清防蜡技术在胡尖山油田的应用及效果分析全解

清防蜡技术在胡尖山油田的应用及效果分析

李登运

长庆油田分公司第三采油厂胡尖山采油作业区

摘要：在原油生产过程中，油井结蜡问题普遍存在，若该问题不能得到有效处理，将会严重影响油井的正常生产，给油田开采企业带来重大的经济损失。本文阐述了油井结蜡的机理和规律性，查阅了国内外目前所应用的清防蜡技术，并对胡尖山油田目前使用的清防蜡技术进行了分析及评价。

关键字：油井结蜡；热洗；化学清防蜡

油田开发进入中后期，制约油井高产、稳产的诸多不利因素日益显著，比如砂、蜡、气、以及含水的上升等。而油井结蜡则是众多因素中最显著的一个。随着原油从井底向上运动，其温度和压力逐渐降低。当温度和压力降到一定程度时，原油中溶解的蜡开始析出，并逐渐富集在油管壁和抽油杆上，使得抽油机载荷增加、泵效降低、油井产量下降、采油时率降低，甚至直接堵死油管，造成油井停产。每年由于结蜡严重而导致的油井上修在维护性作业中所占比例逐渐增加，修井费用也增高；同时，井筒结蜡造成抽油杆长期超负荷运行，影响到抽油杆的使用寿命。因此，如何进行油井的防蜡、清蜡，是油田生产管理中的一个不可忽视的问题。

1 油井结蜡机理及规律

1.1 结蜡机理及其影响因素[1]

蜡在地层条件下通常以液体形式混溶在原油中。然而在生产过程中，随着温度和压力的降低以及轻质组分的不断逸出，原油溶蜡能力逐渐降低，达到一定条件时,蜡就会不断地结晶、析出并聚集和沉淀在套管、油管、抽油杆、抽油泵或地面管道和设备上，此现象称为结蜡。实际上，采油过程中结出的蜡并非是纯净的白色蜡晶体，而是一

种与原油中高碳正构烷烃混在一起的，既含有其他高碳烃类，又含有沥青质、胶质、无机垢、泥砂、铁锈和油水乳化物等的半固态和固态的黑色混合物质。然而影响油井结蜡的因素主要有以下几个方面：1．原油性质与含蜡量对结蜡的影响

原油中轻质馏分越多，溶蜡能力越强，析蜡温度也就越低，越不容易结蜡。含蜡量越高，越容易结蜡。

2．温度对结蜡的影响

原油结蜡具有一个临界温度，当温度保持在临界温度以上时，蜡不会析出，就不会结蜡，而温度降到临界温度以下时，则蜡结晶开始析出，温度越低，析出的蜡就越多。

3．压力对结蜡的影响

压力对原油结蜡也有一定影响。当原油生产过程中井筒内压力低于原油饱和压力时，溶解在原油中的气相从原油中脱出，一方面降低了原油中轻组分的含量，使原油溶解蜡的能力降低。同时，气体膨胀带走了原油中的一部分热量，引起原油自身温度降低，更促进结蜡。因此，结蜡段一般存在于距井口300-600米井段。

4．原油中的机杂和含水对结蜡的影响

机杂和水的微粒都会成为结蜡核心，加速结蜡。但随着含水上升，同样的流量，井下温度会上升，析蜡点上移，结蜡现象会减轻。矿场实践和室内试验证明，当含水上升到70%以上时，会形成水包油的乳化物，阻止蜡晶的聚积，在油管壁上也会形成水膜，使析出的蜡不容易沉积，减缓结蜡。

5．原油中胶质和沥青质对结蜡的影响

随着胶质含量增加，析蜡温度降低。胶质本身是活性物质，可以吸附在蜡晶表面，阻止蜡晶长大。而沥青质是胶质的进一步聚合物，不溶于油，呈极小颗粒分散于油中，对蜡晶起到良好的分散作用。但

是，有胶质沥青质存在时，沉积的蜡强度明显增加，不易被油流冲走，又促进了结蜡。

6．流速和管壁特性对结蜡的影响

室内试验证明，开始随流速升高，结蜡量随之增加，当流速达到临界流速以后，由于冲刷作用增强，析出来的蜡晶不易沉积在管壁上，从而减缓了结蜡速度，结蜡量反而下降。管材表面性能不同，结蜡量也不同，管壁越光滑越不容易结蜡，表面亲水的比亲油的更不容易结蜡。

1.2 结蜡规律性

根据上述结蜡影响因素分析可得出如下规律：

（1）原油中含蜡量越高,油井结蜡越严重；

（2）油井开采后期较开采前期结蜡严重；

（3）高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重；

（4）高含水井结蜡严重；

（5）表面粗糙或不干净的设备和油管易结蜡；

（6）出砂井容易结蜡；

（7）油层、井底和油管下部不易结蜡（300-600m 结蜡严重）；

（8）井口附近很少结蜡。

2 油井的清防蜡技术[2,3]

目前油田上常用的清防蜡技术主要有物理清防蜡技术、化学清防蜡技术和微生物清防蜡技术三大类。而在清防蜡工作中最早使用的就是机械刮蜡的方法，随后逐渐演变为采用蒸汽热洗或热油进行热力清蜡的方法，常见的有水泥车、清蜡车以及锅炉车等设备。近些年来，随着我国科学技术水平的快速发展，各种类型的清防蜡剂也都应运而生了，以化学方式为主的清防蜡技术也得到了大力的推广和应用，随后又出现了细菌清蜡的技术。

2.1 物理清防蜡技术

1．机械清蜡法

机械清蜡就是用专门的刮蜡工具或清蜡工具，把附着于油管壁上的蜡清除干净，同时将原油和蜡共同带到地面，这是一种既简单又直观的清蜡方法。该方法虽然成本较低，但是这些工具很容易受到损坏，并且固定工具时比较费时费力。

2.热力清蜡法

这种方法是利用热能提高抽油杆、油管和液流的温度，当温度超过析蜡温度时，则起防止结蜡的作用，当温度超过蜡的熔点时，则起清蜡作用。现阶段油田开发过程中常用的方法有锅炉车蒸汽清蜡、电热清蜡、水泥车常规热洗清蜡和超导车热油循环清蜡。

3．磁防蜡技术

在原油开采过程中，磁技术主要应用于油井防蜡。原油中的正构烷烃（C18H38）经磁场处理后，粘度降低50%左右，凝固点下降2-7℃，析蜡点下降1-3℃。所结蜡的孔隙较多，比较松散，在原油流动的过程中易于冲刷清除。磁防蜡器主要有电磁式和永磁式两大类。在油井应用中，由于电磁式装置操作比较复杂，投资高，耗能高，因而很少应用。而永磁式防蜡器是采用由永磁体构成磁场方式，不需要电源等附属设备，安装使用方便，我国主要使用永磁式防蜡器。

4.超声波防蜡技术[1]

在超声波的作用下，机械振动会加速原油分子的相对运动，这将增加原油分子之间的摩擦力，从而使长链的石蜡烃以及沥青质大分子链出现断裂，通过破坏分子团来影响石蜡的沉积速度和数量。超声波振动产生了次级效应，并引发剪切应力，从而抵制石蜡晶的结合力，使石蜡晶体的网状结构遭到破坏；超声波具有空化作用，由此产生的强大冲击力与高速射流能量，将对石蜡晶体网状结构造成严重破坏，