 现 场 施 工 简 便 、成 本 低 、清 蜡 效 果 好 。但
洗 井 方式 ，热 洗 介 质 从 油 套 环形 空 间进 入 ，经 抽 油 泵 的 入 口 进 入 泵筒 内 ，洗 井 介 质 随 同 油 流被 抽 油 泵 抽 到 地 面 ，边 抽边 洗 ，从而 将 油井 中的蜡 清除 。 常 规 热 洗 清 蜡 的 优 点在 于 ：热 洗 排 量 较 大 、加 热 温 度
蒸汽热洗的原理是 利用地面高温蒸汽车将清水加热成 高温 水蒸汽 ，然后小排量不断地 从井 口注入油套管环形空 间 ，自上往下 ，水蒸汽的高温逐 渐传递给油管 、油杆及抽
空心杆不压产热洗清蜡技术
空心杆不压产热洗清蜡技术李海涛;李金永;李高峰;王一婷;苗彦平;张桂迎【摘要】Aiming at the high permeability or low pressure oil layers in Huabei oilifeld, conventional well washing will cause more eflfu-ent invading stratum, and it will take a long time for water content rate back to normal value. In view of the above problems, hot wax cleaning technology of the hollow rod without cutting production was applied. After the improving of well washing check valve, selecting the matching washing equipment, optimizing hot washing parameters, the hollow sucker rod and matched well washing check valve were put down into the parafifn section below. The heat well washing water through the rod surface to heat and melt rod pipe junction wax. The wax is transported to the measuring station with the output liquid, and then wax cleaning is ifnished to maintain the oil wells. This technology of short time, less water consumption, no water recovery period and no pollution formation, is a new process of high efifciency and energy saving.%针对部分高渗、低压油层，常规洗井后侵入地层污水量较多，含水恢复期较长的问题，应用空心杆不压产热洗清蜡技术，通过完善洗井单流阀，优选配套洗井设备，优化热洗参数，将空心抽油杆及配套洗井单流阀下入结蜡井段以下，洗井时热水通过杆管表面上的热传导，加热融化杆管上结的蜡并被产出液带出井筒进站，完成油井的清蜡维护。
空心杆井筒电加热技术
空心杆井筒电加热技术联合石油技术（辽宁）有限公司是美国联合石油公司在亚太区成立的独资石油技术服务公司。
总公司位于美国德州休斯敦石油城，是专门从事石油行业以及与石油行业相关技术的高科技跨国公司，经营范围涉及石油开发、钻采、集输、石油设备以及相关技术的开发研究和现场服务。
一、概述空心杆井筒电热工艺技术是我联合石油技术（辽宁）有限公司的重点产品。
是拌热采油技术的一种，适用于稠油井、高凝油井和含蜡井的原油在井筒内举升过程中的加温降粘和清蜡工作。
该技术采用内集肤效应原理，是通过地面的电流整合，使空心杆壁产生热能，通过热传导对油井进行加热。
通过多年的现场实践与技术研发改进。
该技术趋于成熟，目前已经广泛运用于1000多口油井，并为多个油田开采作出了贡献。
二、工作原理空心杆电加热系统是在空心抽油杆内孔中穿入电缆并与空心杆体形成回路，通以不同频率的交流电，利用内集肤效应在空心杆壁上产生热能，通过热传导，对油管内原油进行全程加热，以提高油管内原油温度，降低原油粘度，改善其流动性，从而有效地开采高粘度、高凝固点、高含蜡原油。
集肤效应加热法（Skin Electrical Current Thermo SyS简e称 SECT 法，它是由日本氮气工程公司经理安藤政夫创造的，后来推广到美国、加拿大、意大利、印度尼西亚和韩国等国家，上个世纪九十年代初传入我国，广泛应用于稠油的开采。
本系统所用电缆是铜制的，是线性电阻，而空心杆是属于铁磁质材料，产生的交流阻抗是非线性的，交流阻抗比直流电阻要大的多，电流沿着空心杆内壁流过，这是因为导线的电流与空心杆的电流方向相反，使两个相邻的导体中产生“接近效应”，使得电流驱向两导体之间。
因为电流是受磁作用的，在铁磁质的空心杆中这种作用要比在铜制导线中强的多（铁磁质材料的磁导率是铜的1000倍），所以电流明显驱向空心杆的内壁流过，实际上“接近效应”和“集肤效应”本质是一样的，所以可以说“集肤效应” 体现在空心杆的内表面。
空心抽油杆热洗清蜡技术研究
井简液流通道变细直 至蜡堵 … 。空心杆热洗清 蜡技术研究 是针对井筒 中原油 已经析蜡 、积聚 后 ，采用实用 、经济 、简捷 的科学方法 ，对积 蜡 清 除 、对 井 筒 和 流 程 系 统 升 温 清 洗 ，保 持 油 井 正 常 生产 的热 力 清 蜡 技 术 研 究 。 ２空 心 抽 油 杆 热 洗 清 蜡 工 艺 技 术 原 理 该 工 艺是把 热 力载体 （ 油 、热 洗水 ） 热 通过 空 心 杆 泵 入 油 管 ，加 热 原 油 清 蜡 后 从 油 管 返回到地面流程 ，避免了热洗载体进 入油层 ， 具有清蜡效果好 、不伤害地层 、不伤套管 、工 艺流程合理 、经济适用等技术优点。 油 管 内循 环 清 蜡 工 艺杆 柱 组 合 为 ：光 杆 由空实两种性质的光杆组成 ，实心光 杆短 节与 空光杆 间采用专用洗井三通相连 ，空光杆 下连 空 心 抽 油 杆 ，由 井 下 洗 井 开 关 与 实 心 杆 连 接 ， 空心 杆 下 入 位 置 为 油 管结 蜡 点 以下 ３ ～ ０米 ， Ｏ５ 当通 过 产 量 分 析 ，制 定 热洗 周 期 ，需 要 进 行 热 洗 清 蜡 时 ，则 使 用 快 速 接 头将 专用 软 管 与 热 洗 清蜡车及井 口洗井三通连接 ，热洗清蜡车将热 流体 以一定的排量及 压力泵人 空心杆 ，打开井 下专用洗井阀 ，热流体由管杆环空上升至井 口 并进入单井生产管线 ，从 而达 到油管 内循环热 洗 清 蜡 的 目的 。 ３ 关键 技 术研 究
科 技 ｌ 论 坛
科 黑江 技信患 — 龙一 —
空 心抽 油杆 热洗 清蜡 技术研 究
梁 斌
（ 中国石 化 胜 利 油 田新 疆 勘探 开 发 中心 ， 东 东营 ２ ７ ０ ） 山 ５ ００
摘 要 ： 空心抽油杆热洗清蜡技 术研 究是针 对井筒中原 油析蜡 、 积聚后 ， 对井筒和流程 系统升温清洗， 保持 油井正 常生产的热力清蜡技 术研 究 本技 术与 目前现有的清蜡工艺相比 ， 其工艺技 术性 能先进 ， 杆柱结构 简单 ， 施工操作方便 ， 具有清蜡 效果好 、 不伤害地层 、 不停 井施工 、 经济适 用等ｊ 术优 点 ， 有 良好 的 经 济 效 益 和 广 阔 的 应 用前 景 具 关键 词 ： 心抽 油 杆 ； 井 ； 空 洗 结蜡 ； 洗 清蜡 热
油田空心抽油杆热洗工艺应用及效果评价
三 、 现 场 应 用 ２ ０ １ ２年在 长庆 五里 湾 油 田柳 ８ ５ — ４ ６井进 行空 心 抽油杆 热洗 试 验 。
该 井含 水 Ｏ ． ８ ％，在 采取 空心 抽 油杆 采油 工艺 以前 ，主要 以井 口加 药 、 热 洗 清蜡 为主 ，作 为延 长油 井 的检泵 周期 主 要途 径 。 ２ ０ １ ２年 ７ 月ｌ ４ 日，采 用 空 心 杆 采 油 工 艺 ，下 入 ￣ ３ ８ ｍｍ 深 井 泵 生 产 ，杆 柱 自下 而 上 ： ０１ ９ ｍ ｍ ×４ ０ ８ ｍ＋０２ ２ ｍ ｍ ×３ ５ ２ ｍ＋０ ３ ６ ａ ｒ ｍ Ｘ ７ ９ ２ ｍ，抽 汲参 数 为 ：泵 深 １ ５ ８ ９ ｍ＊ ０ ３ ８ ｍｍ＊ 冲程 ３ ｍ＊ 冲次 ６次。 ２ ０ １ ２年 １ ｏ月 ７日对 该井进 行热洗 ，监测数 据如 下 加 热 加热时间 井 口出油 抽油机监测电流 （ Ａ） 启动 循环压力 日 期 （ 小时 ） 温度 （ ℃） 压力 Ｎ ａ 熟洗前 热洗后 №
＋
空 心 抽油 杆热 洗 ，就是 从 空心 抽油 杆 内注入 热 油 ，从 抽 油杆 与 油
一屈服 极限 ，７ ５ ０ ＭＰ ａ 。
管环 形空 间返 回 井 口 ，从 而提 高 油管 内液体 温 度 ，达到 熔蜡 降粘 的 目 的 ，延长 油井 的热 洗 、检 泵周 期 。与其 它井 筒热 洗 清蜡 工艺 相 比 ，该 工艺 具有投 资少 、热效 率高 、对地层 无污染 等特 点 。
（ ＋ ） ＿ ． ｔ ｒ ， ＋ Ｅ ｋ ： ｐ （ 、 ｌ ＋ ￣ … １ ， ］ Ｚ － ４ Ｅ ｋ ２ ｐ ｔ ｒ ， １ 公 式ｃ ｓ
拓展空心杆洗井用途,有效解决油井结蜡难题
拓展空心杆洗井用途，有效解决油井结蜡难题作者：武梅英来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要] 纯梁厂原油物性中一个显著的特点便是原油含蜡高，全厂有35%的油井含蜡在10%以上，平均清蜡周期30天。
清蜡成为油井日常维护管理的主要手段之一，对保障油井的正常生产起到了至关重要的作用。
目前在油井清蜡上主要采用的化学加药与常规热水洗井等工艺，它们虽然对稳定油井产量、防止蜡卡、延长油井检泵周期起到了一定作用，但是有着清蜡不彻底、成本高、地层污染大等弊端，个别油井产量甚至出现了减产现象。
经过探索研究，空心杆清蜡有效解决了常规洗井遇到的问题，以其独特的优势在纯梁厂得到拓展应用。
[关键词]含蜡；常规热水；地层污染；空心杆中图分类号：TU995.1 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）330393-011、纯梁厂热载体清蜡工艺及效果评价1.1 纯梁厂热载体清蜡工艺纯梁厂在针对不同油藏、不同区块的特点，主要应用了热水、热油、蒸汽、空心杆、药剂等五种油井清蜡方式，涉及总井数857口，其中常规热水洗井475口，熔蜡车热水洗井155口，热油洗井46口，蒸汽洗井34口，利用空心杆洗井60口，加药洗井87口，加药、热水交替洗井61口1.2 热洗效果评价根据井筒能量平衡方程，注入油套环空的总热能：H（总）=C×M×△T（热水、热油）H（总）=M×Q（液化）+C×M×△T（蒸汽）式中：M——热载体质量，kg；Q（液化）——2259.6 kJ/kg；C——热载体的比热（水为4.2 kJ/kg.℃；原油取2.093 kJ/kg.℃）。
一般情况热水洗井、热水热油熔蜡一个小时泵入流体量为15-30m3，而蒸汽熔蜡一般一个小时0.5-1m3，为了更好评价其效果假设：各种熔蜡方式时间为1小时；在同一口井清蜡，热量损耗一定。
由下表可知：单从加温效果上讲，热水熔蜡效果最好，热水洗井方式清蜡效果次之，其次是热油熔蜡，最差为蒸汽熔蜡（如表1）。
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空心杆热洗清蜡技术
摘要：针对封上采下堵水井油套不通无法热洗清蜡问题，配套了井下热洗单向
阀组和地面热洗装置及配套工具，建立了空心杆和空心杆、油管环空循环通道，
解决了热洗清蜡问题，避免了蜡卡维护作业。
关键词：热洗清蜡；油套不通；空心杆；蜡卡
引言
封上采下卡堵水的油井，由于油套不通，无法进行正常的热洗清蜡，油井存在蜡卡隐患，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蜡的问题，开展了空心杆热洗清蜡工艺技术应用研究工作，通过配套井
下热洗单向阀组和地面热洗装置及配套工具，建立了空心杆和空心杆、油管环空循环通道，
解决了热洗清蜡问题，避免了蜡卡维护作业。
1.空心杆热洗清蜡技术概述
1.1工艺原理。
将一定长度的空心杆（底带单流阀），和实心抽油杆相连下入井下，水热洗介质由清蜡
车泵入，经地面高压软管泵入光杆内腔, 经空心杆至单流阀,进入油管内，与地层产出液在油
管内混合，排至地面集油管线进入计量站。
在此过程中, 空心杆被加热，杆体外壁、油管内
壁的蜡被溶解, 随着上返的油流返至地面流程。
1.2技术特点。
a. 热洗液不进入油层，不污染地层。
b. 热洗液只在结蜡段流动，热量几
乎全部用于融蜡，避免了套管、井筒下部及井底热损失，比套管反洗热效率高。
1.3空心杆热洗清蜡技术优势。
①热洗效率高。
由于空心杆热洗是热水经空心杆内腔作
用在油管内部，热洗空间小，散热慢，热量损失少，在热洗车相同的排量、相同出口温度（100℃）下。
②排蜡速度快。
在热洗车相同排量下（例如3m 3 /h），采用传统套管热洗方式，随着油套环空液面上升，井底流压高于地层压力后，部分热液进入地层，不进入油管参
与循环，油管内液流速度提升不明显。
采用空心杆热洗，热液完全在油管内作用，泵照常工作，油管与空心杆的环空内完全增加3m 3 /h的流量，极大提高了排蜡速度。
③不影响油井
产量。
洗井水完全在油管内作用，洗井后油井不需要恢复时间，不影响产油量。
2、主要配套工具
空心抽油杆热洗清蜡工艺配套工具主要包括组井口洗井接头、井下单流阀、高压软管等
组成。
2.1井口洗井接头
该工具主要作用是连接井下空心杆和地面热洗管线，上接提升短节，下接抽油杆光杆，
具有连通、密封等性质，保证热洗介质顺利进入空心杆。
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。
普通D 级抽油杆的抗拉强度≥790MPa, 屈服强度≥620M Pa, 因此空心杆强度完全满足 D 级
抽油杆要求, 既可替代普通 D 级抽油杆。
Φ36mm空心抽油杆内通径为24mm,在同样排量条件下，摩阻低，施工泵压小，加之可以利用现有库存，因此优选Φ36mm空心抽油杆。
b.空心杆下入深度确定
空心杆的下入深度即清蜡的深度，主要根据油井结蜡深度来确定，设计原则应超过原油
析蜡点深度，现场做法是根据起出的杆柱表面、管柱内壁结蜡情况判断析蜡点，然后附加深
度50-100米。
也可以通过测定原油的初始结晶温度，根据地层温度计算公式，确定下入深度。
L=(T-a)100/d
L 空心杆下入深度 T 原油初始结晶温度
a 地面常温 d 油井所在区块地温梯度
c.热洗温度的确定
热洗温度主要根据原油的析蜡温度，硬蜡的熔化温度，以及油井的含蜡量，结蜡量等多
方面考虑。
d.热洗排量及总量的确定
热洗循环排量应该在不超过地面设备安全要求的前提下尽可能采用大排量，但受空心杆
内径( 25mm) 和洗井单流阀内径( 19mm) 较小制约，采用大排量热洗泵压较高，现场采取高温、小排量、长时间的方式，保证有充分的熔蜡时间，参考相关文献，考虑地面洗井设备、管线
承压情况，现场排量控制在3 ～ 5m3 /h。
热洗总量要以热洗清蜡彻底为依据，热洗总量越多
清蜡越彻底，传统热洗方式通常要求是循环容积的 1. 5 ～ 2 倍，因空心杆热洗量相对较小，
总量控制在循环容积的3倍左右。
以空心杆下入800m 深度计算( 油管容积为3.6m3，考虑空
心杆所占体积0.8m3)，热洗用量控制在8.0m3 左右，经过现场实践，取得了较好的效果。
3.现场应用情况
空心杆热洗清蜡管柱应用5井次，工艺成功率100%，排水期明显下降。
Ф36mm空心杆
单价为54元/ m, 单井下入空心杆为850m, 则单井直接投入空心杆费用为4.59万元; 而空心杆
代替了等量普通D级Ф22mm抽油杆, 普通抽油杆单价为28元/m, 空心杆投入为:( 54-
28)×850= 2.2万元,工具投入0.2万元，共计投入2.4万元。
按单井年蜡卡维护作业1井次计算，维护作业费用8.0万元，单井年创效5.6万元。
4.结论及认识
1.空心抽油杆热洗清蜡工艺解决了封上采下堵水井热洗清蜡问题，也可用于低压低产油
井热洗清蜡。
2.空心抽油杆热洗清蜡工艺洗井液只在空心杆和空心杆与油管环空之间流动, 热洗后油井
排水期短、产量恢复快，可防止地层污染，提高热效率，实现节能降耗。
3.清蜡介质循环一周前属空心杆和油管环空属多相流，水力损失受多因素影响，表现为
部分井启动泵压高，循环一周后泵压正常，常规清蜡车排量、压力不易控制，下步需开展热
洗清蜡水力损失研究，进一步优化工艺参数。
结束语
防污染热洗清蜡技术能够有效保护地层，避免因洗井液污染地层造成产量下降，特别适
用于油层压力低，洗井不易返的油井，具有广阔的应用前景。
本文针对相关问题进行分析，
希望对相关人员起到参考作用。
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