摘要:管道流动安全问题是原油集输过程中面临的重要问题。处于严寒地区的埋地集输油管道或海底的集输油管道,由于周围的土壤或海水温度较低,原油在输送过程中会有大量的热散失导致温度逐渐下降。当原油温度低于析蜡点时,其中的蜡组分开始析出,并慢慢聚集、长大,最终沉积在管道内壁上。随着蜡沉积量的增多会降低管道的有效半径,增加原油流动阻力,严重时甚至会造成管道堵塞,带来巨大的经济损失。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对关于低温环境集输油管道清防蜡技术的相关研究提出了一些建议,仅供参考。
关键词:低温环境集输油管道;影响因素;清防蜡技术的相关研究
引言
国内外许多油气田解决油气井集输油管道结蜡等井下问题的成功经验证实了投加清蜡剂仍为目前最有效、最经济和最可靠的方法。由于乳液清防蜡剂的内相是有机溶剂,具有溶蜡速率快的优势,同时其外相是含有表面活性剂的水相溶液,因而又像水基清防蜡剂那样使用安全、不易着火。因此研制乳液型清防蜡剂是当前的一个研究趋势,通过不同有机溶剂的复配找到最优比例,再配合不同种类、浓度的表面活性剂、碱及盐类物质,找到最好的复配比例,研制出高效、安全的乳液型清防蜡剂。
1、防蜡概述
1.1冷流
该技术的理论依据是在温度梯度为零时,即使在析蜡点以下,管壁上的蜡沉积也是可以忽略的。该方法通过降低集输油管道内油流的温度,使其与周围海水的温度相同,由此消除输送介质在管壁附近的温度梯度,进而防止蜡沉积,此时石蜡以固相形式分散于原油中。一些学者设计的应用在输油管段上能够使油流温度降低至与周围海水温度一致的装置已经获得了专利。但是这些装置都没有在油田生产条件下进行现场测试。该技术在理论是可行的,但如何有效的降低输送介质的温度以及长距离输送这种冷浆体还需要进一步研究。其中冷浆体的存在使管内油的黏度大幅提升,这将对输油压力有很大影响,且当停输时此冷浆体更易胶凝等等,这些问题都是实施冷流技术之前需要研究解决的。
1.2化学防蜡
化学防蜡通过向管输介质中添加化学物质以防止蜡沉积和蜡胶凝。按照其作用机制的不同,可将其分为化学防蜡剂、降凝剂(PPD)、石蜡分散剂三类。对原油析蜡温度(WAT)产生影响的化学物质通常被称为防蜡剂或蜡晶改进剂。对原油倾点产生影响的化学物质称为降凝剂或流动改进剂。由于以上两种化学物质通过影响蜡的结晶过程而起作用,所以这两类化学物质有很大的重叠。即大多数防蜡剂也具有降凝剂的功能。蜡晶分散剂是一些表面活性剂,其可通过吸附在管道壁面和蜡晶上而起作用。
2、影响油井结蜡的因素
2.1原油所处压力
原油所处的位置和开采过程中对原油产生的压力也会影响结蜡问题的发生,原油所处的环境和压力会随着原油的上升而不断降低,所以油井结蜡问题也会受到压力的影响。原油开采的时候会随着位置的上升压力不断下降,所以相关气体会随着压力下降不断被排出,因此原油对蜡的溶解程度也会大大下降,这样就会导致石蜡晶体会在合适的温度下生长出来,容易产生结蜡情况。因此可以表明压力下降幅度越大,结蜡现象出现的程度越高。
2.2原油组分
原油自身的成分组成是油井结蜡情况出现的主要原因,其中不同成分的原油结蜡问题出现的情况也不一样,其中原油成分中包含较多轻质组分的话,石蜡晶体析出的过程当中所需要的低温度就无法满足,因此油井内壁的结蜡问题也比较小。另外如果原油内部的含蜡量相同,容易结蜡的原油就是一些重质原油。
3、关于低温环境集输油管道清防蜡技术的相关研究
3.1热力清蜡
另外一种清除蜡层的方式为热力清蜡法,该种方式主要分为两个措施。第一使用热油进行清蜡,主要是对开采出来的原油进行加热,然后再注回油井当中,可以起到清除蜡层的作用。第二使用电热能进行清蜡,主要用电缆传播电能,再将电能转换成热能,从而能起到清蜡的作用。
3.2磁防蜡
随着相关防蜡措施的不断发展,磁防蜡技术也不断发展起来,这种方式不仅能够有效的解决油井内壁结蜡问题,还能够保证油井以及原油的质量,该种方式主要是利用磁场的作用来减少石蜡晶体的沉积,但是该种解决措施对于技术的要求比较高,因此现如今没有得到广泛的推广。
3.3声波防蜡
在声波防蜡中声波发生器产生较高频率的声波带来剧烈的振动,使含蜡原油充分搅拌、分散、冲击破碎,从而使原油中的胶质、沥青质和蜡晶充分混匀,减少了蜡晶相互结合的几率。利用防蜡装置所产生的“空化泡”的爆破冲击作用和热作用使石蜡分子充分均匀分散在原油中,并改变蜡晶的分子结构,防止蜡晶析出。声波防蜡技术具有施工方便、成功率高、成本较低且有效期长、适应性强、受环境、储层条件及原油物性因素影响小等优点,但该方法只能在低至中含水的油井使用,对高含水油井的防蜡效果不佳。
3.4无机放热型
无机放热型清防蜡技术是指利用化学反应产生的热量来清除原油采集过程中石蜡的沉积物。如井下就地产热清蜡方法就是利用亚硝酸钠和硝酸铵或氯化铵反应所产生的热,来熔化底层中的结蜡,疏通地层孔隙,但该种方法成本高、效果差从而逐渐被放弃使用。
3.5刮蜡片清蜡方法
采油工程油井的刮蜡片清蜡方法是利用刮蜡片来达到油井清蜡的效果。一般情况下,在采油工程中的采油现场需要利用电动绞车把刮蜡片放进油井中,刮蜡片会在油井的油管壁结蜡部位上下活动,将石蜡刮落下来,这些刮落的石蜡会随着油流被带出。但是刮蜡片清蜡方法的应用范畴具有一定的局限性,仅适用于一些结蜡情况不是十分严重的油井,如果采油工程油井的结蜡比较严重,那么就需要使用矛刺钻头或者麻花钻头来实施清蜡。现阶段,我国采油工程中油井刮蜡片清蜡方法中,经常性使用到的刮蜡片为8字形刮蜡片和舌型刮蜡片。这两种刮蜡片都可以随意的活动,并且内部为中空,内壁比较薄,同时刀刃比较锋利。当刮蜡片接近油井采油管道壁时,就可以将管道壁上的沉积的石蜡刮下来。是运用这油井刮蜡片清蜡方法时,相关工作人员应该首先了解油井形成结蜡的规律,然而再结合油井的实际结蜡情况,制定完整的清蜡制度体系,主要包括:清蜡周期、清蜡深度、具体操作以及所使用刮蜡片的主要规格等。
结束语
综上所述,在采油工程的油井开采过程中,很容易出现油井采油管壁结蜡的问题,而这种问题的出现会严重降低油井的开采效率,并且还会严重降低油井的使用寿命。因此油田企业应该对其引起高度的重视,加强对油井的防蜡处理,通过各种行之有效的清蜡方法将油井采油管壁的结蜡清除掉。
参考文献
[1]葛俊林.油井的清蜡技术与防蜡措施[J].化工设计通讯,2018,44(07):241-242.
[2]左明强.抽油井清防蜡经济效益评价[J].化工管理,2018(21):4.
[3]刘雨果,姚安林,史汉宸.谈油井结蜡原因及防蜡措施[J].当代化工研究,2018(04):5-6.
[4]时晟.油井清蜡防蜡技术及新型技术应用[J].石化技术,2018,25(05):115.
[5]彭刚.油井化学清防蜡剂的研制及性能评价[D].华中科技大学,2018.