油井结蜡原因及清防蜡技术

2022-11-29

原油在开采过程中, 随着温度和压力的下降及轻质组分的不断逸出, 原油溶蜡能力也随之下降, 达到一定条件时, 原油中的蜡就以结晶体的形式析出、聚集并沉积在油套管内壁、抽油杆表面、抽油泵等设备上, 即出现油井结蜡现象[1]。由于原油物理性质及油井开采状况的复杂性, 不同区块、不同油井、不同时期的油井结蜡状况各不相同, 油井的清防蜡工艺也应做出相应调整, 因此, 要正确、全面的认识油井结蜡的根本原因, 探寻其清蜡、防蜡方法。

1 油井结蜡原因及对油田产生的主要危害

1.1 油井结蜡原因

油井结蜡的内在原因是原油含蜡, 蜡是C15-C70的直链烷烃, 常温下为固体。原油中所含有的轻质馏分越多, 熔蜡的能力就越强, 蜡析出的温度越低, 这样就不容易形成结蜡[2]。在油层条件下, 蜡是溶解在原油中的, 原油的含蜡量越高, 则油层的渗透率就会越低。而影响油井结蜡的外界因素有压力、温度、原油中的水、胶质和沥青质以及机械杂质、原油流动速度、管壁特性等, 其中温度和压力是主要因素[3]。

1.2 油井结蜡对油井生产的影响

在原油的开采过程中, 由于结晶蜡会因沉积而堵塞油井中的产油层, 并导致油井的产量不断下降, 甚至会引起油井的停产。油管、抽油杆和抽油泵的结蜡, 使井筒出油通道内径逐渐缩小, 增加了油流阻力, 抽油机载荷增加, 泵效降低, 降低了油井产能, 有的甚至将井筒通道堵死, 造成油井停产, 降低了油井时率。抽油杆结蜡造成油杆长期超负荷运行, 影响到抽油杆的使用寿命, 抽油泵结蜡还会导致抽油泵工作失灵, 严重影响抽油效率, 甚至将泵卡死, 损坏设备[4]。

2 油井防蜡技术

2.1 化学防蜡技术

化学防蜡技术是采用化学防蜡剂改变蜡晶结构, 从而使得油蜡不形成较大的蜡团而沉积在管壁上, 进而具有防止油蜡产生的作用。

目前, 我国油井井筒中所使用的防蜡剂主要包括液体和固体两种。首先, 液体防蜡剂的使用是将液滴加入到抽油泵入口处与原油充分混合, 以改变蜡晶结构, 而使得蜡团不会沉积在管壁上, 以达到防止结蜡的目的。使用液体防蜡剂最显著的特点就是液滴需要连续加入, 因而加入的液滴量是可以控制的, 并且加入液滴的过程不会影响油井正常的生产作业, 从而提高了工作效率和防蜡效果。因此, 液体防蜡剂适合使用于检泵周期的油井。其次, 固体防蜡技术是将防蜡块制成防蜡降凝管柱, 管柱在油井液的加热环境下不断地溶解, 同时释放出药剂溶于油中, 以抑制蜡晶长大, 进而达到防止结蜡的作用, 固体防蜡技术特点是设备安装较方便, 且不需要对其进行定期的维护, 但是, 固体防蜡技术的有效周期比较短, 因而需要周期性地加入固体防蜡剂。

2.2 油管内衬防蜡技术和涂层防蜡技术

在油管内壁衬上一层0.4-1.5mm厚的玻璃, 就得到玻璃油管, 由于玻璃的表面亲水憎油, 可防止蜡在其上沉积, 尤其是油井中含有的水可使油管内壁先被水润湿, 这样油中析出来的蜡就不易附着在管壁上面, 此外内壁表面光滑, 使析出的蜡也不易粘附在管壁上, 这样就比较容易被油流冲走, 从而结蜡速度变得缓慢。

在油管内涂上防蜡涂料, 就得到涂料油管。防蜡涂料主要为是聚氨基甲酸酯类的涂料。涂料油管的防蜡机理与玻璃油管相同, 因她不仅像玻璃油管那样有光滑表面和保温性能, 而且有不利于石蜡沉积的化学结构。

3 油井清蜡技术

若油井结蜡现象预防措施不当, 导致油井结蜡, 可用机械或加热的方法清蜡, 也可用清蜡剂将蜡清除。

3.1 机械清蜡技术

将清蜡工具 (刮蜡片、刮蜡钻头等) 下入井内, 刮掉管壁上的蜡, 被刮掉的碎蜡依靠油流带到地面上来。机械清蜡法具有简单便捷、成本低等优点, 缺点是费时、费力。

3.2 热力清蜡技术

热力清蜡主要是利用热力学的原理来提高油管中液流及其沉积表面的温度, 从而融化那些沉积在油井管壁上的石蜡。根据提高温度的方式不同, 热力清蜡可分为热流体循环清蜡法、电热清蜡法、热化学清蜡法。

3.3 化学清蜡技术

化学清蜡就是用化学剂对油井进行清蜡, 通常将一定量药剂从油套环空中加入或者是通过空心抽油杆进行添加, 这样就是为了不影响油井的正常运转, 药剂根据性能的不同还会起到降凝、降粘、解堵的作用, 化学剂不但能够清蜡还能防蜡, 主要是通过对沉积的蜡进行溶解。目前, 化学清蜡剂有油基、水基和水包油三种液体清防蜡剂。

4 结语

油田的开采环境是极其复杂的, 不同区域、不同生产速度的油井结蜡状态也不尽相同, 在油田开采过程中, 不管结蜡多少, 都会对油井的稳产造成一定的影响[5], 首先要预防结蜡, 一旦结蜡严重, 可能使油井无法正常生产, 甚至发生停产的情况, 因此, 要根据实际需要正确选择清防蜡措施。虽然目前各油田都采取了适合自己的清防蜡方式, 但还需要不断的进行摸索, 使清防蜡技术得到不断的完善和发展与创新, 从而保证油田的高产和稳定, 不断提高油田的经济效益。

摘要：本文介绍了油井原油结蜡的原因及影响, 并在此基础上总结了油井防蜡、清蜡技术, 以期为我国油田开发提供理论依据。

关键词：油井结蜡,清蜡,防蜡