王彪，林晶晶，王志明 （中石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院，江蘇 揚州 225009）

易紹金 （長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北 荊州 434023）

吳偉林，楊帆 （中石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院，江蘇 揚州 225009）

原油中C16H34－C63H128正構烷烴稱為石蠟。當原油處于高溫高壓地層時，蠟晶以液體形式存在，但在開采過程中，隨著溫度和壓力下降以及輕質組分不斷逸出，原油溶蠟能力降低，石蠟開始結晶、析出、聚集，不斷長大并沉積附著在油層、油管、套管、抽油桿 （泵）及地面輸油管線等油井設施的金屬表面，這會嚴重影響油田正常生產。為了進行正常生產作業(yè)，必須采取有效的清防蠟措施［1］。傳統(tǒng)的清防蠟技術主要包括機械清蠟 （如刮蠟器等）、熱洗 （包括熱油洗、熱水洗等）、投加化學清防蠟劑以及電熱法等，利用上述方法進行清防蠟能收到一定效果，但都存在作業(yè)頻繁、能耗大、費用高、污染地層以及安全環(huán)保性能差等缺點［2－4］。

微生物清防蠟技術1980年代起源于美國、加拿大等國家，1986年開始應用于美國德克薩斯州的油井并取得較好效果，隨后得到廣泛應用［5］。1994年起，華北油田、冀東油田等開始引進該技術并取得了較好的應用效果。由于國外生產的微生物清防蠟劑價格過高且存在部分油田油井 （如江漢油田高溫高鹽油井）適應性差的問題，該技術的引進逐漸終止［6］。與此同時，我國技術人員積極開展微生物清防蠟技術的研究與應用，取得了一定成果［7－9］。下面，筆者對微生物清防蠟技術的研究情況進行綜述。

1 微生物清防蠟技術機理

1.1 微生物自身作用

微生物清防蠟劑是由多種厭氧及兼性厭氧菌組成的石油烴降解菌混合菌［10］。石油烴降解菌混合菌分離自高含蠟油井采出液，其以原油中的蠟質成分作為唯一碳源進行新陳代謝。微生物個體微小，細胞壁具有特殊結構，有的表面具有鞭毛，具有很強的粘附性，且生長繁殖快。微生物附著在金屬或黏土礦物等潤濕物體表面生長繁殖，形成一層薄而致密的親水疏油的微生物保護膜 （如套管內壁、抽油桿表面），具有屏蔽晶核、阻止蠟結晶的作用，進而起到防蠟作用［11］。

1.2 微生物對原油中石蠟的降解作用

微生物清防蠟劑中的微生物能在油井井筒降解原油中的長碳鏈烴，使之轉化為短碳鏈烴，從而使原油中的長碳鏈烴含量減少、短碳鏈烴含量增加，最終使原油的凝固點下降，從而有效防止結蠟的發(fā)生［12－13］。

1.3 微生物代謝產物的作用

原油中正構烷烴在微生物的作用下生成脂肪酸、糖脂、類脂體、二氧化碳、甲烷氣體和有機溶劑等［14］。上述代謝產物具有以下作用：脂肪酸、糖脂、類脂體等生物表面活性劑作用于蠟晶，使蠟晶畸化并阻止蠟晶體進一步生長，從而有效防止蠟、瀝青質、膠質等重質組分的沉積，并對石蠟具有分散乳化作用；有機酸等能促使石蠟溶解，從而提高原油的流動性；二氧化碳、甲烷能降低原油的黏度，也可改善原油的流動性［15］。

2 實施微生物清防蠟技術的關鍵步驟

2.1 篩選優(yōu)良微生物菌種

研究發(fā)現(xiàn)，各種微生物菌種只能利用特定含蠟原油［16］。目前，國外對微生物清防蠟劑的研究已達到較高水平，研制的微生物菌種可對碳原子數(shù)范圍為C16～C63（甚至細化到某一特定碳數(shù)段）的烷烴分子進行生物降解［17］。因此，應借鑒國外先進技術和經驗，針對不同油田的具體油井的蠟質情況進行試驗，篩選出具有耐溫、耐鹽、高效、適應性強的微生物菌種。

2.2 確定合適油井

微生物清防蠟技術適用范圍表如表1所示，實施微生物清防蠟技術的油井應滿足以下條件：①井況正常的抽油機井，井底溫度最高不超過120℃；②施工油井應在近半月內無酸化、化學固砂等措施，且套管井筒不加殺菌劑。根據上述條件，在實施微生物清防蠟技術時，可以選用出砂井、水敏井、低產低效井和普通稠油井，不宜選用不含水的油井和自噴井。

表1 微生物清防蠟技術適用范圍表

2.3 使用正確的施工方法

為了獲得良好的微生物清防蠟效果，應采用如下施工方法，即施工前先進行一次常規(guī)熱洗，且熱洗要徹底，待油井恢復正常生產后 （一般為3～7d），采用套管加入法加入微生物清防蠟菌劑，即在抽油機正常工作 （不關井、不停井）的情況下，將一定量的菌劑從油套管環(huán)形空間泵入油井，一般1次／月，必要時應加入少量營養(yǎng)劑。在油井微生物清防蠟期間應注意考察以下施工參數(shù)，即生產電流、示功圖、載荷和油井產量，并據此對菌種加入量和加入周期進行調整。此外，針對有特殊參數(shù)的油井或油田生產現(xiàn)場有特殊要求的情況，可采用特殊的加藥方法 （包括菌劑加藥量、加藥周期，營養(yǎng)劑的投加與否、及其加藥量、加藥周期等），應根據具體情況設計相應施工方案。

3 微生物清防蠟現(xiàn)場應用效果評價指標

為了評估微生物清防蠟技術的現(xiàn)場應用效果，目前一般采用現(xiàn)場施工監(jiān)控指標和經濟效益指標進行評價。

3.1 現(xiàn)場施工監(jiān)控指標

1）油井開采電流、載荷與示功圖 分析微生物清防蠟措施前后油井開采電流 （上行、下行）、載荷（上行、下行）和示功圖，能夠在一定程度上了解微生物清防蠟效果。具體而言，洗井前，由于井筒存在一定程度的結蠟現(xiàn)象，因而抽油泵電機負荷、電流呈逐漸上升趨勢，同時示功圖趨向肥大 （上行載荷變大、下行載荷變小所致）；洗井后，由于井筒結蠟被洗凈，抽油泵電機負荷、電流在短時期內基本保持穩(wěn)定在較低水平，示功圖正常。若洗井后不及時采取微生物清防蠟措施，則會出現(xiàn)結蠟卡井現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在抽油泵電機負荷、電流會逐漸上升，示功圖趨向肥大；若洗井后及時 （一般在洗井后2～5d）采取微生物清防蠟措施延緩結蠟過程，則抽油泵電機負荷、電流在較長時期內基本保持穩(wěn)定 （可在一定范圍內波動），示功圖正常。

2）熱洗和檢泵周期 根據使用微生物清防蠟技術前后的熱洗和檢泵周期的變化可以評價現(xiàn)場應用效果，即計算油井采取清防蠟措施前后熱洗周期、檢泵周期的比值，若比值越大，則表明清防蠟措施效果越好［18］。

3.2 經濟和社會效益指標

1）經濟效益 經濟效益指標主要包括如下幾個方面：①減少油井因結蠟而檢泵等作業(yè)次數(shù)和熱洗次數(shù)，節(jié)約作業(yè)費用和洗井費用；停止化學清防蠟的投加，節(jié)省化學清防蠟劑費用。②緩解油井結蠟，減小油井載荷及電流，提高泵效，減少能耗，由此達到節(jié)能增效的目的。③實施微生物清防蠟技術時不影響正常油井生產，也不存在返排問題，因而可減少洗井所導致的產量損失。④由于實施微生物清防蠟技術的操作簡單，因而可以減少人工操作成本。

2）社會效益 由于微生物清防蠟菌劑無毒無害無味，與熱洗 （包括熱油洗、熱水洗等）、投加化學清防蠟劑等清防蠟措施相比較，采用微生物清防蠟技術更加安全環(huán)保，因而可以獲得良好的社會效益。

4 結語

與其他清防蠟措施相比，微生物清防蠟技術的施工方法簡單、一般不須額外投入設備、安全環(huán)保、對地層無損傷、低產低效、出砂和水敏油井適應性強、有效周期長且便于油田油井生產管理，因而具有良好的經濟效益和環(huán)保效益，值得在各油田推廣應用。

［1］江林，竇紅梅 .青海油田原油結蠟原因分析及清防蠟工藝現(xiàn)狀 ［J］.青海石油，2012，30（1）：146－152.

［2］肖進軍 .油井結蠟及清防蠟技術探討 ［J］，化學工程與設備，2010（7）：65－66.

［3］卿鵬程，寧奎，閆長生，等 .清防蠟工藝技術的研究及應用 ［J］.鉆采工藝，1999，22（6）：1－3.

［4］王備戰(zhàn)，鄒遠北，周隆斌，等 .油田開發(fā)后期油井清防蠟方法 ［J］.油氣地質與采收率，2003，10（3）：71－73.

［5］Bailey S A，Kenney T M，Schneider D R.Microbial Enhanced Oil Recovery：Diverse Successful Applications of Biotechnology in the Oil Field ［J］.SPE72129，2001.

［6］Sadeghazad A，Ghaemi N.Microbial prevention of wax precipitation in crude oil by biodegradation mechanism ［J］.SPE80529，1995.

［7］宗海鵬，張欣，楊良杰，等 .微生物清防蠟技術現(xiàn)場試驗 ［J］.石油鉆采工藝，1995，17（4）：96－99.

［8］石勇，姜蘭，雷琦，等 .微生物防蠟技術的研究與應用 ［J］.化學工業(yè)與工程技術，2009，30（1）：17－20.

［9］汪竹 .微生物清防蠟采油技術在王541地區(qū)的應用 ［J］.油田化學，2005，22（1）：20－22.

［10］王 靜，高光軍，徐德福，等 .清防蠟菌種的評價及現(xiàn)場試驗 ［J］.石油鉆采工藝，2006，28（1）：52－55.

［11］易紹金，談媛 .高溫高鹽條件下嗜蠟菌的培養(yǎng)、馴化及應用潛力 ［J］.石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2008，30（3）：144－146.

［12］談媛，易紹金，李向東 .表面粘附菌及微生物清防蠟作用機理研究 ［J］.石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2008，30（1）：344－346.

［13］李金勇，周榮學，王風清，等 .饒陽工區(qū)微生物控制油井結蠟技術及其現(xiàn)場應用 ［J］.油田化學，2002，19（3）：214－217.

［14］劉長，趙愛華，郭省學，等 .采油微生物對原油清防蠟機理及礦場應用 ［J］.臨沂師范學院學報，2006，28（3）：62－65.

［15］劉延坡，周傳迅，劉曉軍，等 .微生物防蠟技術在雙河油田的應用 ［J］.油田化學，2005，22（3）：214－216.

［16］Bailey S A，Kenney T M，Schneider D R.Microbial Enhanced Oil Recovery：Diverse Successful Applications of Biotechnology in the Oil Field ［J］.SPE72129，2001.

［17］張正卿，劉春德，趙剛，等 .國外微生物提高采收率技術論文選 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

［18］唐立杰 .微生物清防蠟技術研究現(xiàn)狀與現(xiàn)場應用 ［J］.化學工程與裝備，2010（12）：110－113.