＊劉炳材

（中海石油（中國）有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津 300280）

1.背景

本文研究對象平臺位于中國渤海某油田，是一座8腿帶處理設(shè)備的井口平臺。如圖1所示該平臺正常生產(chǎn)時，油井均為電潛泵生產(chǎn)，物流經(jīng)過油水分離以后，輸送至中心平臺進(jìn)行處理。

圖1

根據(jù)ODP設(shè)計，該平臺所開采的是高含蠟層位，在正常生產(chǎn)中，由于原油高含蠟引起的油井故障比例相對較高；所以本文以平臺C8井的油井故障為例，通過對該故障油井的判斷與分析，提出在本平臺油井管理中需注意的問題以及一些處理方式。

2.現(xiàn)場措施

1月12日，計量發(fā)現(xiàn)產(chǎn)液減少較多以后，立即進(jìn)行憋壓實驗，井口壓力由3MPa在5min升至5MPa，壓力上升較慢，憋壓完成以后，導(dǎo)入計量分離器，產(chǎn)液量沒有上漲，現(xiàn)場立即組織停電泵。

首先判斷油井井下流程存在的問題，其次對油井進(jìn)行反循環(huán)洗井操作，現(xiàn)場進(jìn)行流程完好性驗證。

現(xiàn)場將反洗流程導(dǎo)通以后，井下壓力逐漸上漲，計量分離器液位逐漸上漲，井口也逐漸出現(xiàn)返出（白水），井口油壓維持在2.5MPa，套壓維持在14.8MPa，最后液相閥開穩(wěn)定在100%。經(jīng)過大約2h的反洗作業(yè)，井口返出一直為白水，根據(jù)計量分離器的液相流量計顯示返出的量也一直穩(wěn)定，且油套壓一直穩(wěn)定（油壓2.5MPa、套壓14.8MPa），由此可以判斷，油井的井下管柱流程不存在堵塞和斷裂的問題。

在判斷完流程沒有出現(xiàn)問題以后，現(xiàn)場又懷疑Y型堵頭座封不嚴(yán)，存在產(chǎn)出液體打回流的問題，所以現(xiàn)場停止反洗，進(jìn)行正擠座封Y堵?，F(xiàn)場將反洗流程停止，導(dǎo)入正擠流程，現(xiàn)場對油管進(jìn)行正擠座封Y堵，壓力快速上漲至14.8MPa，由此證明已經(jīng)將Y堵座封嚴(yán)密。在測量電氣參數(shù)后，現(xiàn)場30Hz重新啟動電泵，啟泵后，變頻器顯示電流過載停泵，現(xiàn)場調(diào)整相序，反轉(zhuǎn)解卡，調(diào)整相序后啟泵，依然顯示過載停泵。

又懷疑井下電泵有卡滯，現(xiàn)場通過壓井泵向油套環(huán)空內(nèi)注入柴油浸泡，浸泡8h后，按照其它油田的經(jīng)驗，嘗試10Hz啟動的低頻解卡，仍然無法啟動；繼續(xù)進(jìn)行浸泡，24h后再次嘗試10Hz啟動的低頻解卡，此次解卡過程當(dāng)中，電流依然迅速上漲至50A，解卡失敗。

3.原因分析

(1)流程及地層分析

①流程分析

根據(jù)以往經(jīng)驗，現(xiàn)場員工根據(jù)自己的經(jīng)驗也總結(jié)出了較多的判斷電泵井故障的資料，現(xiàn)場油井管理中，一般性的如果油井產(chǎn)量出現(xiàn)異常波動，現(xiàn)場人員首先會判斷是否是油井的地面、地下流程出現(xiàn)問題。在本次故障處理中，本平臺人員也遵循常規(guī)操作，但均未解決問題。

②地層流體分析

前文中提到，本平臺所開采的層位均為高含蠟的層位，該油井開井時，平臺人員曾經(jīng)對該口油井的油樣進(jìn)行了取樣化驗，經(jīng)過化驗測得該口油井的凝點為27℃，析蠟點27℃，化驗粘度為11mPa·s，在平臺油井當(dāng)中均為較高的數(shù)值。

結(jié)合之前平臺另外一口（C15井）類似油井的情況，根據(jù)已有的經(jīng)驗，在C15井的作業(yè)返排當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)返出物中有軟質(zhì)蠟塊，由此類比分析，C8井在生產(chǎn)過程當(dāng)中也可能存在蠟塊的析出，造成井筒堵塞，產(chǎn)液減少，以及后續(xù)的啟泵過載停機(jī)。

(2)油井井口參數(shù)分析

此次分析過程當(dāng)中，主要分為兩個過程：第一個是分析產(chǎn)液減少的原因；第二個是分析電泵再次啟泵時顯示過載停泵的原因。

由表1的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，在采取措施以前，整個油井的井下壓力呈現(xiàn)一個緩慢上漲的趨勢，同時電流也有微小的上漲，如果是按照之前的方法進(jìn)行分析，產(chǎn)液減少、井底流壓上漲，可能的原因就是供液不足、泵吸入口有堵塞，但是此時電流應(yīng)該下降，與上表的數(shù)據(jù)相反，由此可得出此次油井故障可能與之前的故障問題不同。

表1 C8井故障前井口參數(shù)表

結(jié)合之前對電潛泵的工作原理及內(nèi)部能量損耗的原理，本人認(rèn)為其能量消耗可以簡化成如下的公式（1）：

P（電）=P（液）+H（損耗） （1）

式中：P（電）—電機(jī)提供的功率；P（液）—舉升液體消耗的功率；H（損耗）—電泵的內(nèi)能損耗。

由數(shù)據(jù)表可見，如果正常生產(chǎn)的情況下，電機(jī)的輸出功率應(yīng)該是不變的，但是我們發(fā)現(xiàn)電流出現(xiàn)上漲，電壓不變，則根據(jù)功率的計算公式（2）：

P=I*U （2）

式中：P—功率；I—電流；U—電壓。

電流上漲，電壓不變，則功率上漲，即P（電）上漲。

由于計量產(chǎn)液量減少,說明P（液）也減少，則說明H（損耗）上漲，由此可以判斷，產(chǎn)液減少的原因是由于較多的電機(jī)功率消耗于電泵自身的各種損耗。

判斷出產(chǎn)液減少的原因是H（損耗）增加以后，我們進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，由于電泵在轉(zhuǎn)動過程中，存在水力損失等三種損失，而這三種損失幾乎都與摩擦有關(guān)，由于地層的產(chǎn)出物為粘度較高的流體，結(jié)合前文中與之類比的C15井產(chǎn)出物中有蠟塊的情況，可以得出，H（損耗）增加的原因為：地層產(chǎn)液粘度較高，電泵在長時間的運轉(zhuǎn)過程中，地層產(chǎn)液不斷有含蠟析出物附著于電泵內(nèi)部的各個運動組件上，久而久之使電泵內(nèi)部的各個相對運動組件之間的間隙變小，這樣就增加了各個運動組件在進(jìn)行相對運動時的摩擦力，導(dǎo)致組件之間的摩擦損耗不斷增大，消耗電機(jī)的功率不斷增大，就導(dǎo)致舉升地層產(chǎn)液的功率不斷減少，也就導(dǎo)致了地面計量產(chǎn)液的減少，但是電機(jī)電流微漲的表象。

其次，結(jié)合以上的分析，當(dāng)?shù)貙赢a(chǎn)液不斷有析出物附著于電泵內(nèi)部甚至井筒內(nèi)壁時，我們?yōu)榱俗釿堵，進(jìn)行正擠作業(yè)，壓力較高的注入水，反擠壓于井筒及電泵的內(nèi)部，將電泵各個運動組件內(nèi)部本就已經(jīng)很窄小的空隙進(jìn)一步壓實、壓緊，同時也有可能讓井筒內(nèi)壁附著的析出物全部“倒流”回電泵的內(nèi)部，這也加劇了電泵內(nèi)部有限空間的堵塞，嚴(yán)重影響了電泵的轉(zhuǎn)動，這也就解釋了在座封Y堵后，啟泵時，一直顯示過載停機(jī)的現(xiàn)象。

針對以上的情況，經(jīng)過現(xiàn)場的討論，最根本的解決辦法是進(jìn)行修井作業(yè)，將電泵提出地層，進(jìn)行清理，但現(xiàn)場情況不允許。所以經(jīng)過分析后，利用現(xiàn)場已有的條件，采用最基本的正反洗循環(huán)洗井的辦法來進(jìn)行解卡，目的是通過正反循環(huán)洗井的交替，利用“水錘原理”，不斷改變井底電泵處的流場，進(jìn)而不斷“敲擊”電泵組件，讓附著于運動組件間隙之間的析出物不斷的松動、脫落，最后被流動的水流帶出。

4.實踐結(jié)果及建議

首先，結(jié)合本平臺油井高含蠟的情況，在判斷油井產(chǎn)量下降故障時，盡量不要停電泵，應(yīng)當(dāng)首先從油井高含蠟的方面進(jìn)行判斷，是否是因為地層供液不足或者是泵吸入口堵塞亦或是像本油井一樣，由于地層產(chǎn)液析出物附著，導(dǎo)致電機(jī)的功率下降；如有此種跡象，應(yīng)該先考慮反循環(huán)洗井，先將井筒清潔，再考慮停運電泵，進(jìn)行下一步的判斷，由此來減少電泵停機(jī)后，啟動困難的情況發(fā)生。

其次，如果停運電泵以后，對于高含蠟油井，在油井啟動前，也建議進(jìn)行短時間的正反循環(huán)交替洗井，利用電泵停運的空窗期，將井筒內(nèi)電泵各個附件內(nèi)部上附著的析出物進(jìn)行清洗，以增加電泵啟泵后的運行時間，提升產(chǎn)量。

最后，目前針對正反循環(huán)洗井，各個平臺都采用的是從注水管引出的洗井管線，但是在平臺本身的基礎(chǔ)設(shè)計中并沒有考慮該條洗井管線，均為自主改造，且無流量計，給平臺投產(chǎn)的后油井洗井作業(yè)帶來了不便，所以能否考慮，在今后直接從平臺基礎(chǔ)設(shè)計的層面就將該條管線添加增加相應(yīng)的流量計，這樣來減少平臺后期改造的麻煩，同時也能更加準(zhǔn)確的估計各種油水井洗井的流量，為后期的油水井作業(yè)決策提供更加有力的數(shù)據(jù)支撐。

在本次油井故障期間，海上員工經(jīng)過充分的分析論證，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)施，自主進(jìn)行油井解卡，不僅節(jié)約了修井費用約80萬元，更是增加了油井的產(chǎn)量，提高了油井的生產(chǎn)時率，同時也為后續(xù)的類似油井故障處理提供了解決的思路，具有一定的指導(dǎo)意義。