油井清防蜡技术新进展

油井清防蜡技术新进展二OO九年十月

目录

一、概述 (1)

二、油井结蜡原因及危害 (1)

三、油井清防蜡技术 (3)

四、常用清防蜡技术对比 (9)

五、清防蜡技术发展趋势 (11)

一、概述

石油主要是由各种组份的碳氢化合物组成的混合物溶液，各种组份的碳氢化合物的相态随开采条件（压力和温度）的变化而变化，可以是单相液态，气、液两相或气、液、固三相共存，其中的固态物质主要是含碳原子数为16至64的烷烃（即C16H34～C64H13），这种物质叫石蜡。纯石蜡为白色，略带透明的结晶体，密度为0.88t／m3～0.905t／m3，熔点在49℃～60℃之间。

石油结蜡不是白色晶体而是黑色的固体和半固体状态的石蜡、沥青、胶质、泥沙等杂质的混合物。

我国原油富含蜡，据统计，含蜡量超过10％的原油几乎占整个产出原油的90％，而且大部分开采原油蜡含量均在20％以上，有的甚至高达40％～50％。我国西部原油像吐哈、塔西南、火焰山的原油中，介于C36～C70间的石蜡几乎占整个蜡含量的50％。表1是我国大部分油田原油含蜡情况，从表中可见，我国大多数原油含蜡量都比较高。

二、油井结蜡原因及危害

1．油井结蜡的原因

油井结蜡有两个过程，先是蜡从油中析出，然后聚集、粘附在油管壁上。原来溶解在石油中的蜡，在开采过程中凝析出来是由于石油对蜡的溶解能力下降所致。一定量的石油，当其组成成分、温度、压力不变时，其溶解力也一定，能够溶解一定量的石蜡。当石油组份、温度、压力发生变化，使其溶解力下降时，将有一部分蜡从油中析出。下面讨论影响油井结蜡的因素。

1）石油的组份

在同一温度条件下，轻质油对蜡的溶解力大于重质油的溶解力，原油中所含轻质馏分愈多，蜡的结晶温度愈低，即蜡不析出，保持溶解状态的蜡量就愈多。任何一种石油对蜡的溶解量随着温度的下降而减少。因此，在高温时，溶解的蜡量，在温度下降时有一部分要凝析出来。在同一含蜡量下，重油的蜡结晶温度高于轻质油的蜡结晶温度，可见轻质组份少的石油，蜡容易凝析出来。

2）压力和溶解气

在压力高于饱和压力的条件下，压力降低时原油不会脱气，蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低。在压力低于饱和压力的条件下，由于压力降低时油中的气体不断分离出来，降低了对蜡的溶解能力，因而使初始结晶温度升高，压力愈低，分离的气体愈多，结晶温度增加得愈高，这是由于初期分出的是轻组份气体甲烷、乙烷等，后期分出的是丁烷等重组份气体，后者对蜡的溶解力的影响较大，因而使结晶温度明显增高。此外，溶解气从油中分出时还要膨胀吸热，促使油流温度降低，有利于蜡晶体析出。

3）原油中的胶质和沥青质

试验结果表明，随着石油中胶质含量的增加，可使结晶温度降低，见表2。因为胶质为表面活性物质，可吸附于使蜡结晶表面上来阻止结晶的发展，沥青是胶质的进一步聚合物，它不溶于油，而是以极小的微粒分散在油中，对使蜡结晶体起分散作用。显微镜的观察发现，由于胶质、沥青的存在，使蜡晶体在油中分散得比较均匀，不易聚集结蜡。但是，当沉积在管壁的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡，不易被油流冲走。

表2 胶质含量对蜡的初始结晶温度的影响

4）原油中的机械杂质

油中的细小砂粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，使蜡晶体易于聚结长大，加速了结蜡的过程。油中含水量增高时，由于水的热容量大于油，可减少液流温度的降低，另外由于含水量的增加，容易在油管壁形成连续水膜，石蜡不易沉积在管壁上。因此，随着油井含水的增加，结蜡程度有所减轻。但是含水量低时结蜡就比较严重，因为水中盐类析出沉积于管壁，有利于蜡晶体的聚集。

5）液流速度、管子表面粗糙程度和表面性质

油井生产实际表明，高产井结蜡没有低产井严重，因为高产井的压力高，初始结晶温度低，同时液流速度大，井筒中热损失小，油流温度较高蜡不易析出，即使油蜡晶体析出也被高速油流带走不易沉积在管壁上。如管壁粗糙，蜡晶体容易粘附在上面形成结蜡，反之不容易结蜡。管壁表面亲水性愈强，愈不容易结蜡，反之，容易结蜡。

2．油井结蜡现象和结蜡规律

国内各油田的油井均有不同程度的结蜡现象，总结分析，大致有如下规律：

（1）原油中含蜡量愈高，油井结蜡越严重，某油田原油含蜡量为1.5％～5.0％的区域，二至三天清一次蜡，含蜡量在5％～8.6％的区域一天清蜡两次，含蜡量在8.6％以上者一天清蜡二至三次。

（2）油井开采后期较开采初期结蜡严重。

（3）高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重或不结蜡，反之，结蜡严重。

（4）油井见水后，低含水阶段结蜡严重，随含水量升高到一定程度后结蜡减轻。

（5）表面粗糙的油管容易结蜡，油管清蜡不彻底的容易结蜡。

（6）出砂井容易结蜡。

（7）油井结蜡位置，自喷井和机械抽油井有所不同。自喷井油管中结蜡位置分布状况，从结蜡深度看某一深度（如800m）以下井中不结蜡（一般来说即油管下部不易结蜡），因为下部油流温度高、压力高、溶解气多，石油对蜡的溶解能力强。而某一位置（如700多米）开始结蜡，这是由于油流温度、压力下降，导致油对蜡的溶解能力下降所致，越往上结蜡越严重，但接近井口时结蜡减少，这是由于流体流速大，一部分蜡被流体带走所致。井口油嘴处也容易结蜡。机械抽油井最容易结蜡的地方是在深井泵的凡尔罩和进口处，及

泵筒以下尾管处。

由于石油的组成复杂，油井的生产过程各不相同，温度、压力的变化和溶解气的逸出等也都比较复杂，因此对油井结蜡过程和结蜡规律的认识还需要不断深入和提高。

3、油井结蜡产生的危害

由于原油含蜡量高的原因，使油层渗透率降低。油气开采中，蜡从油中分离淀析出来，不断的蜡沉积便导致堵塞产油层、油井产量下降，甚至造成停产，给生产带来麻烦。油井结蜡是影响油井高产稳产的突出问题之一，寻求更合理的方法以解决油气生产中遇到的问题，便成为油田开发中急需解决的课题，油井的防蜡和清蜡是油井管理的重要内容。三、油井清防蜡技术

油井的清防蜡方法很多，常用的清、防蜡方法包括机械法、化学法、物理法以及这几种方法的综合措施。最早是采用机械刮蜡法，后来发展到热油或蒸汽热洗，如，锅炉车、泵车、清蜡车等传统设备进行热力清蜡。随着各种清防蜡剂的研制成功，化学法清防蜡技术得到广泛应用，近期又发展为细菌清蜡。在物理法应用方面，主要开发出电热清蜡、磁防蜡以及超声波清蜡

油井防蜡剂的使用原则是：固体蜡从原油中析出后，在粗糙的管壁上滞留，而后因蜡不断沉积使之逐渐加厚。防蜡剂的作用在于减少晶体间粘结力，达到防治蜡沉积的效果。

严格地说，清蜡剂和防蜡剂功能是不相同的。清蜡剂必须突出清蜡效能，防蜡剂则必须突出防蜡效能。但是兼具这两种功能的系列清防蜡剂，在油田生产中也起了很好的作用。不过由于原油的多组份复杂性，各个油田原油组成不同，因此防蜡方法也多种多样。

本文只对一些特殊方法作一介绍

1、机械式自动清蜡器清蜡工艺

抽油井自动清蜡器，是借助于抽油杆上下冲程运行实现自动清蜡，无需专人看管，不需采取其它任何清防蜡措施，每口井只安装一套该型自动清蜡器就可达到保持油井稳产、高产之目的。

1）结构

如图1所示，主体（见图2）是该清蜡器的核心部件，主体两端各有两个步进簧，完成与抽油

杆的动力

转换，并

清除抽油

杆积蜡；

连刀体是

主体的核

心部件，

将主体的

各部件联成一体，连刀体刀口完成对油管的刮蜡动作；换向齿完成主体与油管的动力转换和主体与换向器的转换功能；复位弹簧与换向齿相连，控制换向齿作单向运动。