油井清防蠟專利分析

廖娜+宋浩

摘 要：油井清防蠟方法主要包括機械清蠟、磁防蠟、熱力清防蠟、化學清防蠟、微生物清防蠟、以及油管內(nèi)襯和涂層防蠟等。文章給對油井清防蠟領域的國內(nèi)外專利進行統(tǒng)計分析，通過對年申請量、核心專利、重要申請人等方面的分析，反映了油井清防蠟領域的技術(shù)狀況和發(fā)展趨勢，為國內(nèi)相關企業(yè)和科研機構(gòu)在油井清防蠟領域的產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)方面的專利申請、保護、利用以及管理方面提供一定參考。

關鍵詞：清蠟；防蠟；專利分析

中圖分類號：TE355 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）01-0014-03

Abstract： The methods of oil well wax cleaning and prevention include mechanical wax cleaning， magnetic wax control， thermal wax cleaning， chemical wax cleaning， microbial wax cleaning， and tubing lining and coating wax prevention， and so on. This paper makes a statistical analysis of the domestic and foreign patents in the field of oil well wax cleaning and prevention. Through the analysis of the annual application volume， the core patent and the important applicants， it reflects the technical situation and development trend in the field of oil well wax cleaning and prevention. It provides some reference for domestic related enterprises and scientific research institutions in patent application， protection， utilization and management of product and technology research and development in the field of oil well wax cleaning and prevention.

Keywords： wax cleaning； wax control； patent analysis

1 概述

石油為多組分烴類物質(zhì)組成的混合物，不同種類的烴其熔點、凝固點等有很大差異，因此，油氣開采過程中，油氣混合物從地下到地面的過程中，由于溫度、壓力等的變化，石油中碳原子數(shù)為16-64的烷烴可能會凝固析出成石蠟。

油藏條件下，石蠟一般溶解在原油中，隨著采出過程中溫度、壓力等的降低以及石油中溶解氣的析出，石蠟逐漸從石油中結(jié)晶析出、聚集長大并沉積在井壁等固體表面上，從而導致油井結(jié)蠟。巴西、科威特、沙特、俄羅斯、墨西哥等國家的油田都存在結(jié)蠟問題。中國的大慶、勝利、華北、南陽和中原等油田的原油中也富含蠟。

油井結(jié)蠟對油氣開采具有很大危害，一方面，石蠟沉積使井筒過流斷面變小，增加油氣流動阻力，導致油井產(chǎn)量降低，嚴重時還會堵塞油管造成油井停產(chǎn)，另一方面油井中結(jié)蠟也會影響油井中抽油設備的正常工作。因此，在開采含蠟原油時需要解決油井結(jié)蠟問題。

油井清防蠟方法主要包括機械清蠟、磁防蠟、熱力清防蠟、化學清防蠟、微生物清防蠟、以及油管內(nèi)襯和涂層防蠟[1-5]。

機械清蠟：用專門的工具（刮蠟片、清蠟梭、通井規(guī)等）刮除油井中管壁或抽油桿等抽油設備表面上的蠟，在本文中，機械清蠟也包括利用聲波、超聲波等機械波或振動方式來清除結(jié)蠟。

熱力清防蠟：利用熱力學能量提高油井井筒中流體和沉積表面的溫度，熔化沉積于井筒中的蠟，減少蠟沉積。熱力清蠟可以分為熱流體循環(huán)清防蠟（熱水、熱油、熱氣、蒸汽等）、電熱清防蠟（熱電纜、電加熱抽油桿等）、熱化學清防蠟（化學反應熱）、以及其他熱源熱力清防蠟（磁熱、電磁加熱、微波加熱等）。

磁防蠟：將磁性材料隨管柱等入井，在磁場作用下，削弱或克服原油中石蠟分子之間、石蠟分子與流體分子之間的作用力，從而抑制石蠟晶體聚集長大；此外，經(jīng)過磁場作用，井筒中沉積的結(jié)蠟的蠟質(zhì)變軟，利于后續(xù)清除。

化學清防蠟：向井筒中加入液體清防蠟劑，或在井中抽油管柱等上安裝裝有固體化學清防蠟劑的裝置，通過清防蠟劑實現(xiàn)清防蠟。清防蠟劑主要包括活性劑型和高分子型兩大類。

微生物清防蠟：針對原油含蠟的特點和結(jié)蠟機理，篩

選合適的菌種注入井筒，利用微生物生長及其代謝產(chǎn)物的作用，防止石蠟結(jié)晶，防止或緩解井筒結(jié)蠟。

油管內(nèi)襯和涂層防蠟：通過在油管內(nèi)下入具有光滑表面的內(nèi)襯或在油管內(nèi)壁上涂敷具有防止石蠟沉積的涂料，以改變油管內(nèi)壁的光滑程度使油管內(nèi)壁光滑或改變油管內(nèi)壁的潤濕性使油管內(nèi)壁更親水，從而減少石蠟沉積。

2 分析方法

本文針對石油開發(fā)中油井清防蠟領域的專利進行研究，選擇中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（DWPI）作為數(shù)據(jù)源，采用國際專利分類等分類體系和關鍵詞相結(jié)合的檢索方法，通過對公告日或公布日在2017年04月30日之前的發(fā)明專利申請和實用新型專利申請進行檢索，得到本文所要研究的初步專利數(shù)據(jù)樣本，然后經(jīng)過去噪、人工篩選、文獻標引等后得到最終所要分析的油井清防蠟領域的專利數(shù)據(jù)樣本。endprint

3 分析結(jié)果

3.1 申請量年度分布

圖1為油井清防蠟領域的專利申請量的全球年度分布和中國年度分布。

從圖1上可看出，在全球范圍內(nèi)，油井清防蠟專利年申請量變化總體上可以分為三個階段：

第一階段（上世紀70年代初期到80年代后期）為油井清防蠟技術(shù)的提出階段，全球年申請量平穩(wěn)，年申請量增長幅度不大。

第二階段（上世紀90年代初期到2005年階段）平穩(wěn)增長期，全球年申請量整體呈上升趨勢。

第三階段（2005年后）上升期，全球?qū)＠晟暾埩看蠓仙?/p>

從圖1上可看出，中國的油井清防蠟領域的專利申請，大致始于1985年，在2000年之前，中國專利年申請量平穩(wěn)；在2000年后中國專利年申請量迅速增長。而且對比全球年申請量和中國年申請量可知，2000年后，油井清防蠟領域的全球?qū)＠晟暾堉?，中國專利申請占絕大多數(shù)。從年申請量可看出，近十年來，國內(nèi)對油井清防蠟技術(shù)研究的重視，這與國內(nèi)大多數(shù)油田蠟質(zhì)含量高相關，而且隨著國內(nèi)油田開采逐步進入中后期，原油生產(chǎn)的天然條件（地層條件、地層能量、原油成分、原油粘度等）越來越不利，原油中蠟質(zhì)成分對原油生產(chǎn)的影響也越發(fā)顯著，各油田為了保證產(chǎn)量或提高產(chǎn)量，逐步認識到科學生產(chǎn)的重要性，逐步開始重視油田生產(chǎn)的科學化管理，逐步開始重視和解決各類影響油井產(chǎn)量的生產(chǎn)問題。

3.2 主要申請國

表1列出了油井清防蠟領域的全球?qū)＠暾堉猩暾埩颗琶?的申請國，由表1中數(shù)據(jù)可知，全球?qū)＠暾堉?，中國的油井清防蠟專利申請最多，且全球?qū)＠暾堉薪^大多數(shù)為中國、美國和俄羅斯的專利申請，這與中國、美國、俄羅斯三國為主要石油生產(chǎn)國密切相關。

3.3 核心專利

核心專利一般指相關領域的重要專利。本文主要以專利的被引用頻次作為分析指標，兼顧專利的同族數(shù)量，進行人工篩選，得到表2所示的油井清防蠟領域的核心專利。專利的被引用頻次越高，說明其在本領域中所處的技術(shù)地位越重要；專利的同族數(shù)量越多，則說明在全球競爭中企業(yè)對其越重視。從核心專利的研究中也可反映出，在核心專利的基礎上，油井清防蠟領域的技術(shù)改進和技術(shù)革新在不斷地進行。

從表2中可看出，油井清防蠟領域的核心專利主要集中在熱力清防蠟技術(shù)分支中，從這一點也可以看出，油井清防蠟領域的研究重點集中在熱力清防蠟方面，這也在一定程度上反映出了熱力清防蠟在油井清防蠟領域中的重要位置，在油井清防蠟領域的眾多方法中，熱力清防蠟方法的技術(shù)發(fā)展可能較為成熟、應用可能較為普遍、效果也較為顯著。

對油井清防蠟領域的核心專利的研究，可以為今后油井清防蠟領域的研究方向提供一定的指引。在今后的技術(shù)研究中，一方面，研究可以繼續(xù)集中在重點的熱力清防蠟方法上，雖然熱力清防蠟方法可能已經(jīng)有了較為成熟的發(fā)展，但在核心專利等現(xiàn)有技術(shù)的基礎上，相關企業(yè)和科研機構(gòu)仍可以從熱源、熱流體介質(zhì)、熱效應提高、工藝、成本等方面著手，對其作進一步的技術(shù)改進；另一方面，在已知油井清防蠟領域的研究重點的基礎上，研究可以避開重點的熱力清防蠟方法，而著力研究和發(fā)展其他清防蠟方法，例如，結(jié)合油田實際，對已知的其他清防蠟方法進行適應性技術(shù)改進，或針對性地研發(fā)新的清防蠟方法。

3.4 重要申請人

表3中列出了油井清防蠟領域的全球?qū)＠暾堉袑＠暾埩颗琶?0的申請人的申請量。從表3中可以看出，在油井清防蠟領域中，中國占據(jù)了絕對優(yōu)勢，在排名前10 的申請人中占據(jù)了4位，且排名前3為均為我國，出現(xiàn)這種情況的主要原因是我國油田蠟質(zhì)含蠟較高，油井結(jié)蠟是保證油井正常生產(chǎn)、提高油井產(chǎn)量中需要重點關注和解決的問題。

4 結(jié)束語

本文對油井清防蠟專利技術(shù)進行了統(tǒng)計分析，重點對申請量年度分布、核心專利和重要申請人等進行了分析。我國在油井清防蠟領域的專利申請量很大，但掌握的核心專利很少。而國內(nèi)油田的含蠟量普遍很高，可以預期，在未來的一段時期內(nèi)，油井結(jié)蠟問題仍將是國內(nèi)油田為保產(chǎn)或提產(chǎn)而不可避開的問題，國內(nèi)對油井清防蠟相關的技術(shù)和產(chǎn)品的需求還將很大，因此，在今后的技術(shù)發(fā)展中，國內(nèi)相關企業(yè)和科研機構(gòu)可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對已知的清防蠟技術(shù)作進一步改進或創(chuàng)新，從而研制出更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新產(chǎn)品，以滿足國內(nèi)市場需求，提高國際競爭力。

參考文獻：

[1]張琪.采油工程原理與設計[M].山東：中國石油大學出版社，2003.

[2]楊全安，等.油田實用清防蠟與清防垢技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2014.

[3]肖進軍.油井結(jié)蠟及清防蠟技術(shù)探討[J].化學工程與裝備，2010（7）：65-66.

[4]劉愛華，等.油田清防蠟技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].石油化工腐蝕與防護，2009，26（1）：1-3.

[5]張衛(wèi)明.采油工程中油井的防蠟與清蠟方法[J].能源與節(jié)能，2013（3）：15-16，39.endprint