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采油工程中油井的防蜡与清蜡方法研究

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：许辉

[导读] 摘要：油田开发之后，油井会出现结蜡的现象，从而降低油井的生产量，增大对地层的回压。

        中国石油玉门油田分公司老君庙采油厂甘肃省酒泉市 735200
        摘要：油田开发之后，油井会出现结蜡的现象，从而降低油井的生产量，增大对地层的回压。从原油的成分、油田的开发环境和地面设施管理可以分析结蜡的原因，针对这些问题采取有效的措施，从而保证油田的正常运行，确保油流量在平稳的范围内，减少地层内的结蜡机率。本文就针对采油工程中油井的防蜡与清蜡方法进行研究与分析。
        关键词：采油工程；油井；结蜡；放蜡；清蜡
        1. 油井结蜡的原因分析
        原油开发中含有的石蜡，碳原子的数量会随着温度的变化而变化，晶体也会产生，并且积聚会变大并沉积在油管的壁上，导致油井结蜡油井。石蜡形成后，油井结蜡主要表现在两个方面：薄膜吸附和液滴吸附。在油管吸附活性剂的水之后形成膜吸附，并且油膜薄层的增加的面积也扩大以转变成蜡晶格网络。液滴吸附是当油井中发生紊流搅拌现象时，液滴与管壁碰撞，胶体和石蜡的油滴被吸附，最后沉积石蜡。油井结蜡具有有如下几个方面的原因。
        1.1原油自身原因
        原油的主要成分。原油的主要成分在井注水开发过程中会发生一定的变化，氮与其他化学元素的融合将与油重新结合。以这种方式，原油的密度和粘度也相应地增加，从而增加了油井中的打蜡速度。另外，原油中含有的水，沙和泥也对油井的结蜡有一定的影响。如果油井中含有的水量少，则蜡的含水量小，因此形成的蜡过于紧密。当油水乳化液与油管接触时，通常形成两个定向层，即憎水定向层和亲水定向层。在管道吸附活性剂的水之后，形成一层原油膜和憎水定向层。另外，当原油薄膜与普通水接触时，薄膜破裂形成亲水定向层。当烃中的表面活性剂不吸附在装置表面上时，它通过憎水基吸油、亲水基吸水的方式吸附在油水上，使得双层憎水层吸附在表面上该设备。油膜薄膜将变得越来越大，并在设备周围扩散。当井的温度低于石蜡的结晶温度时，油膜的薄层将转变成蜡晶格网，最终形成沉积的蜡。随着时间的推移，蜡层的厚度将相应增加。
        1.2开发条件影响
        油田的开发条件也是结蜡形成的原因之一。在油田开发后期，如果向油井注入大量冷水，温度会降低，总热量会减少，结蜡情况会更加严重。当发生液体流动现象时，油管内壁与原油接触的区域变大，蜡晶体也增加，并且温度的降低导致蜡熔化能力降低。地层压力的降低也会使蜡晶体继续生长，导致油井结蜡。当在油井中发生油气流紊流现象时，油水乳化液将向上移动通过油管，并且由运动引起的能量可以使隔离的液滴与管壁完全碰撞。因此，设备表面会吸附胶体，石蜡和沥青的油滴，使油滴融化到油膜中，导致石蜡沉积在油管壁上。
        1.3外部环境影响
        如果油井是临时蜡卡周期，则油管中的原油温度将在后期开发中降低。如果液体表面较低且含水量较低，蜡将出现在油管中。相关研究表明，管中石蜡的沉积速率会使结蜡速度与温度成正比，这意味着管内温度会升高，结蜡速度会增加。此外，管壁的平滑度将对管道上的结蜡也有一定的影响。
        2. 油井放蜡技术
        2.1特殊材料油管防蜡
        不同的油管材料能够达到不同的效果，在油管当中涂上一层涂料，这种涂料与油管表面的亲和度较高，不易脱落，同时固化以后表面光滑，具有较强的亲水性，这样的涂料能够有效防止油管结蜡的问题。在当前的采油工程中，涂料的配方和构成有很多种配方，在这些配方中聚氨基甲酸酯是最为广泛应用的防蜡材料，同时这些材料的应用能够帮助液体油管延缓结蜡周期，同时降低结蜡的速度，达到防蜡的目的。除此之外，还有玻璃衬里油管。这种油管主要是在内壁上衬上工业玻璃，玻璃的厚度维持在0.5到1毫米之间，然后将这种油管应用于油管结蜡问题比较高发的井段中，在两根玻璃衬里油管之间需要应用玻璃接头，通过这种方式能够方式油管与油管的连接处出现结蜡的问题。

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在油井中应用的玻璃衬里主要的结构是氧化物，这种材料表面光滑，而且亲水性较强，能够确保增油、绝热，所以蜡会很难附着在上面，这种方式能够有效延长结蜡周期，提高防蜡效果。
        2.2化学放蜡
        化学防蜡工艺主要是指通过防蜡剂的应用，延缓石蜡晶体聚结和沉积的速度，防止原油当中以及有关表面出现结蜡的现象。通常来说，当前石油开发中常用表面活性剂和高分子聚合物作为防蜡剂的主要材料。在防蜡剂当中，表活剂主要是用于防止石蜡晶体的长大，这种材料会附着在蜡晶微粒的表面，在表面形成一层薄膜，通过这种防止，防止蜡晶体的聚集和长大，这样就可以将处于微粒状态下的石蜡晶体分散于油中，被带出油井，同时表活剂还会在油管表面附着，形成一层薄膜，对石蜡晶体的沉积发挥阻碍作用，在油田防蜡工作当中，常用的表面活性剂多种多样，需要工作人员根据实际情况来确定。表活剂用于防蜡的工艺主要是应用于抽油井当中，但是具体的用量和配方还需要根据油井的情况进行实验来确定。在油田的施工现场，将验证配方的表活剂应用到石油当中，这时在油中溶解的聚合物就会形成一个网状结构，这个结构就会阻碍石蜡微粒的凝结，使其不能够长大，也不能够沉积，这样就会很容易被油流带走，在当前的石油开发当中，常用的防蜡聚合物主要是聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯等，这单是具体的配方和用量还需要根据油田的现场施工情况来确定。
        3.油井清蜡技术
        3.1管道注入阀清除
        在管柱的重力作用下将油蜡注入油管中，应注意确定所含的蜡含量大于3％。这种方法不仅可以提高工作效率，还可以降低支出成本。操作时应注意保持油温高于125℃。但是，在现场施工中，有必要根据实际情况进行分析。当将凉油泵放入油管中时，需要倒入一定温度的热油。在重力作用下，注入阀会自动关闭，油井中的蜡也会在热油的作用下熔化。下次打开井时，石蜡也会自动流出井。流体系统上的压力将继续增加，负压将立即出现。该负压冲击波的出现将导致流体的温度急剧上升。即使在达到热沸腾程度之后，在气化和气体沉淀之后，气蚀气泡的数量也会瞬间增加。并且存在与时间相关的冲击压差，导致气蚀裂纹，以实现最佳的清蜡效果。该方法在施工现场，首先关闭井口出油阀约8分钟，使井口压力上升至约7MPa。然后，井口阀在最快的时间打开。此时，在油管中产生负压冲击波，能最全面地清除蜡清洁，同时油井的生产保持在平衡状态并且继续上升。该方法适用于蜡含量为2％的中型结蜡油井，运行成本较低，现场施工具有简单方便的特点。
        3.2加热地下地层
        通常的热油和蒸汽处理将减少井筒中的大量热能，从而降低井底部的温度。经处理的油井将改善处理效果，能将气体回收油转换为自注入模式，并且产量也随之增加。某采油厂使用这种方法清除油田中的蜡，传统的常规热洗含水恢复期较长，严重影响油井的生产。因此，经过技术人员的深入研究，引入了蒸汽热洗技术，采用了高温蒸汽热洗蜡清蜡技术。通过其中的正常生产消除熔化的蜡和蜡晶体，并实现油井的热清洁和除蜡的目的。它不仅解决了蜡清洗不完全的问题，而且缩短了油井生产的恢复期，减少了地层的污染，实现了真正的节能和环保。
        4.结束语
        油井结蜡对油田的开发具有不利影响，但是结蜡又属于开发过程中的正常现象。所以，要了解油井结蜡的原理，掌握结蜡的原因并采取有效的清蜡措施，让这种现象得到一定程度的改善，提高油井的生产效率，实现最大效益。
        参考文献
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