探討油井清蠟防蠟的新方法

胡凱

摘要：隨著工業(yè)進(jìn)程的加快，現(xiàn)代社會對石油的需求量也在不斷增加，在原油生產(chǎn)過程中，結(jié)蠟現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的。結(jié)蠟會使原有產(chǎn)量減少，為保證油井的產(chǎn)油量，科研人員研究出一系列清蠟防蠟的方法。下面圍繞這些方法展開討論，首先對結(jié)蠟原理和原因進(jìn)行分析，其次總結(jié)現(xiàn)有的清蠟防蠟措施，并對新型防蠟技術(shù)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：原油生產(chǎn)；結(jié)蠟；解決措施

在原油生產(chǎn)過程中，結(jié)蠟現(xiàn)象是最應(yīng)該避免的，很多企業(yè)為減少油井結(jié)蠟，都采取相關(guān)防蠟工藝。目前比較有效的清蠟方法主要阿伯?dāng)U熱力、化學(xué)藥劑等，但現(xiàn)有方法并不能對徹底解決結(jié)蠟現(xiàn)象，對此科研人員又提出很多新型技術(shù)。在處理結(jié)蠟問題的同時，需要將成本控制在一定范圍內(nèi)，盡量使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

一、原理及原因分析

（一）定義及原理

蠟是一種比較常見的物質(zhì)，屬于烷烴類物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)中碳元素含量較多，無色無味，顏色通常為白色晶體。油井在生產(chǎn)原油的過程中，隨著井深度的增加，井內(nèi)溫度是不斷變化，溫度的變化會使井壁上的碳原子數(shù)量增加。大量的碳原子經(jīng)過沉積、組合等過程逐漸形成石蠟，油井結(jié)蠟通常以兩種形態(tài)出現(xiàn)：薄膜吸附。隨著溫度的不斷變化，活性劑中的水分會被油管分離出來，游離的水分會附著在內(nèi)壁表面，與石蠟一起形成晶格網(wǎng)絡(luò)；液滴吸附。石蠟液滴是油井?dāng)噭拥慕Y(jié)果，攪動過程中液滴會和井壁出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，油液中的膠質(zhì)會隨著液滴一起吸附到井壁上。上述兩種形態(tài)都會使石蠟沉積在井壁上。

（二）原因分析

結(jié)蠟現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，可總結(jié)為以下三個方面：

原油成分。注水操作是原油生產(chǎn)過程中的必要步驟，該操作發(fā)生時原油中的化學(xué)元素會發(fā)生變化，形成氮等新型元素并與油液充分混合。混合完成的原油內(nèi)部空氣含量變少，其濃度大大增加，井壁結(jié)蠟速度也隨之提升。除去油液，混合物中的水分、泥沙等也會對結(jié)蠟速度產(chǎn)生影響，雜質(zhì)越多結(jié)蠟速度越快，反之越慢。

開發(fā)條件。這是針對油田的環(huán)境來說的，通常在開發(fā)后期，油井內(nèi)部的溫度會大幅度升高，為降低內(nèi)部產(chǎn)熱量，需要向井內(nèi)注入大量冷水。水分的增加會使石蠟產(chǎn)生的速度加快，同時會出現(xiàn)液流現(xiàn)象，油液和井壁的接觸面積會隨之增加，石蠟會迅速附著在井壁表面。井內(nèi)溫度的下降，會使其溶解石蠟的能力下降，再加上持續(xù)注水，井壁會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象。

管理不到位。管理分為對溫度的管控和對相關(guān)設(shè)備的管理。隨著油井的不斷開發(fā)，地下溫度不斷降低，理論上說結(jié)蠟速度會漸漸減小，但由于后期注水量的增加，結(jié)蠟速度會一直維持在較高狀態(tài)。

二、解決方法探究

（一）自噴井機(jī)械清蠟

不同類型的油井采用的刮蠟器也存在差異，自噴、氣舉井最適合的是刮蠟片，抽油井可用抽油桿刮蠟器，定期清蠟。采用該方式進(jìn)行清蠟的目的是，將堵塞油井的蠟質(zhì)晶體用刮片刮掉，保證出油通道內(nèi)徑不變，減小原油流動阻力，保證油液正常流動。刮片器刮掉的石蠟，會隨著油液一起從出油通道流出，油田生產(chǎn)效率得到充分保證。結(jié)蠟現(xiàn)象主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：原油石蠟含量決定清蠟周期，含量越多清蠟周期越短，最嚴(yán)重的油井需要每天清蠟；在同一溫度下，濃度較小的原有更容易產(chǎn)生石蠟結(jié)晶；井內(nèi)溫度越高，結(jié)蠟時間越長，有利于原油生產(chǎn)。

對自噴井進(jìn)行機(jī)械清蠟，其設(shè)備組成如下：清蠟控制室、鋼絲、扒桿、滑輪等。其中最重要的包括以下幾部分：清蠟絲堵。能夠保持良好的密封作用；防噴管。能夠起下清蠟工具，同時將刮片上的石蠟溶解，還能起到測試作用，測試工具起下時的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；刮蠟片。對于自噴井，刮蠟片通常選用8字型，不同型號的油管所配置的刮蠟片直徑也是有所差異的；鉛錘。將水銀或者是鉛灌入錘體當(dāng)中，其直徑通常有1.6米，1.4米以及1.8米。

（二）加熱清蠟

此方法適用于油田開發(fā)后期，即通過相關(guān)儀器向油井底部加入熱油或者通入溫度極高的蒸汽，提升底部的溫度。隨著溫度的提升，油液溫度升高，井壁上的晶質(zhì)石蠟會被油液融化。此時送出井口的原油中含有大量石蠟，需經(jīng)過分離處理才能正常使用[2]。長慶油田在17年油田開發(fā)過程中，井壁遇到嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象，經(jīng)過一系列的技術(shù)評估，最終選用熱力清蠟方法，順利提升原油產(chǎn)量，且投入的成本在可控范圍內(nèi)。

（三）強(qiáng)磁防蠟

此種防蠟技術(shù)的原理涉及氫鍵裂變、膠體效應(yīng)等，操作方式也比較多樣，常見的操作防蠟器包括固定式、桿式等。不同成分的原油需要不同的磁場強(qiáng)度進(jìn)行處理，其成分復(fù)雜程度和需要的場強(qiáng)成正比，原油成分越復(fù)雜意味著其內(nèi)部蠟質(zhì)晶體含量越多，需要的場強(qiáng)就越大。石蠟含量較多的石油，場強(qiáng)處理需要的時間較長，反之較短。該種防蠟技術(shù)目前并未提出特殊要求，對一般的油田的開發(fā)普遍適用。

（四）化學(xué)藥劑

相較于傳統(tǒng)的機(jī)械刮蠟方法，使用化學(xué)試劑溶解井壁上的石蠟，方便快捷且效率高，能夠保證原油生產(chǎn)速度。西北油田某公司最早使用此種清蠟方法，選擇的化學(xué)試劑在溶解石蠟的同時，不會產(chǎn)生有害的殘留物，清蠟速度較快且成本低廉，試劑能夠持續(xù)的時間較長，公司的經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)出明顯的上升狀態(tài)。公司油田分布較廣，因此成立專門的化學(xué)研究小組，針對不同油井研制最佳的石蠟溶解劑[3]。

三、新方法探究

目前我國正在研制但并未投入使用的清蠟防蠟方法，主要包括以下幾類：隔熱膠凝液。即將隔熱材料制成混合溶液，通過儀器打入井筒內(nèi)部，保證井內(nèi)原油溫度處于相對恒定狀態(tài)，以此達(dá)到溶解石蠟的目的；內(nèi)涂層和襯里油管。在打井的同時，在其內(nèi)壁安裝一層襯里，其表面要非常光滑且不親和石蠟。石蠟吸附井壁的能力降低，從而達(dá)到良好的防蠟效果；聲波防蠟。利用聲波在液體中傳遞迅速的原理，將聲波發(fā)生器安裝在井口位置，通過聲波振動使井壁上的石蠟脫落。對于未附著在井壁上的晶質(zhì)石蠟，能夠起到粉碎作用[4]。

四、結(jié)束語

結(jié)蠟現(xiàn)象是目前油田開發(fā)中遇到的主要問題，解決此問題對提升原油產(chǎn)量非常有幫助。綜上所述，介紹了石蠟形成原理、原因、清蠟防蠟方法以及新型防蠟技術(shù)，從中可以看出我國的清蠟技術(shù)正在快速改進(jìn)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]周鳳艷.埕海油田清防蠟工藝研究與應(yīng)用[J].化工管理，2014，（29）：248-248.

[2]王光朋.探討油田油井結(jié)蠟機(jī)理及清防蠟方法[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，（11）：178-178.

[3]孫明，惠紅海，吳淼.油井結(jié)蠟原因及清防蠟措施[J].中國化工貿(mào)易，2013，（3）：16.

[4]王天冰，林雪琴，趙萍等.淺談油井井筒的防蠟技術(shù)措施[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（9）：37.

（作者單位：新疆華隆油田科技股份有限公司）