高效防蠟防垢裝置在油田的應(yīng)用

劉智偉 李鵬 郭雄 丁子?xùn)|

摘 要：結(jié)蠟結(jié)垢現(xiàn)象，是石油油田當(dāng)中常見(jiàn)的現(xiàn)象。受到結(jié)蠟和結(jié)垢的影響，油田開(kāi)采工作會(huì)更加困難，因此需要選定高效裝置對(duì)其進(jìn)行處理。本文結(jié)合油田開(kāi)采過(guò)程中防蠟防垢的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別對(duì)油田環(huán)境當(dāng)中結(jié)蠟特點(diǎn)、結(jié)垢特點(diǎn)進(jìn)行論述，同時(shí)結(jié)合技術(shù)手段，對(duì)高效裝置運(yùn)用下的油田防蠟防垢方式進(jìn)行總結(jié)，幫助相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行作業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：高效裝置;油田開(kāi)采工程;石油;防蠟防垢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.079

0 前言

石油作為一種化學(xué)原料，其內(nèi)部常常存在一些化合物，目前化學(xué)檢驗(yàn)當(dāng)中已經(jīng)能夠識(shí)別的石油內(nèi)部化合物多達(dá)數(shù)十種，其中芳香族環(huán)化合物和脂環(huán)族化合物，在石油內(nèi)部都是以直鏈結(jié)構(gòu)存在的。這些化合物的存在導(dǎo)致油田開(kāi)采當(dāng)中常常出現(xiàn)結(jié)蠟、結(jié)垢現(xiàn)象，為石油油田的開(kāi)采帶來(lái)嚴(yán)重困擾。隨著石油開(kāi)采技術(shù)條件的不斷深入，目前油田結(jié)蠟結(jié)垢的處理方式也有了全新突破。

1 石油開(kāi)采中油田防蠟裝置技術(shù)的應(yīng)用

（1）油田結(jié)蠟現(xiàn)象。油田內(nèi)部出現(xiàn)的結(jié)蠟現(xiàn)象，主要受到正鏈烷烴的影響。正鏈烷烴是一種十分清晰的針狀晶體，同時(shí)也是構(gòu)成油田石蠟的主要分子。研究表明，油田結(jié)蠟的石蠟是一種直鏈烴類(lèi)物質(zhì)，其分子內(nèi)部有著少量分支，同時(shí)包含大量碳原子，這使得石蠟的強(qiáng)度極高，部分石蠟分子強(qiáng)度能夠達(dá)到C80標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行油田結(jié)蠟分析時(shí)，研究人員通常需要對(duì)正鏈烷烴濃度、分子內(nèi)碳元素分布以及氣候狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而判斷當(dāng)前油田內(nèi)部的石蠟潛在沉積情況。

油田內(nèi)部的石蠟沉積現(xiàn)象影響深遠(yuǎn)，除了會(huì)影響油流通道截面積，造成油田生產(chǎn)困難、產(chǎn)量降低之外，部分油田由于受到石蠟沉積和油田內(nèi)大面積結(jié)蠟問(wèn)題的影響，還會(huì)造成油管堵死、活塞泵失靈，造成油田開(kāi)采的成本增加。

（2）油田中高效防蠟裝置的運(yùn)用。目前應(yīng)用于油田生產(chǎn)中的防蠟裝置主要集中在高效油管裝置和防蠟抑制劑裝置兩個(gè)方面。

高效油管裝置分為涂料油管和玻璃油管兩種，其中涂料油管是通過(guò)對(duì)常規(guī)傳統(tǒng)油管進(jìn)行內(nèi)壁涂飾的方式，將具有親水性物質(zhì)在油管內(nèi)壁中逐漸固化，使其表面光滑。目前主要采用的聚氨基甲酸酯有機(jī)涂料應(yīng)用十分廣泛，相較于傳統(tǒng)油漆涂料，具有更強(qiáng)的粘合強(qiáng)度和防蠟效果;玻璃油管主要是將厚度為1mm以?xún)?nèi)的工業(yè)玻璃裝置在油管內(nèi)壁之上，工業(yè)玻璃自身具有極高的親水憎油特點(diǎn)，其光滑內(nèi)壁能夠避免油管內(nèi)部的結(jié)蠟問(wèn)題，使油管能夠更好地完成油田原油運(yùn)輸[1]。

防蠟抑制劑在高效防蠟裝置當(dāng)中應(yīng)用同樣廣泛，油田當(dāng)中采用防蠟抑制劑能夠有效地進(jìn)行對(duì)于石蠟分子的包裹，從而組織石蠟分子在油田內(nèi)部進(jìn)行結(jié)晶。同時(shí)沒(méi)在油管表面運(yùn)用防蠟抑制劑還可以改變油管特性，促使油管轉(zhuǎn)變成為親水特性，避免石蠟出現(xiàn)沉積。常見(jiàn)的防蠟抑制劑為表面活性劑材料，該材料應(yīng)用水膜原理，通過(guò)表面親水新方式進(jìn)行防蠟。抑制劑能夠?qū)⒂H油基吸附到結(jié)蠟設(shè)備的最內(nèi)層，而親水基則在最外層，從而形成了活性水膜。油管原本的表面非極性轉(zhuǎn)變成為極性，最終實(shí)現(xiàn)有效防蠟。

2 石油開(kāi)采中油田防垢裝置技術(shù)的應(yīng)用

（1）油田結(jié)垢現(xiàn)象。油田結(jié)垢現(xiàn)象的出現(xiàn)和形成，主要由于油田內(nèi)部離子濃度發(fā)生變化。當(dāng)油田所處地層當(dāng)中產(chǎn)出液與油田液體發(fā)生混合后，油田內(nèi)部原本的離子平衡態(tài)就會(huì)遭到破壞。其中混合后的離子濃度會(huì)逐漸增加，當(dāng)增加量超過(guò)物質(zhì)的容積度之后，就會(huì)發(fā)生油田內(nèi)部的沉淀。沉淀物主要以鹽類(lèi)為主?；旌虾蟮囊后w由于存在由大規(guī)模的化學(xué)沉淀，因此被成為“不相容的水”。受到不相容的水影響，過(guò)飽和鹽離子并不會(huì)直接析出，而是以單相狀態(tài)存在。這種狀態(tài)之中，溶液處于不穩(wěn)定態(tài)。油田所處環(huán)境受到污染或雜質(zhì)影響，會(huì)形成分子熱運(yùn)動(dòng)。分子之間互相作用會(huì)產(chǎn)生離子固相微晶體，這種微晶體則會(huì)與單相狀態(tài)存在的鹽離子進(jìn)行結(jié)合，形成晶核。晶核逐漸堆積，在油田內(nèi)產(chǎn)生大量肉眼可見(jiàn)的垢。

（2）油田中高效防垢裝置的運(yùn)用。目前應(yīng)用于油田當(dāng)中的主要防垢裝置技術(shù)根據(jù)運(yùn)用方法可以被分為機(jī)械法、物理法以及化學(xué)法三個(gè)方面。

機(jī)械法主要采用熱交換器裝置，通過(guò)沖刷和自由面接觸，來(lái)實(shí)現(xiàn)油田防垢。在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員需要選取細(xì)砂粒材料加入到熱交換器設(shè)備的進(jìn)水之中，再將熱交換器設(shè)備投入到油田內(nèi)部的結(jié)垢部分。熱交換器的電動(dòng)刷需要與結(jié)垢位置相接觸，熱交換器設(shè)備通電之后，電動(dòng)刷利用細(xì)砂粒對(duì)結(jié)垢面進(jìn)行自動(dòng)清洗，使結(jié)垢轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化，垢則沿著熱交換器裝置的壁面流出，實(shí)現(xiàn)除垢。機(jī)械法是早期油田防垢技術(shù)，主要通過(guò)機(jī)械設(shè)備和出力控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)垢表面進(jìn)行刮擦除垢。

物理法當(dāng)中所采用的聲波防垢法是目前主要采用的高效防垢方法。工作人員選用聲波設(shè)備，對(duì)油田內(nèi)部結(jié)垢位置進(jìn)行聲波掃射。聲波在液體當(dāng)中能夠通過(guò)對(duì)液體進(jìn)行震蕩的方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)、空化效應(yīng)[2]。其中空化效應(yīng)可以使聲波再液體內(nèi)部產(chǎn)生小氣泡，氣泡則隨著聲波拉伸作用，逐漸膨脹，直至破裂。破裂氣泡會(huì)帶給結(jié)垢面以高溫高壓的沖擊，其所帶來(lái)的微射流沖擊效應(yīng)，能夠使結(jié)垢迅速分散，從而實(shí)現(xiàn)垢的清除，且避免油田內(nèi)部垢的沉積。

化學(xué)法主要借助化學(xué)試劑來(lái)完成油田內(nèi)部的防垢和除垢。在油田作業(yè)當(dāng)中，馬來(lái)酸鈉、氧基磺酸鹽、丁烯二酸鹽等是常用的化學(xué)制劑，其中馬來(lái)酸鈉作為一種典型的水溶性鹽，在油田內(nèi)部能夠?qū)⒐钢苯愚D(zhuǎn)化成為水溶性化合物，并通過(guò)水洗方式，實(shí)現(xiàn)去垢。相比于其他試劑，馬來(lái)酸鈉可以省去酸洗步驟，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著油田開(kāi)采技術(shù)水平的不斷提升，油田內(nèi)部的防蠟防垢技術(shù)也應(yīng)當(dāng)具備高效、簡(jiǎn)便、實(shí)用等特點(diǎn)。結(jié)合以往防控措施和現(xiàn)代防控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特征總結(jié)可以看出，新型油管裝置和聲波裝置更符合油田的生產(chǎn)實(shí)際，在應(yīng)用當(dāng)中也表現(xiàn)出效率性和應(yīng)用廣泛性，值得借鑒和推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)春.淺談井下固體防蠟阻垢技術(shù)在低滲透油田的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2018（04）：85-86.

[2]高永華，李康，劉華偉等.金縣1-1油田稠油井電加熱清防蠟工藝研究[J].石油和化工設(shè)備，2017，20（10）：66-69.