伴生氣加熱裝置在永寧區(qū)塊油井結(jié)蠟中應(yīng)用分析及清蠟技術(shù)探討

＊葉慶偉 高罡罡 曹光黎 周雪 范春高

（延長(zhǎng)油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 717500）

碳?xì)浠衔锸窃偷闹饕M分。故原油在生產(chǎn)過(guò)程中有氣體析出，溶解力降低導(dǎo)致石蠟析出，結(jié)蠟是由石蠟聚集和沉積所造成的，容易造成地層和生產(chǎn)設(shè)備堵塞，從而降低原油產(chǎn)量，油井故障、油井停產(chǎn)現(xiàn)象。根據(jù)永寧區(qū)塊油井結(jié)蠟情況有針對(duì)性地采取清蠟措施，有效解決油井結(jié)蠟問(wèn)題，這對(duì)石油開(kāi)采能力提升有助推作用，也將促進(jìn)油田可持續(xù)發(fā)展。

1.油井結(jié)蠟機(jī)理及危害

原油中石蠟沉積是一非常復(fù)雜的問(wèn)題，一是原油組成多樣性，各種組分對(duì)石蠟沉淀要進(jìn)一步研究，二是沉積過(guò)程還有許多理論問(wèn)題。

(1)采油井結(jié)蠟機(jī)理

原油中的蠟是以分子狀態(tài)溶解的，我們?cè)谠烷_(kāi)采過(guò)程中，隨著地層復(fù)雜情況和采油溫度的下降，溫度降到石蠟析出點(diǎn)時(shí)，石蠟就會(huì)結(jié)晶，從而被析出。當(dāng)?shù)貙幼兓瘜?dǎo)致溫度、壓力繼續(xù)降低時(shí)，烴類(lèi)分子很容易達(dá)到飽和點(diǎn)就會(huì)發(fā)生液體到氣體的氣化現(xiàn)象，蠟的溶解能力降低，石蠟微晶會(huì)大量的聚集，形成石蠟顆粒，顆粒逐漸增多，會(huì)不斷的沉淀聚集在采油井內(nèi)的管壁和設(shè)備，當(dāng)套管壁、油管壁、泵中結(jié)蠟量大的時(shí)候，抽油設(shè)備正常運(yùn)行就會(huì)受到影響，嚴(yán)重的情況下在地層的油層中間都會(huì)形成蠟的沉積，就會(huì)影響油的運(yùn)移通道，影響到油井產(chǎn)量。油層的膠質(zhì)、泥砂、石蠟、瀝青等雜質(zhì)混合，都是因?yàn)橛途慕Y(jié)蠟呈黑色半固體和固體狀態(tài)，生產(chǎn)油井的井筒生產(chǎn)通道變小，那是因?yàn)橛途Y(jié)蠟所致，這無(wú)疑增加了油流阻力，采油井產(chǎn)然會(huì)降低，嚴(yán)重時(shí)堵塞井筒造成停產(chǎn)，油井的生產(chǎn)能力就會(huì)受到影響。之外，油泵吸進(jìn)蠟塊，那么就會(huì)造成油泵堵塞或者漏失，就會(huì)出現(xiàn)減產(chǎn)或者不產(chǎn)液的現(xiàn)象。

石蠟溶解度關(guān)系式：

式中，Rp-石蠟的溶解度，g/100mL；

TV-溶劑的體積平均沸點(diǎn)，℃；

Tf-溶液溫度，℃；

Tm-石蠟的熔點(diǎn)，℃。

溫度下降，石蠟在原油中的溶解度降低，當(dāng)溫度達(dá)到某一值即析蠟點(diǎn)時(shí)，溶液呈過(guò)飽和狀態(tài)，那么就會(huì)有固體石蠟析出，相反溫度升高，石蠟在油中溶解度增大，就會(huì)融入液體中，這樣容易從井中舉升到地面。

(2)結(jié)蠟的危害

地層滲透率低說(shuō)明本油層原油含蠟量高，二者之間是呈反比例關(guān)系，滲透率越低那么原油采出量就會(huì)降低，蠟在沉淀過(guò)程中，很容易堵塞產(chǎn)油口，降低原油采出效率，影響井的產(chǎn)能。蠟大量聚集到產(chǎn)油通道后，很容易造成抽油桿斷脫和卡泵等問(wèn)題，開(kāi)采設(shè)備的損壞就是結(jié)蠟嚴(yán)重，同時(shí)就會(huì)影響到我們石油開(kāi)采，無(wú)形中開(kāi)采成本就會(huì)增加。

2.油井結(jié)蠟的主要影響因素

(1)原油性質(zhì)

原油融蠟主要靠烴質(zhì)餾分能，天然氣分離速度使得地層壓力下降，從而降低原油的熔蠟?zāi)芰?，原油中的石蠟析點(diǎn)升高會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)蠟。

(2)地層溫度

結(jié)蠟的直接原因就是地層的溫度，出現(xiàn)蠟析出現(xiàn)象時(shí)地層溫度低于石蠟析出溫度，反之油井也就不會(huì)結(jié)蠟。原油生產(chǎn)成分變化，石蠟析出的溫度也是會(huì)變化的。

(3)原油所含成分

地層的原油中含有瀝青質(zhì)、膠質(zhì)，析出的石蠟和瀝青質(zhì)膠質(zhì)有一定關(guān)聯(lián)，因?yàn)闉r青質(zhì)是再生聚合物，它不溶于油，有緩解結(jié)蠟作用。膠質(zhì)是與蠟析出溫度有關(guān)系，膠質(zhì)含量越高析蠟溫度就會(huì)越低，當(dāng)原油溫度高于蠟析出溫度時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)蠟析出現(xiàn)象。膠質(zhì)瀝青質(zhì)，當(dāng)結(jié)臘沉積時(shí)會(huì)增加硬度，那么清蠟難度也會(huì)增加。

3.永寧區(qū)塊結(jié)蠟分析

（1）XX采油隊(duì)長(zhǎng)6油井650口，易結(jié)蠟油井125口。2019年4月-2020年4月因油井結(jié)蠟造成油井檢修共計(jì)65口，維修作業(yè)135井次，合計(jì)影響產(chǎn)量125.6t，作業(yè)費(fèi)用110.2萬(wàn)元，因油井結(jié)蠟造成產(chǎn)量下降的油井有42口，影響產(chǎn)量88.5t；2020年4月-2021年4月因油井結(jié)蠟造成油井檢修共計(jì)55口，維修作業(yè)121井次，合計(jì)影響產(chǎn)量130.2t，作業(yè)費(fèi)用105萬(wàn)元。因油井結(jié)蠟造成產(chǎn)量下降的油井有33口，影響產(chǎn)量68.8t。

（2）XX采油隊(duì)長(zhǎng)6層油井625口，易結(jié)蠟油井145口。2019年4月-2020年4月因油井結(jié)蠟進(jìn)行檢修作業(yè)共計(jì)52口，維修作業(yè)120井次，影響產(chǎn)量93.6t，作業(yè)費(fèi)96.5萬(wàn)元，因油井結(jié)蠟造成降產(chǎn)油井51口，影響產(chǎn)量91.8t；2020年5月-2021年4月因油井結(jié)蠟進(jìn)行檢修作業(yè)55口，維修作業(yè)132井次，影響產(chǎn)量99.3t，作業(yè)費(fèi)用105.6萬(wàn)元。因油井結(jié)蠟造成降產(chǎn)的油井56口，影響產(chǎn)量100.8t。

（3）目前采用熱洗和地面刺洗對(duì)延長(zhǎng)組油井進(jìn)行清蠟，但熱洗周期不規(guī)律，地面清蠟后很快油井又開(kāi)始結(jié)蠟，成本居高不下。

（4）油井防蠟措施。防止析出結(jié)晶體和抑制結(jié)晶聚集這是油井防蠟主旨，防蠟?zāi)康氖前咽灣练e破壞，不允許蠟的沉淀和析出。主要的方法是電磁防蠟、微生物、化學(xué)藥劑、設(shè)備涂層等，磁式不用通電，且使用方便、成本較低，石蠟磁場(chǎng)強(qiáng)度大，那說(shuō)明它擁有的碳數(shù)越高，磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)度也越強(qiáng)。

4.項(xiàng)前油井清蠟技術(shù)應(yīng)用

(1)機(jī)械清蠟

利用機(jī)械刮片對(duì)管壁上的蠟進(jìn)行清理。桿柱進(jìn)行改造，不僅可以刮蠟還可以扶正管柱，從而降低摩擦，減輕油井生產(chǎn)負(fù)荷。

(2)微生物清蠟

這個(gè)方法就是放入地層微生物破除原油中長(zhǎng)碳機(jī)構(gòu)和原油分子，通過(guò)代謝形成活性劑、有機(jī)質(zhì)，能降低原油粘度，這樣原油易流動(dòng)，同時(shí)可以化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳、氫氣等氣體，在原油流動(dòng)過(guò)程中溶解，從而降低粘度并能清蠟，這是最經(jīng)濟(jì)又能提高原油采收率，能有效降低油井因結(jié)蠟造成故障。生物法經(jīng)濟(jì)成本低，能有效提高油井產(chǎn)量，微生物菌制劑無(wú)毒無(wú)害無(wú)副作用，也不會(huì)造成生態(tài)環(huán)境破壞。

(3)化學(xué)藥劑清蠟技術(shù)

這個(gè)定義就是在井內(nèi)加入化學(xué)藥劑來(lái)清蠟，這樣的方法叫化學(xué)藥劑清蠟技術(shù)，我們是往油套環(huán)空或者生產(chǎn)管柱內(nèi)加入化學(xué)制劑，主要起防蠟和清蠟作用，這個(gè)有解堵、降黏作用。

(4)熱力清蠟技術(shù)

顧名思義，就是在井內(nèi)安裝熱力設(shè)備或者通過(guò)地面熱力設(shè)備對(duì)流體進(jìn)行加熱到一定溫度注入井內(nèi)，清蠟法就是通過(guò)利用熱力學(xué)能提高油管與油流溫度來(lái)清除油管壁積蠟的的方法，主要的方法有熱化學(xué)、蒸汽機(jī)、電熱器、熱液體循環(huán)方法，靠熱傳導(dǎo)辦法把熱量傳導(dǎo)給井筒從而提高原油溫度，熔化聚集的含蠟流體。目前這是探索出永寧區(qū)塊延長(zhǎng)組油井成本最低、效果最佳的清蠟方法，不僅對(duì)油層和油井井下管柱進(jìn)行了保護(hù)，還解決了油井結(jié)蠟的問(wèn)題。

5.永寧區(qū)塊結(jié)蠟防范措施

（1）油區(qū)延長(zhǎng)組油井結(jié)蠟機(jī)理及影響因素。根據(jù)井史、高壓物性、巖心、油區(qū)科研報(bào)告、文獻(xiàn)、采油作業(yè)參數(shù)等資料，發(fā)現(xiàn)本區(qū)塊油井結(jié)蠟主要是井口到井下300m之內(nèi)溫度過(guò)低。

（2）對(duì)5口結(jié)蠟油井進(jìn)行定期活性水熱洗（鍋爐車(chē)+活性水）（伴生器制加熱裝置），錄入熱洗參數(shù)，通過(guò)和歷史結(jié)蠟參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析后熱洗效果較好。

（3）對(duì)5口帶壓結(jié)蠟油井，安裝帶壓加熱裝置，將熱油通過(guò)循環(huán)泵泵入井中，定期數(shù)據(jù)檢測(cè)，錄入熱洗參數(shù)，通過(guò)和歷史結(jié)蠟參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析出此類(lèi)方法熱洗效果較好，且成本較以往熱洗方法低15%。

6.結(jié)論及建議

本文介紹了結(jié)蠟的一般機(jī)理和防清蠟技術(shù)，結(jié)蠟的影響因素，仔細(xì)敘述了油井防蠟辦法和清蠟措施，主要闡述了永寧區(qū)塊結(jié)蠟情況，著重介紹伴生器加熱裝置在結(jié)蠟中油井清蠟技術(shù)應(yīng)用及效果，因結(jié)蠟造成的損害會(huì)降低、油井負(fù)荷也會(huì)減少、原油產(chǎn)量也會(huì)增加，為區(qū)塊開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)幫扶。介紹了目前國(guó)內(nèi)清防蠟技術(shù)，使用好伴生氣（套管氣）加熱裝置清蠟，得出在永寧區(qū)塊加熱清蠟是經(jīng)濟(jì)高效的方法結(jié)論。建議在今后生產(chǎn)中繼續(xù)探討經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)措施，為油田開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)自己的力量。