電磁防蠟裝置應(yīng)用及效果評價

張明明 王國維 江淑麗 孫曉光

（中國石油華北油田第四采油廠 河北廊坊 065000）

如何解決油井筒結(jié)蠟減粘提高采油的產(chǎn)量并降低采油成本，是采油生產(chǎn)工藝過程中多年來需要解決的問題。目前，國內(nèi)油田正在應(yīng)用的化學(xué)添加劑、熱清洗、磁防蠟等方法能夠解決井筒結(jié)蠟問題，但是這些措施均存在使用缺陷，并受天氣、環(huán)境等條件約束，長期使用，作業(yè)成本相對較高，不利于節(jié)能減排。在這種情況下，電磁防蠟技術(shù)成為解決油井筒結(jié)蠟問題、降低作業(yè)成本的手段之一。

1 各種防蠟措施的對比

1.1 采用化學(xué)添加劑法

該方法要根據(jù)原油性質(zhì)、油井生產(chǎn)狀況及具體結(jié)蠟程度，對化學(xué)添加劑類型、濃度實驗摸索和篩選（單口井每年平均加藥費用是1.7～3.6萬元左右），并存在毒性、易燃等環(huán)保安全隱患。

1.2 熱洗法

該方法重復(fù)作業(yè)頻繁，勞動強度大，費用較高，有時會造成地層污染（單口井每年平均費用是2.2～2.8萬元左右）。頻繁的熱洗會使入井液對油層造成一定污染，且因操作時需停產(chǎn)，每次操作過程都會影響產(chǎn)油量，同時還要與化防配合。

1.3 電加熱防蠟

該方法是通過給井筒及抽油桿通電的方式，來加熱井筒以達到防蠟的目地，安全防爆性能差，一旦絕緣出問題則存在重大隱患。

1.4 機械清蠟

該方法產(chǎn)生的積蠟容易落入井底，污染近井地層；對管柱磨損嚴重，增加負荷，甚至?xí)斐上灴ā?/p>

2 電磁防蠟技術(shù)

2.1 技術(shù)優(yōu)勢

該技術(shù)定向電磁能量極化前后，碳鋼管線形成強大的磁力場，使上游油管和下游油管線的含蠟油流都受到磁處理，改變了原油的物性，達到井筒和管線的防蠟減粘目的。

該裝置可連續(xù)工作，只要抽油機工作裝置就開始發(fā)揮作用；性能穩(wěn)定，基本上免維護，節(jié)省了大量人力物力。

電磁防蠟裝置安裝部位，在井上的井口出油管線上，與出油管線連成一體，大大減輕了井下作業(yè)的工作量，安裝、操作、維修極為簡便，安全性能優(yōu)越。該技術(shù)對各類油田的油井有很強的適用特性。

2.2 設(shè)備原理

該裝置主要由電源、電磁轉(zhuǎn)換器和電纜組成（圖1）。經(jīng)電源變換后，給設(shè)備的電磁轉(zhuǎn)換部分直接供電，電磁轉(zhuǎn)換部分將電能變換成變化的電磁場。電磁變換過程中會釋放部分磁力作為傳輸源，電磁場可以在油管內(nèi)向井下延伸，電磁場作用于流體后可改變分子排列結(jié)構(gòu)，使雜亂的分子團變成極化的穩(wěn)定分子鏈，使石蠟分子電中性化，失去脫離溶液而析出的能力，從而達到防蠟的目的。該裝置電源220V/50Hz，平均功率300W，工作壓力＜16Mpa，環(huán)境溫度-50℃～+65℃，作用距離＜2.2km。

圖1 電磁裝置示意圖

從圖2中可以很容易看出其作用前后的分子排列的改變，從而防止其從溶液中析出，堆積在油管內(nèi)壁上，使其失去脫離溶液而附著到油管內(nèi)壁的能力，使石蠟分子懸浮在原油中不易結(jié)晶析出，從而達到防蠟的目的。

圖2 電磁防蠟裝置作用前后示意圖

該裝置安裝在井口出油管線上，該裝置采用立式安裝，即將電磁防蠟器垂直安裝在井口生產(chǎn)閘門出口處，在井口生產(chǎn)管線出口處與電磁防蠟器的入口相連，電磁防蠟器的出口扣在生產(chǎn)管線的出口閥門上，連接方式采用法蘭連接。若該裝置不用，可安裝同等長度的短接將管線連接，保證生產(chǎn)繼續(xù)進行。

2.3 效果分析

該技術(shù)主要選擇在化防加藥油井和熱洗周期短的油井上應(yīng)用，安裝調(diào)試正常后，停止化防加藥措施。所選井的原油物性為含蠟量在5%～30%范圍之內(nèi)，含水在1%～98%范圍之內(nèi)，粘度在1.8～7mPa.s范圍之內(nèi)，凝固點在15℃～54℃范圍之內(nèi)。

應(yīng)用初期在京327井進行安裝，調(diào)試一周后停止化防加藥，上、下電流為32/30A，與化防加藥時期相比，電流保持穩(wěn)定，沒有發(fā)生突變。該井停藥347天后進行檢泵作業(yè)，起出桿管結(jié)蠟情況未發(fā)現(xiàn)異常。但是安裝試用前作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)起出全部油管自井口向下1200m，油管內(nèi)壁有黑色結(jié)蠟，厚約3～5mm，粘附較牢固，說明電磁防蠟裝置取得了較好的應(yīng)用效果。同時，熱洗周期得到了延長，由原來的90天延長至187天（圖3）。

圖3 京327井試用期間上、下行電流圖

從目前推廣使用電磁防蠟裝置的50口井現(xiàn)場使用情況看，油井已經(jīng)全部停止加藥且生產(chǎn)正常；油井電流平穩(wěn)或略有降低，沒有發(fā)生突變，同時延長熱洗周期31.3天，說明安裝此裝置在停藥后仍可以達到防蠟的效果。

2.4 使用過程中的創(chuàng)新點

電磁防蠟裝置對于地面管線的有效性于2013年進行了試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗2口井中，安106、京22-32井井口回壓有一定幅度的降低，取得一定的效果（圖4、5）。

圖4 安106井回壓曲線圖

圖5 京22-32井回壓曲線圖

3 結(jié)論

通過對電磁防蠟技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)電磁防蠟技術(shù)針對抽油機井防蠟效果較為明顯，達到了防蠟降粘效果。與化學(xué)清防蠟相比，沒有維護工作量，不受雨雪天氣和道路、機械故障的影響，解決了路途遠和路況差的井加藥和熱洗作業(yè)難的問題。同時，電磁防蠟技術(shù)的應(yīng)用可以解決藥劑費用高、勞動強度大、清蠟次數(shù)頻繁等問題，減少作業(yè)次數(shù)，降低油井維護費用。