一種微乳液清蠟劑的研制

宋連銀，王偉波，楊海燕，章文榮，翁華濤

（1.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710021；2.西安長慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710018）

在油田開采過程中，隨著壓力、溫度的不斷降低，石油中的輕質(zhì)組分不斷逸出，破壞了石蠟溶解在原油中的平衡條件，致使石蠟在油流中和管壁上結(jié)晶析出，并以此為中心開始形成固體三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[1]，蠟晶呈薄片狀或針狀吸附在油管管壁、抽油桿、抽油泵、及其它井底設(shè)備、地面集輸管線、閥門、分離器、儲罐等的金屬表面，減小了油流通道，增加了原油的流動阻力，從而導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。由于石蠟沉積給油田生產(chǎn)帶來了各種困難，嚴(yán)重降低了石油和天然氣的產(chǎn)量。因此，油井清防蠟工藝技術(shù)早已得到石油生產(chǎn)者的重視，并已經(jīng)發(fā)展和應(yīng)用了機(jī)械、熱力、化學(xué)等多種清防蠟工藝技術(shù)，其中化學(xué)清蠟、防蠟是油田清防蠟工藝發(fā)展的主要趨勢[2]。

目前長慶油田使用的清蠟劑以油基清蠟劑為主，普遍采取從油套環(huán)形空間加入液體清、防蠟劑的方式進(jìn)行，不會影響油井的正常生產(chǎn)和其他作業(yè)。除可以起到清防蠟效果外，使用某些藥劑還可以起到降凝、降粘、解堵的作用[3]。該類清蠟劑在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在易燃、毒性較大等缺陷。而目前研究熱點(diǎn)乳液型清防蠟劑，在實(shí)際應(yīng)用過程中易出現(xiàn)分層，現(xiàn)場無法大規(guī)模推廣。針對以上問題，本文通過對有機(jī)溶劑、表面活性劑、助表面活性劑及分散劑的研究，利用微乳液制備機(jī)理，開發(fā)了一種閃點(diǎn)高、密度大、溶蠟速率在0.028 g/min 可冬季方便使用的微乳液型高效清蠟劑。

1 實(shí)驗方法

1.1 合成方法

選擇溶蠟速率高的有機(jī)溶劑，控制油水比在一定范圍內(nèi)，利用表面活性劑和助表面活性劑在攪拌的條件下合成乳狀液，再利用分散劑的分散性能來提高蠟質(zhì)組分的分散能力[4]，最終得到均一、透明的微乳液型清蠟劑。

1.2 評價方法

表1

2 實(shí)驗結(jié)果與討論

2.1 有機(jī)溶劑的選擇

通過實(shí)驗可以看出，芳烴類化合物的溶蠟速率好于其他種類有機(jī)溶劑，隨著苯環(huán)上的甲基增多，溶蠟速率下降，環(huán)己烷與苯均由6 個碳原子組成，但苯溶蠟速率明顯高于環(huán)己烷，所選醇類物質(zhì)無溶蠟效果，考慮到閃點(diǎn)問題，選擇1#溶劑作為主溶劑（見表2）。

2.2 表面活性劑的選擇

在制備微乳狀液的過程中，必須根據(jù)所選油相和水相的性質(zhì)，選擇恰當(dāng)HLB 值的表面活性劑[5]，過高或過低都將導(dǎo)致乳狀液不穩(wěn)定，出現(xiàn)分層現(xiàn)象。為了確定較為合理的表面活性劑，采用以下方法：將5 份表面活性劑加入35 份油相組分中，然后加入10 份水，混合均勻后靜置30 分鐘，其中穩(wěn)定性較好的試樣，即為油相所需的表面活性劑。實(shí)驗結(jié)果（見表3）。

表2 有機(jī)溶劑對溶蠟速率的影響

表3 表面活性劑的選擇

從表3 可以看出，在該油水體系中，所需的表面活性劑HLB 值應(yīng)在13～15，因此選擇表面活性劑A 更適合本體系的乳化。

考慮到單一乳化劑往往很難滿足由多組分組成的體系的微乳化要求。因此采用HLB 值為3 的助表面活性劑B 與表面活性劑A 構(gòu)成混合乳化劑，實(shí)驗結(jié)果（見表4）

從表4 中可以看出，當(dāng)表面活性劑A 和助表面活性劑B 的摩爾比控制在1：0.2 時，可起到較好的乳化效果。

表4 助表面活性劑對乳化性能的影響

2.3 分散劑的選擇

在微乳液制備過程中，醇類物質(zhì)作為一種好的分散劑被廣泛的使用，同時具有易得、凝點(diǎn)低、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)[6]，因此，本項研究選用不同醇類物質(zhì)作為分散劑，進(jìn)行微乳狀液的研究，針對該體系的研究結(jié)果（見表5）。

表5 分散劑對微乳狀液的影響

通過實(shí)驗可以看出，當(dāng)正丁醇加入量為5 %、10 %時可制備出均一、透明的微乳狀液，當(dāng)正丁醇的加入量達(dá)到15 %液體出現(xiàn)分層。

2.4 BJ-2 含量對溶蠟速率的影響

通過調(diào)整油水比例，在室內(nèi)制備出不同含量的BJ-2 微乳狀液，溶蠟速率測驗結(jié)果（見表6）。

表6 不同含量對溶蠟速率的影響

通過實(shí)驗可以看出，溶蠟速率隨著BJ-2 含量的降低先升高后降低，當(dāng)BJ-2 含量在60 %時溶蠟速率達(dá)到最大值?？紤]到成本、閃點(diǎn)、穩(wěn)定性及毒性，確定最佳制備參數(shù)為BJ-2 含量60 %，表面活性劑A 10 %，助表面活性劑B 5 %，正丁醇8 %，水17 %。

2.5 性能評價

通過實(shí)驗可以看出，采用該方法制備的微乳液型防蠟劑，各項指標(biāo)均高于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 性能評價結(jié)果

2.6 現(xiàn)場蠟樣溶蠟對比試驗

表8 現(xiàn)場蠟樣溶蠟對比試驗

通過實(shí)驗可以看出，針對長慶油田部分區(qū)塊混合蠟樣，微乳液清蠟劑在溶蠟速率方面略高于在用清蠟劑，毒性低、閃點(diǎn)較高，兼有水基和油基清蠟劑的特點(diǎn)，符合清蠟劑產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

3 結(jié)論

（1）通過對表面活性劑、助表面活性劑、分散劑的研究，確定了微乳液清蠟劑的最佳制備參數(shù)為BJ-2 含量60 %，表面活性劑A10 %，助表面活性劑B5 %，正丁醇8 %，水17 %。

（2）合成出的微乳液型清蠟劑閃點(diǎn)高、密度大、溶蠟速率高，兼有水基和油基清蠟劑的特點(diǎn)，符合清蠟劑產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

［1］ 陳馥，曲金明，王福祥，劉金.油井清防蠟劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］.石油與天然氣化工，2003，32（4）：243-245.

［2］ 王風(fēng)蘭. 國內(nèi)外石油防蠟劑的發(fā)展現(xiàn)狀［J］. 沈陽化工，1991，（1）：28-31.

［3］ 朱好華，馬勇，杜彪，王偉波.防凍乳狀型防蠟劑YZ238 的研制［J］.石油與天然氣化工，2009，38（3）：241-245.

［4］ 鄭延成，李克華，王任芳.防蠟劑與清蠟劑的研究概況［J］.石油與天然氣化工，1992，21（3）：48-50.

［5］ 趙福麟.采油用劑［M］.山東東營：石油大學(xué)出版社，1997：93-106.

［6］ 張懷文，古麗加瓦爾，周江，段強(qiáng).國外油井清防蠟工藝最新進(jìn)展［J］.新疆石油科技，2003，3（13）：15-17.