安塞油田化學(xué)清防蠟工藝效果分析

賴南君，李俊，呂億明，劉中嶸，李敏，喬東宇，4，鄧嘉雯

（1 西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川成都610500；2 長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710018；3 長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽745000；4 中國石油西部鉆探工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊830011）

在含蠟原油開采過程中，復(fù)雜油氣水三相流下的井筒蠟沉積問題愈發(fā)突出，是產(chǎn)能下降的一個重要影響因素[1-3]。油井蠟沉積過程復(fù)雜，受多種因素共同作用，目前國內(nèi)外學(xué)者對不同流態(tài)下的蠟沉積機(jī)理和預(yù)測取得了眾多成果[4-7]。為清除或緩解蠟堵問題，國內(nèi)外學(xué)者提出了清防蠟工藝，具有物理、化學(xué)和生物等方法，而由于化學(xué)清防蠟工藝的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使其在油田應(yīng)用廣泛[8-10]。沉沒度、產(chǎn)液量和含水率是影響清防蠟工藝效果的重要因素，目前各油田不同區(qū)塊和開發(fā)時期選取的評價(jià)指標(biāo)不盡相同，主要是單一指標(biāo)評價(jià)法。王靜等[11]以清防蠟周期和增油量為指標(biāo)對篩選的清防蠟菌種進(jìn)行了研究分析；都芳蘭等[12]以壓力為指標(biāo)研究了清防蠟工藝與沉沒度和產(chǎn)液量的關(guān)系；孫艷[13]通過計(jì)算長慶油田下5個區(qū)塊的管流摩阻，發(fā)現(xiàn)加入清防蠟劑后能夠降低耗能；張廷[14]通過清防蠟工藝應(yīng)用前后的抽油桿載荷和油井結(jié)蠟周期分析了H區(qū)塊清防蠟劑的現(xiàn)場應(yīng)用效果。

安塞油田的開發(fā)層系有長2、長6、延9 和延10 等，油層中深為1400～1600m，原油蠟含量為10%～20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），屬高含蠟原油，油井普遍存在結(jié)蠟現(xiàn)象。目前，年實(shí)施油井清防蠟作業(yè)數(shù)千井次，其中化學(xué)清防蠟劑主要有CQ-1、CQ-2、CQ-3 和CQ-4，現(xiàn)場作業(yè)人員一般根據(jù)抽油機(jī)電流、壓力、增油量和清防蠟周期判斷清防蠟工藝效果，存在準(zhǔn)確度低和資源浪費(fèi)的問題。受評價(jià)方法及現(xiàn)場生產(chǎn)因素限制，化學(xué)清防蠟工藝在安塞油田應(yīng)用效果不明確。針對清防蠟工藝應(yīng)用效果問題，許多學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向原油和蠟的物性，都芳蘭等[15]研究了原油與井壁蠟組分，結(jié)果表明組分差距大；劉韻秋等[16]開展了油井上部和下部蠟樣研究，表明粗晶蠟和微晶蠟含量差別較大。

本文以安塞油田長6 層位為研究對象，分析4種油井化學(xué)清防蠟劑的現(xiàn)場應(yīng)用效果。清防蠟劑通過井口連續(xù)加藥方式加入油套環(huán)空，清防蠟劑的加入濃度為150mg/L，3 天后在油井井口進(jìn)行取樣工作，清防蠟工藝如圖1 所示。清防蠟工藝的應(yīng)用導(dǎo)致原油組成發(fā)生改變，在結(jié)合清防蠟工藝作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過油田現(xiàn)場井口采集原油樣品，系統(tǒng)分析清蠟防工藝應(yīng)用前后原油族組成、蠟組分、析蠟點(diǎn)、黏度和溶蠟速率。油井結(jié)蠟是一個動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的過程，清防蠟工藝效果是一個多目標(biāo)問題。多目標(biāo)模糊評價(jià)方法是多因素復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)選評價(jià)的最常用方法之一[17-18]，通過確定評價(jià)指標(biāo)，結(jié)合多目標(biāo)評價(jià)方法建立了一種評價(jià)油井清防蠟工藝現(xiàn)場應(yīng)用效果的方法，為復(fù)雜油井條件下清防蠟工藝應(yīng)用效果提供了簡單有效的評價(jià)指標(biāo)和方法。

圖1 清防蠟工藝示意圖

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 材料

正庚烷、苯、甲苯、丙酮、石油醚（60～90℃）、中性氧化鋁（100～200 目）、二硫化碳、乙醇，成都市科隆化學(xué)品有限公司，分析純；油基清蠟劑CQ-1、水基清防蠟劑CQ-2、水基清防蠟劑CQ-3、乳液型清防蠟劑CQ-4，安塞油田提供；實(shí)驗(yàn)油樣，安塞油田各油井井口取樣，每口油井取清防蠟工藝應(yīng)用前和應(yīng)用后的油樣；實(shí)驗(yàn)蠟樣，從采集的原油中分離得到。4 種清防蠟劑各項(xiàng)指標(biāo)見表1；取樣井號、油井清防蠟劑應(yīng)用情況、日產(chǎn)液和含水率等資料見表2。

表1 清防蠟劑數(shù)據(jù)表

表2 油井?dāng)?shù)據(jù)表

CQ-1 型清防蠟劑是油基清蠟劑，其凝點(diǎn)低、低毒和安全，配方主要藥劑為芳香烴和飽和烴，以及少量滲透劑和高分子聚合物；CQ-2 型清防蠟劑是水基清防蠟劑，其凝點(diǎn)低、低毒和安全環(huán)保，配方主要藥劑為乙醇、非離子表面活性劑、增溶劑A和滲透劑B；CQ-3 型清防蠟劑是水基清防蠟劑，其凝點(diǎn)低、低毒和安全，配方主要藥劑為表面活性劑（吐溫、OP-10）和滲透劑X、增溶劑Y；CQ-4型清防蠟劑是乳液清防蠟劑（水包油型），其凝點(diǎn)低、低毒和安全環(huán)保，配方主要藥劑為苯及其他芳香烴、表面活性劑、石油醚和堿性物質(zhì)。4種類型清防蠟劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易分層或者產(chǎn)生沉淀物質(zhì)，滿足密度、閃點(diǎn)和凝點(diǎn)的使用要求，且不含有機(jī)氯和二硫化碳等有毒物質(zhì)。

18 口試驗(yàn)油井的開發(fā)層位均為長6，開采深度、方式和原油性質(zhì)相似。WY 作業(yè)區(qū)的6 口油井蠟堵嚴(yán)重，結(jié)合油井前期清防蠟劑的應(yīng)用情況和油基清蠟劑在清除蠟堵上的優(yōu)勢，因此應(yīng)用CQ-1油基清蠟劑。WQ和HLM作業(yè)區(qū)的原油蠟含量較高和含水率適中，需要清蠟和防蠟相結(jié)合以保證油井產(chǎn)量，且前期一直應(yīng)用水基清防蠟劑，因此分別應(yīng)用CQ-2 和CQ-3 水基清防蠟劑。PQ 作業(yè)區(qū)的油井含水率較高且原油含蠟量較高，油基和水基清防蠟劑的應(yīng)用受到限制，CQ-4 乳液型清防蠟劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有清蠟和防蠟效果，因此選用CQ-4乳液型清防蠟劑。

1.2 分析測試儀器

蠟含量測定儀，DYH-210B型，大連雨禾石油儀器有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，SQI 型，美國Thermo Fisher 公司；熱分析儀，DSC823 型，瑞士梅特勒-托利多公司；黏度計(jì)，DV-Ⅲ型，美國Brookfiled 公司；玻璃吸附柱，成都市科隆化學(xué)品有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

由表2可知，原油樣品含水率均大于0.5%，在實(shí)驗(yàn)前需將原油進(jìn)行脫水和預(yù)處理，使其組成均一19]。采用的方法為水浴密閉加熱至80℃，恒溫2h，自然冷卻至室溫，陰暗處存放48h以上。

1.3.1 原油中蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量

按照SY/T 7550—2012《原油中蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量的測定》[20]規(guī)定的方法測定原油族組成。采用冷凍結(jié)晶法測定蠟含量，甲苯回流法測定瀝青質(zhì)含量，差減法計(jì)算膠質(zhì)含量。蠟含量變化率由清防蠟工藝前后原油的蠟含量計(jì)算得到。

1.3.2 蠟組分

采用GC-MS 分析蠟的碳數(shù)分布，溶劑為二硫化碳。色譜質(zhì)譜接口最高溫度400℃，離子源最高溫度350℃，柱箱最高操作溫度450℃。柱溫60℃，恒溫5min，然后以5℃/min 的速率升溫，載氣為氦氣，進(jìn)樣量為0.2μL。

1.3.3 析蠟點(diǎn)

按照SY/T 0545—2012《原油析蠟熱特性參數(shù)的測定-差示掃描量熱法》[21]規(guī)定的方法測試原油的析蠟點(diǎn)。稱取處理后的原油樣品4～8mg于試樣皿中，從40℃升溫到90℃，恒溫1min，然后降溫至-30℃，記錄DSC 曲線，由DSC 曲線得到原油析蠟點(diǎn)。析蠟點(diǎn)變化率由清防蠟工藝前后原油的析蠟點(diǎn)計(jì)算得到。

1.3.4 黏度

按照SY/T 0520—2008《原油黏度測定-旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)平衡法》[22]規(guī)定的方法測定原油的黏度。將原油在黏度計(jì)的恒溫系統(tǒng)中保持20～30min，溫度為50℃，剪切速率為7.34s-1，接下來進(jìn)行測試和讀數(shù)。降黏率由清防蠟工藝前后原油的黏度計(jì)算得到。

1.3.5 溶蠟速率

按照SY/T 6300—2009《采油用清、防蠟劑技術(shù)條件》[23]規(guī)定的方法測定清防蠟劑的溶蠟速率。測定規(guī)定質(zhì)量的蠟球在清防蠟劑中的溶解時間，計(jì)算得到清防蠟劑的溶蠟速率。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 原油族組成

長6層位18口油井的原油族組成實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示?；瘜W(xué)清防蠟劑的成分為溶蠟性能較好的化學(xué)溶劑和其他助劑，具有溶解蠟晶的作用，將沉積在管壁上的蠟溶解或者剝離下來，抑制蠟晶的聚集和沉積，然后隨流體流出，達(dá)到緩解蠟沉積的目的[24-25]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明清防蠟工藝后原油中蠟含量高于工藝前原油中蠟含量；瀝青質(zhì)含量低；膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量呈無規(guī)律變化。清防蠟工藝后原油中蠟含量的增加反映了井筒中蠟沉積量的降低，表明清防蠟劑清除或減緩了油井蠟堵問題。

2.2 蠟組分

原油組成測試結(jié)果表明清防蠟工藝應(yīng)用后原油中蠟含量升高，這必然導(dǎo)致蠟的碳數(shù)發(fā)生改變[26]。將4種清防蠟劑作用后的蠟進(jìn)行碳數(shù)分布測試，實(shí)驗(yàn)蠟樣從原油中分離而得，包含化學(xué)清防蠟工藝前和工藝后的蠟樣。蠟的碳數(shù)分布測試結(jié)果見圖2。清防蠟工藝前后蠟的碳數(shù)變化幅度如表4所示。

從圖2 和表4 得蠟的碳數(shù)變化情況：清防蠟工藝應(yīng)用后，C16～C30的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，C30以上的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加；蠟的碳數(shù)主要分布在C20～C35。蠟組分碳數(shù)變化幅度不同是由于清防蠟劑的適應(yīng)性及油井條件導(dǎo)致。油井生產(chǎn)過程中的蠟是多種物質(zhì)的混合物，其熔點(diǎn)為復(fù)雜混合物熔點(diǎn)的宏觀體現(xiàn)。高碳數(shù)的蠟分子因其飽和度較低，會先于低碳數(shù)蠟分子結(jié)晶析出，因此原油中烷烴的熔點(diǎn)隨蠟的碳數(shù)增高而上升。隨著油井中原油向井口運(yùn)移，井筒內(nèi)溫度和壓力不斷降低，熔點(diǎn)較高的高碳數(shù)蠟會首先結(jié)晶析出，形成結(jié)晶中心，隨后其他碳數(shù)的蠟也會不斷結(jié)晶析出。4種清防蠟工藝通過溶解井筒內(nèi)壁的蠟或者抑制蠟的析出和結(jié)晶，致使清防蠟工藝應(yīng)用后C30以上的含量升高，C16～C30的含量降低?？陀^上，C30以上含量的升高導(dǎo)致蠟質(zhì)變軟而易于清理。

表3 原油組分測試結(jié)果表

表4 清防蠟工藝前后蠟組分碳數(shù)變化表

2.3 蠟含量

基于原油組分（蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)）的測試結(jié)果，即清防蠟工藝后原油中蠟含量高于工藝前原油中蠟含量，因此進(jìn)行了蠟含量變化率的計(jì)算。

圖2 清防蠟工藝應(yīng)用前后蠟樣的碳數(shù)分布

蠟含量變化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5示。清防蠟工藝前原油的蠟含量分布在5%～12%，清防蠟工藝后原油的蠟含量分布在9%～17%；原油平均蠟含量變化率為22.99%，CQ-1的蠟含量變化率最大。油基清蠟劑CQ-1 對井筒內(nèi)壁的蠟有著良好的溶解能力，溶解的蠟隨井筒內(nèi)流體運(yùn)移到井口，所以清防蠟工藝應(yīng)用后原油的蠟含量高于工藝應(yīng)用前原油中的蠟含量。清防蠟劑CQ-2、CQ-3 和CQ-4，一是對井筒內(nèi)壁已經(jīng)沉積的蠟有溶解作用，二是抑制蠟晶的析出、聚集與沉積和在井筒內(nèi)壁創(chuàng)造不利于蠟沉積的環(huán)境，溶解井筒內(nèi)壁的蠟和結(jié)晶的蠟隨井筒內(nèi)流體運(yùn)移到井口，因此清防蠟工藝應(yīng)用后蠟含量增加。清防蠟工藝后原油中蠟含量的增加反映了井筒中蠟沉積量的降低，受清防蠟工藝、原油性質(zhì)及現(xiàn)場生產(chǎn)條件等的影響，由原油中蠟含量計(jì)算得到的蠟含量變化率存在大小差異，表現(xiàn)為化學(xué)清防蠟工藝的現(xiàn)場應(yīng)用效果差異，因此蠟含量變化率可作為評價(jià)指標(biāo)。

表5 蠟含量測試結(jié)果表

2.4 析蠟點(diǎn)

析蠟點(diǎn)在DSC 曲線上是開始偏離基線形成放熱峰時對應(yīng)的起始溫度，基于原油組分的分析結(jié)果可知清防蠟工藝應(yīng)用后原油中的蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量發(fā)生了變化，這必然造成析蠟點(diǎn)的變化[27]。析蠟點(diǎn)測試結(jié)果如表6所示，清防蠟工藝前原油析蠟點(diǎn)分布在32～38℃，清防蠟工藝后原油析蠟點(diǎn)分布在31～35℃；原油平均析蠟點(diǎn)變化率為2.86%，CQ-1 工藝的析蠟點(diǎn)變化率最大?；瘜W(xué)清防蠟工藝應(yīng)用前原油的析蠟點(diǎn)大于化學(xué)清防蠟工藝應(yīng)用后原油的析蠟點(diǎn)，主要原因是：一般情況下原油中蠟含量越高其析蠟點(diǎn)越大，雖然化學(xué)清防蠟工藝應(yīng)用后原油中蠟含量增加，但是化學(xué)藥劑既對沉積的蠟晶有溶解作用，也能夠抑制蠟晶的析出和沉積，所以化學(xué)藥劑降低了原油的析蠟點(diǎn)。因此，析蠟點(diǎn)變化率可作為評價(jià)指標(biāo)。

表6 析蠟點(diǎn)測試結(jié)果表

2.5 黏度

黏度是評價(jià)油井內(nèi)原油流動性的重要參數(shù)，黏度與原油烴類組成密切相關(guān)[28-29]。表7 是降黏率測試結(jié)果，清防蠟工藝應(yīng)用后原油黏度均下降，由于各油井沉沒度、清防蠟工藝、產(chǎn)油量和含水率等不同，因此降黏率不同，降黏率可作為評價(jià)指標(biāo)。清防蠟工藝前原油黏度分布在5～31mPa·s，清防蠟工藝前原油黏度分布在3～15mPa·s，主要原因是清防蠟劑能夠抑制蠟和瀝青質(zhì)等形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.6 溶蠟速率

CQ-1、CQ-2、CQ-3 和CQ-4 為化學(xué)藥劑，溶蠟速率是其性能的一個重要指標(biāo)。在45℃條件下測試了清防蠟劑針對不同蠟樣的溶蠟速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表8 所示。除CQ-3 外，其他清防蠟劑的溶蠟速率均大于或等于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的0.0160g/min，清防蠟劑CQ-2的平均溶蠟速率最大，針對13#油井蠟樣的溶蠟速率最高為0.0516g/min，CQ-3針對16#油井蠟樣的溶蠟速率最低為0.0054g/min，這是因?yàn)榍宸老瀯┑倪m應(yīng)性和油井蠟的碳數(shù)各不相同，因此溶蠟速率可作為評價(jià)指標(biāo)。

表7 黏度測試結(jié)果表

表8 溶蠟速率測試表

2.7 工藝效果綜合分析

油井清防蠟是一個動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的過程，清防蠟工藝現(xiàn)場應(yīng)用效果是一個多目標(biāo)問題，因此需要綜合分析[30-31]。由于4 種化學(xué)清防蠟工藝在不同指標(biāo)各有優(yōu)勢，以溶蠟速率、蠟含量變化率、析蠟點(diǎn)變化率和降黏率為評價(jià)指標(biāo)，結(jié)合多指標(biāo)評價(jià)方法建立了評價(jià)體系，通過設(shè)定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)值等對化學(xué)清防蠟工藝現(xiàn)場應(yīng)用效果進(jìn)行綜合分析。

對于單項(xiàng)指標(biāo)Xj（1≤j≤4）和工藝Ai（1≤i≤4），令該指標(biāo)的平均水平為Xji，則工藝集Aji在單項(xiàng)指標(biāo)Xj中的平均水平為-Xj。為消除不同單項(xiàng)指標(biāo)之間的數(shù)值差，則工藝Ai在單項(xiàng)指標(biāo)中Xj的實(shí)際表現(xiàn)如式(1)所示。

式中，Xji為指標(biāo)的平均水平，量綱為1；-Xj為工藝集Aji在單項(xiàng)指標(biāo)Xj中的平均水平，量綱為1；Kji為比平均值，即工藝Ai在單項(xiàng)指標(biāo)中Xj的實(shí)際表現(xiàn)值，量綱為1。

由于不同評價(jià)指標(biāo)評價(jià)的取向不同，分為越大越優(yōu)型和越小越優(yōu)型兩種。本實(shí)驗(yàn)中的蠟含量變化率、降黏率、析蠟點(diǎn)變化率和溶蠟速率均為越大越優(yōu)型指標(biāo)。為消除不同指標(biāo)之間的極限差別，進(jìn)行綜合分析，工藝Ai的得分如式(2)所示。

式中，K'ji為評價(jià)指標(biāo)分值，量綱為1。

K'ji落在（-1,1）之間。接著對K'ji進(jìn)一步歸一化處理，使之處于（0,1）之間，最后結(jié)合多目標(biāo)模糊評價(jià)方法分析工藝效果。

2.7.1 評價(jià)指標(biāo)

以蠟含量變化率為例，取不同清防蠟工藝的蠟含量變化率為單位指標(biāo)值，具體數(shù)據(jù)如表9。同一清防蠟工藝的單位指標(biāo)值的平均值X1i計(jì)算方式如式(3)所示。

式中，S1i，S2i，???，Sni分別為各工藝的蠟含量變化率，量綱為1；X1i為同一清防蠟工藝的單位指標(biāo)值的平均值，量綱為1；n 為數(shù)據(jù)個數(shù)，量綱為1。

接著計(jì)算所有清防蠟工藝的單位指標(biāo)平均值之和，再求平均值作為該指標(biāo)的定量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如式(4)。

表9 各清防蠟工藝的蠟含量變化率數(shù)據(jù)表

蠟含量變化率指標(biāo)平均值X1i與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)間的比值，即該工藝在蠟含量變化率上的定量評價(jià)指標(biāo)比平均值，如式(5)。

將所得的比平均值轉(zhuǎn)化成帶有正負(fù)號，可在不同參數(shù)間比較的加減評分?jǐn)?shù)，如式(6)。

將所得的蠟含量變化率評分?jǐn)?shù)進(jìn)行歸一化處理，如式(7)，由此可得蠟含量變化率評價(jià)指標(biāo)值，如表10所示。

式中，Xnorm為單位指標(biāo)值經(jīng)歸一化處理后的值，量綱為1；Xmax為各工藝蠟含量變化率的最大值，量綱為1；Xmin為各工藝蠟含量變化率的最小值，量綱為1。

表10 各清防蠟工藝的蠟含量變化率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表

應(yīng)用同樣的方法得到降黏率、溶蠟速率和析蠟點(diǎn)變化率的參數(shù)表。

表11、表12 分別為各清防蠟工藝的降黏率數(shù)據(jù)表與降黏率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表，表13、表14 分別為各清防蠟工藝的溶蠟速率數(shù)據(jù)表與溶蠟速率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表，表15、表16 分別為各清防蠟工藝的析蠟點(diǎn)變化率數(shù)據(jù)表與析蠟點(diǎn)變化率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表。

表11 各清防蠟工藝的降黏率數(shù)據(jù)表

表12 各清防蠟工藝的降黏率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表

表13 各清防蠟工藝的溶蠟速率數(shù)據(jù)表

表14 各清防蠟工藝的溶蠟速率評價(jià)指標(biāo)評價(jià)表

表15 各清防蠟工藝的析蠟點(diǎn)變化率數(shù)據(jù)表

2.7.2 綜合評價(jià)

設(shè)多目標(biāo)評價(jià)問題的工藝集為A＝(A1,A2,A3,A4)，目標(biāo)集為X=(X1,X2,X3,X4），則4種工藝對4個評價(jià)指標(biāo)的決策特征值矩陣如式(8)所示。

將式(8)中各指標(biāo)按越大越優(yōu)進(jìn)行歸一化處理，轉(zhuǎn)化為各指標(biāo)相對于優(yōu)的相對隸屬度，按照越大越優(yōu)型指標(biāo)計(jì)算，如式(9)。

式中，K″ji為工藝i 第j 個評價(jià)指標(biāo)的相對隸屬度，量綱為1；為工藝i 第j 個評價(jià)指標(biāo)的最小值，量綱為1；為工藝i 第j 個評價(jià)指標(biāo)的最大值，量綱為1。

對式(8)進(jìn)行歸一化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的隸屬度矩陣，結(jié)合熵的性質(zhì)，定義工藝i的第j個評價(jià)指標(biāo)的熵，如式(10)所示。

假定當(dāng)fji=0時，fjilnfji=0，k=-1/ln4。第j個評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重如式(12)所示。

式中，Hj為工藝i的第j個評價(jià)指標(biāo)的熵，量綱為1；fji為工藝i 的第j 個評價(jià)指標(biāo)常數(shù)，量綱為1；k 為常數(shù)，量綱為1；wj為評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，量綱為1。

根據(jù)權(quán)重的性質(zhì)，評價(jià)對象的熵與其權(quán)重成反比，熵越大，權(quán)重越小，且滿足1≤wj≤1，各權(quán)重之和為1；各評價(jià)工藝在評價(jià)指標(biāo)Xj上的值完全相同時，熵值為最大值1，權(quán)重為0。通過4個指標(biāo)權(quán)重的確定并進(jìn)行綜合比較，其中每個清防蠟工藝Ai的得分為Xi與對應(yīng)權(quán)重wj的乘積之和，結(jié)果如表17所示。

表17 清防蠟工藝綜合評價(jià)結(jié)果

總得分是清防蠟工藝在4 個指標(biāo)上的綜合體現(xiàn)，分值越大表示效果越好。4種清防蠟工藝的綜合應(yīng)用效果排序?yàn)椋篊Q-1＞CQ-2＞CQ-3＞CQ-4。在油井清防蠟問題上，基本思路為：以防為主、以清為輔、清防結(jié)合。對于高含蠟原油的油井，其結(jié)蠟嚴(yán)重且沉積物質(zhì)硬，最直接有效的方法是加入油基清蠟劑，此方法能夠快速解決一定時期內(nèi)的蠟堵問題；但在油井穩(wěn)產(chǎn)方面，防蠟是一項(xiàng)長期工作。因?yàn)镃Q-1型清防蠟劑是油基清蠟劑，芳香烴和飽和烴是其主要成分，溶蠟?zāi)芰?qiáng)，能夠較好地解決蠟堵問題；CQ-2 型清防蠟劑是水基清防蠟劑，主要藥劑為乙醇、非離子表面活性劑、增溶劑A和滲透劑B，在抑制蠟分子結(jié)晶和改善潤濕性兩方面效果較好。計(jì)算結(jié)果與目前安塞油田應(yīng)用工藝的方向基本一致，說明此綜合分析的方法是合理的，可對化學(xué)清防蠟工藝的綜合表現(xiàn)做出判斷。

2.8 評價(jià)方法分析

油田現(xiàn)場常用油井結(jié)蠟周期或清防蠟周期、產(chǎn)量和電流判斷清防蠟工藝的效果，但常規(guī)指標(biāo)易受油井出砂或結(jié)垢等因素影響，導(dǎo)致清防蠟工藝效果不明確。

清防蠟工藝應(yīng)用后油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表18，通過與表2對比可得經(jīng)過4種油井化學(xué)清防蠟劑的處理，各油井的日產(chǎn)液和日產(chǎn)油數(shù)據(jù)變化無規(guī)律。一般情況下，油井產(chǎn)液量是評價(jià)清防蠟工藝效果的一個重要指標(biāo)，因?yàn)榍宸老灩に嚽宄驕p緩了油井蠟堵，增大了流通面積，因此產(chǎn)液量增加。生產(chǎn)實(shí)踐中，由于油井出砂等其他非正常生產(chǎn)因素而導(dǎo)致產(chǎn)液量變化無規(guī)律。清防蠟工藝應(yīng)用前后油井結(jié)蠟情況如表19 所示，清防蠟工藝能夠降低油井的結(jié)蠟速度并延長結(jié)蠟周期，但是效果較差。清防蠟工藝應(yīng)用前后的負(fù)載電流如表20 所示，清防蠟工藝作用后多數(shù)油井的負(fù)載電流呈下降趨勢，降低了能耗，減少了開采成本；但6#、15#和17#油井的負(fù)載電流增加，因此負(fù)載電流無法定性或定量分析清防蠟工藝效果。

表18 清防蠟工藝應(yīng)用后油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)

通過原油和蠟的物性分析結(jié)果可知，原油中的瀝青質(zhì)含量、膠質(zhì)含量以及蠟組分難以定量分析清防蠟工藝的現(xiàn)場應(yīng)用效果。針對蠟含量這一指標(biāo)，清防蠟工藝應(yīng)用后原油中蠟含量呈上升趨勢，應(yīng)用CQ-1 清蠟劑的油井其平均蠟含量變化率最大，CQ-4 最??；主要是因?yàn)镃Q-1 清蠟劑對蠟晶有著良好的溶解能力，蠟堵嚴(yán)重的油井應(yīng)用CQ-1清蠟劑會取得較好的效果，能夠增加原油流通面積。對于析蠟點(diǎn)而言，清防蠟工藝應(yīng)用后原油析蠟點(diǎn)呈下降趨勢，平均析蠟點(diǎn)變化率最大的油井應(yīng)用的是CQ-1清蠟劑，CQ-4清防蠟劑的平均析蠟點(diǎn)變化率最??；CQ-1 成分中烴類物質(zhì)能夠增大蠟晶的溶解度，高分子聚合物具有與蠟結(jié)構(gòu)相似的鏈節(jié)，在冷卻過程中與蠟形成共晶，從而抑制蠟晶的聚集和沉積。針對黏度這一指標(biāo)，應(yīng)用CQ-2清防蠟劑的油井其平均降黏率最大，CQ-4 最??；主要原因是CQ-2 清防蠟劑中的表面活性劑等物質(zhì)能夠抑制蠟和瀝青等雜質(zhì)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，原油流動性較差的油井應(yīng)用CQ-2 清防蠟劑能夠改善原油流動性，降低設(shè)備的能耗。針對溶蠟速率這一指標(biāo)，CQ-2清防蠟劑的平均溶蠟速率最大，可以較快地溶解已經(jīng)沉積的蠟；CQ-3清防蠟劑的平均溶蠟速率最小，其不適用于產(chǎn)液量較大且結(jié)蠟嚴(yán)重的油井。

表19 清防蠟工藝應(yīng)用前后的結(jié)蠟情況

表20 清防蠟工藝應(yīng)用前后的負(fù)載電流

綜上，清防蠟工藝在不同評價(jià)指標(biāo)上表現(xiàn)各異，單一指標(biāo)能夠解決一項(xiàng)特定的結(jié)蠟問題；但油井清防蠟效果是一個多目標(biāo)問題，需要結(jié)合多個指標(biāo)進(jìn)行全面評價(jià)分析。

3 結(jié)論

（1）清防蠟工藝應(yīng)用后井口產(chǎn)出液蠟含量上升，表明清防蠟工藝有效抑制了油井內(nèi)蠟的沉積，原油平均蠟含量變化率為22.99%，其中CQ-1工藝的蠟含量變化率最大；清防蠟工藝應(yīng)用后井口產(chǎn)出液析蠟點(diǎn)降低，原油平均析蠟點(diǎn)變化率為2.86%，其中CQ-1工藝的析蠟點(diǎn)變化率最大。

（2）4種清防蠟工藝應(yīng)用后蠟組成中C30以上的百分含量升高，C16～C30的百分含量降低，這使得油井內(nèi)壁蠟質(zhì)變軟而易于清理。

（3）清防蠟劑能夠抑制原油內(nèi)物質(zhì)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，清防蠟工藝后原油黏度降低；清防蠟劑的蠟速率均大于或等于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的0.0160g/min。

（4）各清防蠟工藝在不同評價(jià)指標(biāo)上各有優(yōu)勢，4 個評價(jià)指標(biāo)能夠反映清防蠟工藝的應(yīng)用效果，4種油井化學(xué)清防蠟工藝中CQ-1工藝和CQ-2工藝的綜合應(yīng)用效果表現(xiàn)較好，較為適用于目前油井清防蠟作業(yè)；計(jì)算結(jié)果與目前安塞油田應(yīng)用油井化學(xué)清防蠟工藝的方向相吻合，準(zhǔn)確性較高，根據(jù)結(jié)果可以優(yōu)化清防蠟工藝；此方法具有較強(qiáng)的可參考性，適用于其他油田油井化學(xué)清防蠟工藝效果評價(jià)。