黄沙坨油田中频电加热可行性研究

【摘要】为了解决黄沙坨油田开发后期，由于地层压力下降、油层脱气等原因导致油井结蜡程度加重，影响油井正常生产的问题。研究了电热杆井筒加热清蜡技术原理、终端器的下入深度、杆柱组合的选择以及运行制度的确定等，并通过在黄沙坨火山岩油田的应用，取得了井筒提温快，清蜡效果好，不污染油层等良好效果。

【关键词】电加热 清防蜡 黄沙坨油田 可行性

电加热采油技术是90年代初发展起来的稠油常规开采配套技术，可以分为整体电缆加热和分体电缆加热两种方式，电加热工艺中主要采用整体电加热形式。通过几年来的应用，整体电加热技术保证了不出砂的部分稠油井的正常生产，电加热井的原油粘度从2000mPa.s-20000 mPa.s，加热深度从800-1400米，产液量从几方到50多方，加热后井口出液温度达到了50-60℃，取得较好的应用效果。

1 黄沙坨油田概况

黄沙坨油田是2000年投入开发的火山岩裂缝性油田。由于油质含蜡量较高，油井经常发生蜡卡及倒井现象，造成生产时率低，油井结蜡已成为制约生产的一大难题。通过大量的现象分析和实践摸索，研究结蜡规律，采取相应的清防蜡工艺，解决了这一难题，本文就此进行了一些探讨。

2 方案设计原则

2.1 加热深度的确定

要保证油井的清防蜡效果，就要确保井内液体在井筒流至井口的过程中没有蜡的晶体析出，使井液温度一直保持在析蜡温度以上，因此，电加热装置要下至原油的析蜡点以下。据计算分析，目前黄沙坨油井的析蜡温度为40℃，此时结蜡点约为1034米，考虑到今后由于地层压力的下降，气油比上升，析蜡温度也会升高，结蜡点下移。当结晶温度达到45℃时，结蜡点将达到1200米。因此，在该部分油井的电加热深度确定为1200米。

2.2 产液量的确定

根据黄沙坨油田生产日报统计：共有油井68口，开井50口，平均日产液23吨，含水43%。正常生产井日产液大于40方的6口，日产液30-40方之间井4口，日产液20-30方的油井9口中，日产液10-20方的油井11口，还有20口井产液量在10方以下，也就是说，黄沙坨油田80%油井日产液在30方以下。因此，电加热井的产液量确定为日产液25方、含水50%。

2.3 加热温度的确定

根据生产需要，井口出油温度要达到55℃以上。

2.4 加热功率的确定

油井电加热功率由产出液温升所需功率P1，井液沿井筒流到井口的径向热损失P2，中频电源的内耗功率P3等三部分组成。根据以上分析计算，当径向热损失与经向温差成正比，电加热后，径向温差由加热点到井口均匀增大，即井口附近的径向温差最大，而加热深度点的径向温差最小，径向损失按经验数据0.07～0.09KW/m范围取值，可取平均值0.08KW/m。

根据以上分析确定，黄沙坨油井电热清防蜡加热深度1200米，日产液25方，含水50%，要求井口出油温度达到55℃以上，结晶温度45℃。即在加热深度1200米，井口出油温度达55℃时所需的加热功率为110KW。按加热系统效率85%折算，此时采用中频电源功率至少要达到125KW。

2.5 加热方式、管、杆、泵的选择

由于黄沙坨油田结蜡点在泵上，因此电加热方式采用泵上空心杆中频整体电缆加热形式。加热杆采用φ36×5.5、φ32×5mm组合空心杆；在油管配套方面，在加热井段采用3”油管；抽油泵选择以悬点负荷的大小确定；加热电缆采用改质聚丙烯绝缘保护常温电缆见表1、表2所示。

2.6 地面设备

中频电源额定功率为100KW，使用电压为380V，与目前黄沙坨油田工业用电一致，可以直接将平台变压器增容至实用功率即可，无需进行高压电网改造。

3 电加热温升校核

黄沙坨油田油井电热清防蜡加热深度1200米，日产液25方，含水50%，要求井口出油温度达到55℃以上，结晶温度45℃，采用125KW中频电源加热，则井口的温升Δt可由以下公式计算得出。

即井口温度可以达到58.1℃，完全可以满足设计要求。4 可行性评价

通过采用电加热清蜡后，可以节约油井热洗清蜡、井口加药清蜡费用。在井口出油温度达到55℃，即可实现井口到转油站间的原油冷输，可以降低加热炉的燃气消耗。同时，由于热洗清蜡排水期影响油井产量，还具有一定的增油和保护油井的作用。

5 结论及建议

（1）可以采用中频间歇送电电热清蜡方式，具有一定的经济效益。

（2）中频加热方案：加热方式采用中频泵上间歇电加热；电功率为125KW；加热深度1200米；加热电缆采用改质聚丙烯绝缘保护常温电缆；加热井段采用3”油管；并对加热井平台变压器增容至所需容量。此时，井口出液温度可以达到58℃以上。

参考文献

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作者简介

姚智博（1982-），男，黑龙江大庆人，工程师，工学学士学位，从事标准化业务管理工作。