北2-4-P35
28
11
60.0
507
948.07
948.0
北2-J5-P25
49
16
67.0
869
950.0
945.0
4.1原井井温梯度测试
从测试的2口井井深—原井井温曲线<见图1)可以看出,从井底到井口井温下降20℃左右,在900—200m井段井温下降较快,在700m左右井温降到40℃以下,蜡析出速度逐渐加快,而且液面深度对温升梯度变化也有很大影响,从曲线上可以看出,液面较低的北2-J5-P25井的井温梯度变化更利于蜡的结晶和析出,说明低液面井结蜡程度要比高液面井严重,生产中的实际情况也证明了这一点。
4.2热洗过程井温梯度测试
从热洗时测试的井温曲线<见图2)可以看出,液面较高的北2-4-P35井,在热洗2h后井口温度为76℃,而井底温度还不到50℃,液面较低的北2-J5-P25井在热洗4.5h后井口温度为71℃,井底温度只有50℃左右,均未达到蜡的初熔温度。
4.3热洗时井底温度测试
按常规的热洗方法,对北2-4-P35井热洗2h,测井底温度随时间变化曲线,结果表明,30min后井底温度开始上升,到2h井底温度也不到50℃。
测试北2-J5-P25井时,洗井时间延长到了4.5h,1h后温度开始上升,3.5h后达到50℃,之后基本保持这一温度(图3>。
分析三组井温测试曲线可知,不同液面深度的井由于原井井温及替液时间不同,在热洗过程中,洗井液与原井身段热交换损失不同,井筒温度上升速度不同。
液面较高的井,洗井过程中替液时间较长,热洗液在油套环空滞留时间延长,导致热交换主要集中在井身段的上半部,整个井筒中井温梯度差异较大。
测试结果表明,在延长热洗时间之后,井筒温度场分布比较均匀,能够提高洗井熔蜡的质量。
但由于聚驱熔蜡温度升高,即使延长热洗时间,仍达不到较为彻底的清蜡目的。
5蜡样组分分析实验
从现场鉴定和跟踪情况来看,与水驱井相比,聚驱检泵井中,管壁上结蜡厚度和强度明显增加,难以清除。
同时也为了寻找聚驱蜡熔温度升高的原因,而开展了蜡样组分分析实验。
5.1族组分分离
实验样品取自3口井,水驱蜡样标记为样W。
聚驱蜡样分别取自两口井,样品标记为样P1和样P2。
在进行族组分分离时,将蜡样用氯仿溶解,点在燃烧的硅胶层析棒上,选择不同极性的溶剂,依次将样品中的饱和烃、芳烃、非烃和沥青质分离。
经火焰离子化检测器检测,以峰面积归一法计算每个族组分的质量分数,实验结果(表4>。
从表4可知,聚驱蜡样中以沥青胶质为主,约占50%,而水驱蜡样中沥青胶质含量仅为28.77%。
表4族组分分析报告
样品
饱和烃<%)
芳烃<%)
非烃<%)
沥青质<%)
总量<%)
样W
35.32
18.4
17.51
28.77
100
样P1
25.92
13.65
14.64
45.79
100
样P2
22.48
8.64
15.06
53.82
100
5.2饱和烃气相色谱分析
利用气相色谱仪对上述样品进行了色谱组分分析,气相色谱法是利用试样中各组分在色谱柱的流动相和固定相之间具有不同的分配系数来进行分离的。
水驱样品样W与聚驱样品样P1饱和烃中各族组分含量(图4>。
由图4可知,碳数小于32时,水驱蜡样饱和烃中各族组分相对含量高于聚驱,在碳数大于32时则相反,聚驱蜡样中饱和烃中各族组分相对含量高于水驱。
以上结果表明:
聚合物驱对于油井结蜡的组成及其性质是有较大的影响,聚驱蜡样中沥青胶质成份较水驱蜡样高17%以上,且饱和烃中高碳数含量高于水驱,造成聚驱蜡质密度、硬度和熔点均高于水驱。
分析认为,受聚合物驱油机理影响,由于聚驱增加了驱替相的粘度,原来水驱波及但未被驱替出的重质成分在聚驱阶段被采出,导致采出液成分发生很大变化。
6结蜡规律及影响因素模拟实验
为了摸索采出井结蜡规律并确定影响因素,利用全自动高压石蜡沉积循环管流装置模拟原油结蜡过程,分析温度、压力、含水和含聚对蜡沉积的影响。
实验装置可模拟不同温度、压力、流速条件下,通过测定蜡沉积测试管和参考管之间的压差,计算蜡沉积量的变化。
6.1流速及环境温度对结蜡的影响
分析三组不同流速下的不同管外环境温度的结蜡实验结果可知,流速和温度是蜡沉积析出的主要因素。
在同一流速下,管外环境温度越高,油温与管外温差越小,结蜡速率越小<图5)。
可见,在低于析蜡温度的情况下,结蜡速率正比于流道内外的温差。
这与现场中产量和液面较低井结蜡程度较严重是一致的。
6.2含水率对结蜡的影响
通过测定温度、压力和流速在固定条件下不同含水率的蜡沉积量,可知随含水的增加,结蜡有比较明显的下降。
一方面由于随含水升高,原油中含蜡总量随之减少;另一方面含水越高,流体比热越大,流动过程中温度下降幅度越小。
图6表示的是管外环境温度25℃,流速为2L/min条件下,不同含水级别的结蜡速率曲线。
6.3聚合物对结蜡的影响
在含水80%管流实验的基础上,配置成含聚浓度分别为500mg/L、400mg/L和300mg/L三个级别的油样,进行动态流动蜡沉积实验。
含聚管流实验表明,聚合物浓度对蜡沉积的影响并不明显。
但需要说明的是,聚驱析蜡过程中,应充分考虑采出液组份及性质的变化,而导致蜡含量增加。
并且采出液中聚合物分子可作为蜡晶析出的晶核,易形成网状结构,造成蜡晶结构更为致密而难以清除。
7结论
⑴聚驱采出井见聚后,油井结蜡日趋严重,日常清防蜡工作量和难度增大,影响了聚驱开发效果和采出井检泵周期。
⑵通过熔蜡温度、井温测试、组分分析及结蜡规律模拟实验,结果表明:
由于聚驱采出液成分和性质的改变,导致聚驱蜡质成分和性质发生很大变化,现有沿用水驱的清防蜡工艺具有很大的局限性,无法满足聚驱清防蜡的需要。
这也是造成聚驱采出井井筒境恶化,加剧偏磨和缩短检泵周期的重要原因。
⑶为尽快解决这一问题,我们认为有必要开展聚驱清防蜡现场实验,继续深入研究聚驱蜡质的理化特点,在此基础上,确定一条以化学清防蜡为主的技术途径,为聚驱机械采油提供一项可靠的配套工艺。
参考文献:
[1]万仁溥《采油工程手册》石油工业出版社2000年8月版
[2]胡博仲《聚合物驱采油工程》石油工业出版社1997年1月版
[3]杨世铭《传热学》高等教育出版社1999年5月版
编辑闫建文黄有泉(兼>