高粘、高含蠟稠油井管理對策探討

邱姍姍

摘要：在原油開采過程中，隨著溫度的降低和氣體的析出，石蠟便以晶體析出、長大、聚集并沉積在管壁上，即出現(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)象。油田開發(fā)后期，由于采油地質(zhì)，工藝條件的變化，導(dǎo)致油井的結(jié)蠟機(jī)理發(fā)生變化，結(jié)蠟范圍擴(kuò)大.本文結(jié)蠟狀況和現(xiàn)場清蠟工作的實(shí)際情況，特別是對高含蠟、低能量油井的清蠟情況的探索跟蹤，形成了適合低能量油井清蠟的新技術(shù)并推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高粘度；高含蠟；稠油井；清蠟技術(shù)；增產(chǎn)增效

本文從油藏類型的出發(fā)，對不同物性的原油清防蠟狀況進(jìn)行分析，結(jié)合結(jié)蠟狀況和現(xiàn)場清蠟工作的實(shí)際情況，特別是對高含蠟、低能量油井的清蠟情況的探索跟蹤，形成了新式加熱爐洗井、空心桿洗井、熱油洗井等油井清蠟新技術(shù)。這些新技術(shù)避免了常規(guī)水泥車熱水洗井造成的油層污染、排液期長、不返液、熱洗質(zhì)量不高等問題，效果顯著。通過改進(jìn)工藝，加大推廣力度，高含蠟低能量油井的清防蠟新技術(shù)必將在生產(chǎn)中發(fā)揮更加積極增產(chǎn)增效作用。

1.油井的結(jié)蠟機(jī)理

薄膜吸附：當(dāng)油水乳化液與油管和設(shè)備表面接觸時(shí)，通常形成兩種定向?qū)樱丛魉ㄏ驅(qū)雍陀H水定向?qū)?。一方面，烴類中的油溶表面活性劑被油管或設(shè)備表面吸附，形成具有憎水傾向的定向?qū)雍鸵粚釉捅∧?；另一方面，該原油薄膜與不含表面活性劑的水接觸時(shí)破裂，在其表面上形成親水定向?qū)?。此時(shí)，烴類中大量未被金屬表面吸附的表面活性劑，開始以親水基吸水，憎水基吸油的方式吸附在這一新的油水界面上，從而在金屬表面形成由雙層表面活性劑分子組成的憎水層，油膜薄層則浸潤油管和設(shè)備表面并向周圍延伸，當(dāng)溫度降至低于石蠟結(jié)晶溫度時(shí)，在油膜上形成蠟晶格網(wǎng)絡(luò)，并不斷長大，形成沉積水。這一過程的循環(huán)往復(fù)可使結(jié)蠟層不斷增厚。

液滴吸附：在紊流攪動(dòng)下，油水乳化液沿油管向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量足以使孤立液滴徑向運(yùn)動(dòng)并與油管壁相撞。計(jì)算表明，在距泵入口20m的范圍內(nèi)液流中的每一油滴與油管壁的接觸多于100次，這時(shí)含有瀝青、膠質(zhì)和石蠟的油滴被金屬表面的油膜吸附，其中具有足夠動(dòng)能的油滴進(jìn)入油膜，石蠟則在油管壁上沉積。

引起管內(nèi)壁結(jié)蠟的關(guān)鍵因素是溫度，一方面由于管壁處的油溫低于蠟的初始結(jié)晶溫度，使油流中的石蠟分子借助于管內(nèi)壁所提供的結(jié)晶中心（如內(nèi)壁的粗糙突起、機(jī)械雜質(zhì)和砂等）結(jié)晶折出，形成不流動(dòng)的結(jié)蠟層，并進(jìn)一步吸附液相中的蠟晶，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把部分液態(tài)原油包圍其中；另一方面，由于熱油管路橫截面上鄰近管壁處的溫度梯度，當(dāng)溫度最低的內(nèi)壁面處溫度析出蠟晶后，該處溶液中溶解的石蠟分子濃度就低于離內(nèi)壁面遠(yuǎn)處的溶液。

2 油井結(jié)蠟的危害及影響因素

油田開發(fā)過程中的油井結(jié)蠟，嚴(yán)重影響了油井的正常生產(chǎn)，油井由于結(jié)蠟造成的危害程度按從輕到重的情況可分三個(gè)階段：1）當(dāng)油井管壁結(jié)蠟逐漸增多時(shí)，會(huì)造成油流通道減小，井口回壓上升，降低油井產(chǎn)量，自噴井甚至?xí)姡坏貙由淇着谘酆捅萌肟谔幗Y(jié)蠟，會(huì)增大油流阻力降低泵效；地層內(nèi)部結(jié)蠟會(huì)大幅度降低其油相滲透率，使油井大幅度減產(chǎn)或停產(chǎn)等。2）隨著蠟量增多，大量蠟附著在油管內(nèi)壁和抽油桿上，會(huì)導(dǎo)致管柱載荷出現(xiàn)明顯的變化，電流上升，影響桿、管使用壽命，縮短油井免修期。

2.2 油井結(jié)蠟的影響因素

2.2.1 原油溫度對結(jié)蠟的影響

一般來說，當(dāng)溫度保持在析蠟溫度以上時(shí)，蠟不會(huì)析出，就不會(huì)結(jié)蠟，而當(dāng)溫度降到析蠟溫度以下時(shí)，開始析出石蠟，溫度越低，析出的石蠟越多（但是，析蠟溫度隨著開采過程中原油組分變化而變化）。當(dāng)壓力降到泡點(diǎn)以下時(shí)，天然氣開始分離出來，由于天然氣的氣化過程和壓力降低、天然氣膨脹都要吸熱，使溫度下降，更促進(jìn)結(jié)蠟。

2.2.2 原油成分對結(jié)蠟的影響

原油中石蠟和膠質(zhì)含量高，管道石蠟沉積強(qiáng)度就大，這是因?yàn)樵谄渌鼦l件相近的情況下，原油含蠟量高，其石蠟的析出量也多；而膠質(zhì)的增加，將使蠟?zāi)z分子團(tuán)表面發(fā)生吸附，蠟晶表面很多地方被膠質(zhì)的極性部分所占據(jù)，再吸附的膠質(zhì)其非極性部分必然向外，這將有利于蠟分子的集結(jié)，從而增加結(jié)蠟，這樣的蠟晶中分子排列不可能非常規(guī)則，必然是較為松散的，混亂的，含油較多的。這表現(xiàn)為膠質(zhì)濃度增加至一定程度后，結(jié)蠟量上升。

2.2.3 原油含水率對結(jié)蠟的影響

一般來說，當(dāng)原油含水率增高時(shí)，水容易在管壁處形成水膜，削弱了石蠟直接在管壁上析出結(jié)晶的親合力，減少了石蠟與管壁直接接觸的機(jī)會(huì)；特別是當(dāng)原油含水率超過了轉(zhuǎn)相點(diǎn)后，原油乳狀液從油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗托?，作為分散相的水成為連續(xù)相，從而導(dǎo)致石蠟沉積強(qiáng)度大幅度下降。

3 熱洗清蠟新方法

3.1 新式加熱爐洗井

油井均為摻水伴輸，摻水水源有一定的壓力、溫度，所以產(chǎn)生新式加熱爐洗井方法。這種方法正是利用摻水系統(tǒng)的壓力，通過高效熱傳導(dǎo)爐把摻水加熱到80度以上，再進(jìn)入套管進(jìn)行洗井?？刂坪脺囟群蛪毫涂梢酝瓿蛇吋訜徇呄淳?。這一新式洗井方法改變了以往水泥車洗井的老模式。在摻水管線上栽1寸閘門并與加熱爐進(jìn)口相連，爐子出口與套管連接，實(shí)際操作過程中我們通過控制1寸閘門來控制水量，控制干氣來調(diào)節(jié)爐火，使摻水通過爐子出口時(shí)溫度應(yīng)大于80度小于90度，再進(jìn)入套管，達(dá)到洗井的目的。

雖然這一洗井方法很方便，但存在局限性：由于該洗井方式，是利用摻水和摻水壓力，并利用干氣進(jìn)行加熱，所以要用該方式洗井就必須同時(shí)具備摻水和干氣的油井。在實(shí)際操作過程中，應(yīng)該注意摻水量不能超過1方/小時(shí)，如果超過1方/小時(shí)，溫度很難達(dá)到80度。爐子出口壓力不能超過摻水壓力，洗井水量不得少于40方，并在洗井過程中時(shí)刻記錄電流變化情況。

3.2 空心桿洗井

油井多是稠油開采，粘度大，所以多使用空心桿降粘技術(shù)開采。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了用空心桿洗井防蠟降粘，節(jié)約人力，經(jīng)濟(jì)又不傷害油層。（1）存在問題：1、產(chǎn)出液油氣比在200m3/ T以上的油井由于氣體壓力恢復(fù)過快，不適用該清蠟工藝。2、產(chǎn)液量低于5m3/d或高于20m3/d的油井，由于液量太低或太高在短時(shí)間內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)循環(huán)傳熱，不適用該工藝。3、不適用于稠油、高凝油井。4、液面太淺（低于700米）的油井由于自產(chǎn)液無法形成循環(huán)導(dǎo)致壓力上升，不適用于該工藝。（2）下步建議：1、可以選擇液量在5-20 m3/d之間的油井、地層能量低、常規(guī)洗井易倒灌地層的油井及水敏嚴(yán)重的油井，推廣使用HYCD防污染洗井清蠟工藝。2、在施工前對井況進(jìn)行充分了解，并對現(xiàn)場設(shè)施仔細(xì)檢查，及時(shí)排除隱患，確保施工安全順利進(jìn)行。3、做好洗井前后電流、載荷、液量的監(jiān)測工作，及時(shí)分析清蠟效果。

4 結(jié)束語

在原油生產(chǎn)的過程中，防蠟和清蠟工作是油井現(xiàn)場管理日常工作的重要內(nèi)容之一。探索高含蠟、低能量油井的清防蠟新技術(shù)，形成了新式加熱爐洗井、空心桿洗井、熱油洗井等油井清蠟新技術(shù)。這些新技術(shù)避免了常規(guī)水泥車熱水洗井造成的油層污染、排液期長、不返液、熱洗質(zhì)量不高等問題，效果顯著。通過改進(jìn)工藝方法，加大推廣力度，高含蠟低能量油井的清防蠟新技術(shù)必將在生產(chǎn)中發(fā)揮更加積極的增產(chǎn)增效作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張新強(qiáng)，李繼原，王惠英，張軍，楊智，等。GKA超導(dǎo)自動(dòng)熱洗清蠟裝置適應(yīng)性研究?；す芾韀J].2017（08）

（作者單位：中油遼河油田公司錦州采油廠）