海上油田高含蠟氣井低成本化學(xué)清蠟技術(shù)研究

周文超，孫 君，付云川，孫艷萍，林 輝

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

蠟在油藏條件下以溶解態(tài)存在，在開采過程中，含蠟原油經(jīng)井筒采出，隨著壓力和溫度不斷降低，以及溶解氣不斷逸出，原油中的蠟開始結(jié)晶析出，并不斷沉積在油管內(nèi)壁上，使油管內(nèi)徑縮小，從而導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降，甚至造成停產(chǎn)，危害極其嚴(yán)重[1-3]。

渤海B油氣田主體儲層原油為輕質(zhì)油，地層原油具有密度低、黏度低、溶解氣油比高、體積系數(shù)大、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量低、含蠟量高等特點(diǎn)。A8井是B油氣田北斷塊一口氣井，投產(chǎn)初期產(chǎn)氣穩(wěn)定在10×104m3/d，后期降至4×104m3/d，日產(chǎn)液84 m3，日產(chǎn)油70 m3，含水14.3%，且在井筒作業(yè)過程中有遇阻掛卡現(xiàn)象，含蠟量高達(dá)22.34%。綜合分析認(rèn)為A8井井筒結(jié)蠟嚴(yán)重，造成產(chǎn)量大幅降低，需對A8井進(jìn)行清蠟處理。

目前，海上結(jié)蠟油氣井常用的井筒清蠟方式有3種：機(jī)械清蠟、熱洗清蠟和化學(xué)清蠟[4-6]。機(jī)械清蠟需要油井停產(chǎn)，向井內(nèi)下入清蠟工具刮掉沉積的蠟，再依靠生產(chǎn)油流帶出蠟塊。該清蠟方式對于產(chǎn)量低的井易造成蠟塊淤積堵塞，不適合氣井清蠟。熱洗清蠟是將熱水或熱油注入油井，利用溫度將沉積蠟塊融化，并由熱洗液帶出。該技術(shù)主要受熱源限制，選井局限?；瘜W(xué)清蠟是通過加入清蠟劑溶解沉積蠟塊達(dá)到清蠟的目的，化學(xué)清蠟可以在不影響油氣井正常生產(chǎn)情況下作業(yè)，并有井筒防蠟的效果[7]。由于A8井為氣井，為防止停產(chǎn)作業(yè)造成氣井水鎖傷害[8]，本工作優(yōu)選出一種高效清蠟劑體系，并設(shè)計(jì)清蠟工藝方案，以解決海上高含蠟氣井的結(jié)蠟問題，達(dá)到縮短清蠟周期，降低清蠟成本，保證氣井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要試劑及儀器

切片石蠟(熔點(diǎn)56～58 ℃)，13種商用清蠟劑試樣，A8井脫水原油。

蠟球模具，自制。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

清蠟劑性能評價(jià)方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY T 6300—2009《采油用清、防蠟技術(shù)條件》。

靜態(tài)溶蠟速率：利用蠟球模具制作質(zhì)量約為1 g的蠟球，再取15 mL清蠟劑試樣加入50 mL的量筒中，置于45 ℃的恒溫水浴中，用細(xì)線將蠟球懸掛浸沒在清蠟劑中，測試蠟球完全溶解所用的時(shí)間，計(jì)算清蠟劑的靜態(tài)溶蠟速率。靜態(tài)溶蠟速率公式：

式中：r0為靜態(tài)溶蠟速率，g/min；m0為蠟球質(zhì)量，g；t為蠟球溶完所用的時(shí)間，min。

2 結(jié)果與討論

2.1 高效清蠟劑的優(yōu)選

表1是13種初步選取的清蠟劑試樣的靜態(tài)溶蠟速率。

表1 不同清蠟劑試樣的靜態(tài)溶蠟速率

從表1可以看出，相同實(shí)驗(yàn)條件下，清蠟劑C、清蠟劑D和清蠟劑K的靜態(tài)溶蠟速率最高，明顯高于標(biāo)準(zhǔn)中要求的清蠟劑最小溶蠟速率0.016 g/min，清蠟劑E和清蠟劑F為水溶性藥劑，在45 ℃下溶蠟效果最差。

表2為清蠟劑C、清蠟劑D和清蠟劑K的性能指標(biāo)和使用安全性。從表2可以看出，清蠟劑C溶蠟效果最好，但是閃點(diǎn)低，使用安全差；清蠟劑D閃點(diǎn)最低，并且成分含有機(jī)氯，會對原油后期加工造成影響，不符合現(xiàn)場使用標(biāo)準(zhǔn)；清蠟劑K溶蠟速率為0.033 g/min，不含有機(jī)氯和二硫化碳，并且閃點(diǎn)大于55 ℃，對于海上平臺作業(yè)更安全。綜合性能分析，清蠟劑K更適合用于A8井井筒清蠟。

表2 3種清蠟劑試樣的性能指標(biāo)

清蠟劑K中溶劑油可將石蠟溶解，體系中加入的蠟晶分散劑可促進(jìn)對蠟質(zhì)沉積物的清除，同時(shí)具有預(yù)防沉積的雙效作用，降黏劑成分可進(jìn)一步降低原油黏度，提高流動性。

2.2 溫度對清蠟劑K溶蠟效果的影響

根據(jù)A8井井筒結(jié)蠟段溫度分布，在不同溫度進(jìn)行清蠟劑K的靜態(tài)溶蠟實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

從表3可以看出，隨著清蠟劑K使用溫度的升高，清蠟劑K的溶蠟速率大幅增加，清蠟效果明顯改善。對于現(xiàn)場井筒清蠟作業(yè)，可以適當(dāng)提高清蠟劑K的注入溫度以及在夏季進(jìn)行井筒清蠟作業(yè)。

表3 不同溫度下清蠟劑K的溶蠟速率

2.3 清蠟劑濃度對溶蠟效果的影響

將清蠟劑K與A8井原油按不同比例混合，測定45 ℃下混合稀釋后清蠟劑K的靜態(tài)溶蠟速率，結(jié)果見表4。從表4可以看出，清蠟劑K隨著被原油稀釋比例的增加，溶蠟速率大幅減小，溶蠟效果逐漸變差。井筒注入清蠟劑K后被稀釋濃度減小，清蠟劑K與原油1∶10混合，靜態(tài)溶蠟速率降為0.003 1 g/min，溶蠟時(shí)間比單純清蠟劑K增加近10倍。因此，現(xiàn)場清蠟作業(yè)要求設(shè)計(jì)合理的清蠟劑K的注入速度和注入時(shí)間，保證清蠟劑K在井筒內(nèi)有良好的清蠟性能和清蠟時(shí)間。

表4 不同濃度下清蠟劑K的溶蠟速率

3 A8井清蠟工藝方案設(shè)計(jì)

根據(jù)A8井的生產(chǎn)動態(tài)進(jìn)行分析，在井深500 m的位置開始析蠟，井深200～400 m為結(jié)蠟最嚴(yán)重的位置，井筒總結(jié)蠟量為700 kg左右。

針對A8井管柱設(shè)計(jì)以及考慮不影響氣井的正常生產(chǎn)，選擇通過加藥管柱和連續(xù)油管注清蠟劑的工藝進(jìn)行了考察。A8井加藥管柱出口在井深300 m處，直接通過加藥管柱注入清蠟劑清蠟作業(yè)工藝簡單，成本相對較低，但不能清除300 m以下井筒的結(jié)蠟。而通過連續(xù)油管注入清蠟劑可以在氣井不停產(chǎn)情況下清除井筒內(nèi)任何位置的結(jié)蠟，并能實(shí)現(xiàn)機(jī)械刮蠟與化學(xué)清蠟技術(shù)相結(jié)合。所以選擇連續(xù)油管注清蠟劑工藝對A8井進(jìn)行清蠟作業(yè)。

根據(jù)清蠟劑K性能影響因素的實(shí)驗(yàn)評價(jià)結(jié)果以及A8井生產(chǎn)動態(tài)，設(shè)計(jì)清蠟劑K用量為14 m3，注入速度為0.35 m3/h，清蠟劑采用連續(xù)油管注入的方式。預(yù)計(jì)A8井清蠟周期為89 d，日均增油量6.6 m3，日均增氣0.51×104m3，投入產(chǎn)出比為1∶3.8，可大大降低A8井清蠟作業(yè)周期和費(fèi)用，提高氣井產(chǎn)能。

4 結(jié) 論

a.優(yōu)選出的清蠟劑K，靜態(tài)清蠟效果好，藥劑安全性滿足海上平臺使用要求，該清蠟劑在海上油氣井清蠟作業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景。

b.針對A8井清蠟作業(yè)，使用連續(xù)油管注入清蠟劑清蠟，清蠟徹底且不影響氣井生產(chǎn)，產(chǎn)出投入比大于3。

c.溫度越高清蠟劑K的清蠟效果越好，建議冬季實(shí)施井筒防蠟，夏季實(shí)施井筒清蠟作業(yè)。針對高含蠟油氣井清蠟，需充分考慮油氣井生產(chǎn)條件，針對性開展動態(tài)清蠟效果的模擬實(shí)驗(yàn)研究，以保證現(xiàn)場實(shí)施效果。