周曉東 陶漢偉(哈爾濱石油學(xué)院石油工程系,黑龍江哈爾濱 150027)
油井結(jié)蠟原因及清防蠟技術(shù)
周曉東 陶漢偉(哈爾濱石油學(xué)院石油工程系,黑龍江哈爾濱 150027)
本文介紹了油井原油結(jié)蠟的原因及影響,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了油井防蠟、清蠟技術(shù),以期為我國(guó)油田開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。
油井結(jié)蠟;清蠟;防蠟
原油在開(kāi)采過(guò)程中,隨著溫度和壓力的下降及輕質(zhì)組分的不斷逸出,原油溶蠟?zāi)芰σ搽S之下降,達(dá)到一定條件時(shí),原油中的蠟就以結(jié)晶體的形式析出、聚集并沉積在油套管內(nèi)壁、抽油桿表面、抽油泵等設(shè)備上,即出現(xiàn)油井結(jié)蠟現(xiàn)象[1]。由于原油物理性質(zhì)及油井開(kāi)采狀況的復(fù)雜性,不同區(qū)塊、不同油井、不同時(shí)期的油井結(jié)蠟狀況各不相同,油井的清防蠟工藝也應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整,因此,要正確、全面的認(rèn)識(shí)油井結(jié)蠟的根本原因,探尋其清蠟、防蠟方法。
1.1 油井結(jié)蠟原因
油井結(jié)蠟的內(nèi)在原因是原油含蠟,蠟是C15-C70的直鏈烷烴,常溫下為固體。原油中所含有的輕質(zhì)餾分越多,熔蠟的能力就越強(qiáng),蠟析出的溫度越低,這樣就不容易形成結(jié)蠟[2]。在油層條件下,蠟是溶解在原油中的,原油的含蠟量越高,則油層的滲透率就會(huì)越低。而影響油井結(jié)蠟的外界因素有壓力、溫度、原油中的水、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)以及機(jī)械雜質(zhì)、原油流動(dòng)速度、管壁特性等,其中溫度和壓力是主要因素[3]。
1.2 油井結(jié)蠟對(duì)油井生產(chǎn)的影響
在原油的開(kāi)采過(guò)程中,由于結(jié)晶蠟會(huì)因沉積而堵塞油井中的產(chǎn)油層,并導(dǎo)致油井的產(chǎn)量不斷下降,甚至?xí)鹩途耐.a(chǎn)。油管、抽油桿和抽油泵的結(jié)蠟,使井筒出油通道內(nèi)徑逐漸縮小,增加了油流阻力,抽油機(jī)載荷增加,泵效降低,降低了油井產(chǎn)能,有的甚至將井筒通道堵死,造成油井停產(chǎn),降低了油井時(shí)率。抽油桿結(jié)蠟造成油桿長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行,影響到抽油桿的使用壽命,抽油泵結(jié)蠟還會(huì)導(dǎo)致抽油泵工作失靈,嚴(yán)重影響抽油效率,甚至將泵卡死,損壞設(shè)備[4]。
2.1 化學(xué)防蠟技術(shù)
化學(xué)防蠟技術(shù)是采用化學(xué)防蠟劑改變蠟晶結(jié)構(gòu),從而使得油蠟不形成較大的蠟團(tuán)而沉積在管壁上,進(jìn)而具有防止油蠟產(chǎn)生的作用。
目前,我國(guó)油井井筒中所使用的防蠟劑主要包括液體和固體兩種。首先,液體防蠟劑的使用是將液滴加入到抽油泵入口處與原油充分混合,以改變蠟晶結(jié)構(gòu),而使得蠟團(tuán)不會(huì)沉積在管壁上,以達(dá)到防止結(jié)蠟的目的。使用液體防蠟劑最顯著的特點(diǎn)就是液滴需要連續(xù)加入,因而加入的液滴量是可以控制的,并且加入液滴的過(guò)程不會(huì)影響油井正常的生產(chǎn)作業(yè),從而提高了工作效率和防蠟效果。因此,液體防蠟劑適合使用于檢泵周期的油井。其次,固體防蠟技術(shù)是將防蠟塊制成防蠟降凝管柱,管柱在油井液的加熱環(huán)境下不斷地溶解,同時(shí)釋放出藥劑溶于油中,以抑制蠟晶長(zhǎng)大,進(jìn)而達(dá)到防止結(jié)蠟的作用,固體防蠟技術(shù)特點(diǎn)是設(shè)備安裝較方便,且不需要對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù),但是,固體防蠟技術(shù)的有效周期比較短,因而需要周期性地加入固體防蠟劑。
2.2 油管內(nèi)襯防蠟技術(shù)和涂層防蠟技術(shù)
在油管內(nèi)壁襯上一層0.4-1.5mm厚的玻璃,就得到玻璃油管,由于玻璃的表面親水憎油,可防止蠟在其上沉積,尤其是油井中含有的水可使油管內(nèi)壁先被水潤(rùn)濕,這樣油中析出來(lái)的蠟就不易附著在管壁上面,此外內(nèi)壁表面光滑,使析出的蠟也不易粘附在管壁上,這樣就比較容易被油流沖走,從而結(jié)蠟速度變得緩慢。
在油管內(nèi)涂上防蠟涂料,就得到涂料油管。防蠟涂料主要為是聚氨基甲酸酯類的涂料。涂料油管的防蠟機(jī)理與玻璃油管相同,因她不僅像玻璃油管那樣有光滑表面和保溫性能,而且有不利于石蠟沉積的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
若油井結(jié)蠟現(xiàn)象預(yù)防措施不當(dāng),導(dǎo)致油井結(jié)蠟,可用機(jī)械或加熱的方法清蠟,也可用清蠟劑將蠟清除。
3.1 機(jī)械清蠟技術(shù)
將清蠟工具(刮蠟片、刮蠟鉆頭等)下入井內(nèi),刮掉管壁上的蠟,被刮掉的碎蠟依靠油流帶到地面上來(lái)。機(jī)械清蠟法具有簡(jiǎn)單便捷、成本低等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。
3.2 熱力清蠟技術(shù)
熱力清蠟主要是利用熱力學(xué)的原理來(lái)提高油管中液流及其沉積表面的溫度,從而融化那些沉積在油井管壁上的石蠟。根據(jù)提高溫度的方式不同,熱力清蠟可分為熱流體循環(huán)清蠟法、電熱清蠟法、熱化學(xué)清蠟法。
3.3 化學(xué)清蠟技術(shù)
化學(xué)清蠟就是用化學(xué)劑對(duì)油井進(jìn)行清蠟,通常將一定量藥劑從油套環(huán)空中加入或者是通過(guò)空心抽油桿進(jìn)行添加,這樣就是為了不影響油井的正常運(yùn)轉(zhuǎn),藥劑根據(jù)性能的不同還會(huì)起到降凝、降粘、解堵的作用,化學(xué)劑不但能夠清蠟還能防蠟,主要是通過(guò)對(duì)沉積的蠟進(jìn)行溶解。目前,化學(xué)清蠟劑有油基、水基和水包油三種液體清防蠟劑。
油田的開(kāi)采環(huán)境是極其復(fù)雜的,不同區(qū)域、不同生產(chǎn)速度的油井結(jié)蠟狀態(tài)也不盡相同,在油田開(kāi)采過(guò)程中,不管結(jié)蠟多少,都會(huì)對(duì)油井的穩(wěn)產(chǎn)造成一定的影響[5],首先要預(yù)防結(jié)蠟,一旦結(jié)蠟嚴(yán)重,可能使油井無(wú)法正常生產(chǎn),甚至發(fā)生停產(chǎn)的情況,因此,要根據(jù)實(shí)際需要正確選擇清防蠟措施。雖然目前各油田都采取了適合自己的清防蠟方式,但還需要不斷的進(jìn)行摸索,使清防蠟技術(shù)得到不斷的完善和發(fā)展與創(chuàng)新,從而保證油田的高產(chǎn)和穩(wěn)定,不斷提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]孟憲輝.清蠟防蠟技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2014,6(10):163.
[2]薛世君.油井結(jié)蠟機(jī)理與清防蠟技術(shù)的配套應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2010,56(1):106-108.
[3]彭向明,項(xiàng)明杰.油井結(jié)蠟機(jī)理及清防蠟技術(shù)在靖安油田的研究應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2007(08).
[4]羅又名,李文靜.油井清防蠟技術(shù)及其應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古石油化工,2009(10).
[5]肖進(jìn)軍.油井結(jié)蠟及清防蠟技術(shù)探討[J].化學(xué)工程與裝備,2010(07).
周曉東(1993-),男,漢,學(xué)士。