油井清防蜡技术

第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术 2.热力清蜡技术
3.油管内衬和涂层防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
5.强磁防蜡技术
6.微生物清防蜡技术
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
机械清蜡就是利用专门的刮蜡工具把附着于管 壁上的蜡刮掉。这是一种既简单又直观的清蜡方法. 在自喷井和抽油井中广泛应用。具有施工简单、成
第一章
绪 论
3、蜡的特性
◆ 聚集特性：蜡在地层条件下通常以液体状态存在。但是在
开采过程中，随着温度和压力下降以及轻质组分不断逸出，原
油溶蜡能力降低，蜡开始结晶、析出、聚集； ◆ 沉积特性：聚集的蜡会不断沉积、堵塞油管，直接影响油 井生产。因此，油井的防蜡和清蜡是保证含蜡原油正常生产的 一项十分重要的技术措施。
②冬季使用，流动性有待改善。
第二章 油井清防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
4.2 清防蜡剂分类
⑶乳液型清、防蜡剂：乳液型清、防蜡剂是将油溶性清、防蜡剂加
入水和乳化剂及稳定剂后形成水包油乳状液。这种乳状液加入油井
后，在井底温度下进行破乳而释放出对蜡具有良好溶解性能的有机 溶剂和油溶性表面活性剂，从而起到清蜡和防蜡的双重效果。
防漏热洗油层保护结构图
第二章 油井清防蜡技术
3.油管内衬和涂层防蜡技术
这种方法的防蜡作用主要是创造不利于石蜡沉积的条件，如 提高管壁表面的光滑度，改善表面的润湿性，使其亲水憎油，或 提高井筒流体的流速，具体有： ⑴油管内衬：是在油管内衬一层玻璃衬里。它具有亲水憎油、表 面光滑的防蜡作用。特别是油井含水后油管内壁先被水润湿，油
复运动的抽油杆带动尼龙刮蜡器做上下运动和转动， 从而不断地清除抽油杆和油管上的结蜡。
作 用
减缓了油井结蜡速度，同时对井斜起到扶正防磨作用
能延长热洗周期，并不能彻底解决油井的结蜡问题
不能完全替代热洗清蜡工艺
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
在准东油田的应用情况 尼龙刮蜡器主要应用于沙南油田、北三台油田
2004年,沙南作业区“高温度、低液量热洗清蜡技术的研 究”。热洗周期10～20天/次，用液量10～15m3。目前在沙南 油田大部分井中使用。
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.4 特点 优 点
见效快、实用、清蜡彻底
缺 点
①费用高； ②热洗周期短； ③对套管和水泥 环造成损坏； ④对地层造成污染地层。
第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
⑴原油性质对结蜡的影响:原油中轻质馏分越多,溶蜡能力越强， 析蜡温度越低，越不容易结蜡。当压力下降，降到泡点压力以下 时，天然气分离出来，降低了原油溶蜡能力，析蜡温度上升，结 蜡较为严重。 ⑵温度对结蜡的影响：当温度保持在析蜡温度以上时，蜡不会析 出，也就不会结蜡。而温度降到析蜡温度以下时，开始有蜡晶析 出，温度越低，析出的蜡越多。当压力降到泡点以下时，天然气 开始分离出来，由于天然气的气化过程和压力降低、天然气膨胀 都要吸热，使温度下降，更促进蜡的聚结。
优点：①溶蜡速度快、见效快；
②相对密度较大； ③使用安全，无着火危险。 缺点： 制备和储存时必须稳定
第二章 油井清防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
4.2 清防蜡剂分类
⑷固体防蜡剂：固体防蜡工艺技术是近几年发展起来的一项新技
术。它是将室内筛选出的化学剂固化，臵入专用的固体防蜡管中。
防蜡管接在泵下。当原油流经固体防蜡剂时，固体防蜡剂（多数 是由高分子聚合物与其它助剂复配而成）在油井温度下逐步溶解
油井清防蜡技术
勘探开发研究所工艺室 2007年7月
第一章 绪 论
1、蜡的定义
石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。原油中的蜡
是指碳原子个数C16-C64的烃类。
2、蜡的分类
蜡可以分为两大类：即石蜡和微晶蜡。正构烷烃蜡称为
石蜡，它能够形成大晶块蜡，为针状结晶，是造成蜡沉积而
导致油井堵塞的主要原因。支链烷烃、长直链环烷烃和芳烃 主要形成微晶蜡，其相对分子质量较大。
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
自喷井机械清蜡是最早使用的一种清蜡方法。它是
以机械刮削方式清除油管内沉积的蜡。这项技术比较成
熟,而且已经形成了一系列的工具和设备(刮蜡片、麻花 钻头、毛刺钻头等)以及技术规范。合理的清蜡制度必 须根据每口油井的具体情况确定。首先要掌握清蜡周期， 使油井结蜡能及时刮除，保证压力、产量不受影响,清
本低的特点。
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
⑴自喷井机械清蜡:由机械清蜡设备组成。主要工具及
设备包括绞车、钢丝、滑轮、刮蜡片和铅锤。刮蜡片依
靠铅锤的重力作用向下运动刮蜡，上提时靠绞车拉动钢 丝经过滑轮拉刮蜡片上行，如此反复定期刮蜡，并依靠 液流将刮下的蜡带到地面，达到清除油管积蜡的目的。 采用刮蜡片清蜡时要掌握结蜡周期，使油井结蜡能 及时清除，不允许结蜡过厚，造成刮蜡片遇阻下不去。
第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
⑶原油中胶质和沥青对结蜡的影响：随胶质含量增加，析蜡温
度降低。这是因为胶质本身是活性物质，它可以吸附在蜡晶表
面，阻止蜡晶长大，而沥青是胶质的进一步聚合物,不溶于油, 成极小颗粒分散在油中，对蜡晶起到良好的分散作用。因此，
由于胶质沥青的存在，蜡晶虽然析出，但不容易聚合、沉积。
强，析出的蜡晶不能沉积在管壁上，而减缓了结蜡速度。
同时，管材不同，结蜡量也不同，管壁越光滑越不容易结 蜡。表面亲水的管壁比亲油的管壁更不容易结蜡。
第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
影响油井结蜡因素很多，概括有：
⑴原油性质对结蜡的影响
⑵温度对结蜡的影响 ⑶原油中胶质和沥青对结蜡的影响 ⑷原油中的机械杂质和水对结蜡的影响 ⑸流速和管壁特性对结蜡的影响
蜡熔化达到清蜡的目的。一般有两种循环方法，一种是油 套环空注入热载体，反循环洗井，边洗边抽，热载体连同
油井产出液一起由泵抽出。另一种方法是空心抽油杆热洗
清蜡。它将空心抽油杆下到结蜡点以下，热载体从空心抽 油杆注入，对油井进行热洗。
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.2 常用方法
⑵井下自控热电缆清蜡 ：在油井中下入电热电缆。电热
结蜡。
NaOH+HCL NaCL+H2O+98.8KJ
具体操作过程中，两种药液要通过不同通道按比例注入油 井，在射孔段上部反应达到热峰值。施工过程要严格控制。
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2.热力清蜡技术
2.3 应用情况
准东各油田热力清蜡情况统计
油 田 热 洗 介 质 热 洗 周 期 (天 ) 热洗用液量（m3） 火烧山 热水/油 30 25～35 北三台 热水/油 30 40 沙 南 热水/油 45～50 50 沙北 原油 30 33-38
中析出的蜡就不容易附着在管壁上，同时内壁光滑，使析出的蜡
不易黏附，比较容易被油流冲走，减缓了结蜡速度。
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3.油管内衬和涂层防蜡技术
⑵涂料油管：是在油管内壁涂一层固化后表面光滑且亲水性强 的物质，其防蜡原理与玻璃衬里油管相似。最早使用的是普通
清漆,但由于其在管壁上粘合强度低,效果差而逐渐被淘汰。目
第二章 油井清防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
4.2 清防蜡剂分类
⑴油溶性清、防蜡剂： ⑵水溶性清、防蜡剂：
⑶乳液型清、防蜡剂：
⑷固体防蜡剂：
第二章 油井清防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
4.2 清防蜡剂分类
⑴油溶性清、防蜡剂：主要由有机溶剂、表面活性剂和少量聚合 物组成。其中的有机溶剂将沉积在管壁上的蜡溶解，加入活性剂 是帮助有机溶剂沿沉积蜡中的缝隙和蜡与管壁的缝隙渗入进去以 增加接触面，提高溶解速度，并促进沉积在管壁上的蜡从管壁脱 落，随油流带出地面。 优点：①对原油适应性强 ②溶蜡速度快、见效快 ③凝固点低，冬季使用方便。 缺点：①密度小，对高含水井不太适合 ②燃点低，易着火
北20井区及沙北油田。
油井自动机械清蜡装臵于2003年9月在火烧山 油田现场试验5井次：H1426，H1220，H241
H1293， H1468。应用效果较好。目前H 1426井 仍有效。
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.1 清蜡机理
热力清蜡是利用热能将已析出的蜡晶体溶化并 随同热洗介质返出地面或提高原油温度防止蜡晶析 出，从而达到清蜡的目的。热力清蜡是油田抽油井 最主要的清蜡方式，常用的方法有4种。
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4.化学清、防蜡技术
4.2 清防蜡剂分类
⑵水溶性清、防蜡剂：由水和多种表面活性剂组成。表面活性剂 起润湿反转作用使管壁反转为亲水性表面，不利于蜡在管壁上沉 积，从而起到防蜡作用。 优点：①相对密度较大，对高含水井应用效果好 ②使用安全，无着火危险。
缺点： ①加入油井见效速度慢
蜡深度一般要超过结蜡点或析蜡点以下50米。
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
⑵有杆泵抽油井机械清蜡：利用安装在抽油杆上 的活动刮蜡器清除油管内和抽油杆上的蜡。目前 通用的是尼龙刮蜡器。
尼龙刮蜡器结构图
1.限位器 2.刮蜡器 3.限位器 4.抽油杆
第二章 油井清防蜡技术
1.机械清蜡技术
尼龙刮蜡器表面亲水不易结蜡，摩擦系数小、强 度高，耐冲击、耐磨、耐腐蚀。在抽油过程中，做往
电缆在不同温度下，会发出不同热量，保持井筒恒温。当
温度达到析蜡温度以上时，则起防蜡作用，但要连续供电 保持温度。
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.2 常用方法
⑶电热抽油杆清防蜡 ：通过在油井中下入电热抽油杆，与电
控柜等部件组成电加热抽油杆装臵，使电能转化为热能，提
高井筒温度，超过蜡的熔点使蜡熔化达到清蜡的目的。 ⑷热化学清蜡方法 ：利用化学反应产生的热能来清除油井的
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.2 常用方法
热 力 清 蜡 常 用 方 法
热载体循环洗井清蜡 井下自控热电缆清蜡
电热抽油杆清防蜡
热化学清蜡方法
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.2 常用方法
⑴热载体循环洗井清蜡 ：采用热容量大、经济、易得的
载体将热能带入井筒中，提高井筒温度，超过蜡的熔点使
第二章 油井清防蜡技术
2.热力清蜡技术
2.5 工艺改进
防漏热洗 管柱
防漏热洗是为解决水敏地层热洗
而开发的一套井下管柱.管柱结构
管式泵 筛管 Z331封隔器 提开泄油器 筛管
为：泵+筛管+封隔器+卸油器+筛 管+尾管。热洗介质从油套环空注 入，由于封隔器的作用，热洗介 质不进入地层，而是从上部筛管 进入油管，实现对油管和抽油杆 的热洗。
第一章
绪 论
4、结蜡过程
结蜡过程可已分为三个阶段：
⑴析蜡阶段：当温度降到析蜡点以下时，蜡以结 晶形式从原油中析出。
⑵聚集阶段：温度继续降低，结晶析出的蜡聚集 长大。 ⑶沉积阶段：长大的蜡晶沉积在管壁表面上。
第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
影响油井结蜡因素很多，概括有：
⑴原油性质对结蜡的影响
⑵温度对结蜡的影响 ⑶原油中胶质和沥青对结蜡的影响 ⑷原油中的机械杂质和水对结蜡的影响 ⑸流速和管壁特性对结蜡的影响
在管壁上形成水膜，使析出的蜡不容易沉积在管壁 上，减缓结蜡。现场试验和室内实验证明，当含水 增加到70%时，会形成水包油乳化液，油被水包住， 阻止蜡晶聚积而减缓结蜡。
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第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
⑸流速和管壁特性对结蜡的影响：随流速升高，结蜡量增
加。当流速达到临界流速后，结蜡量会下降。因为流速刚
开始增加时，单位时间流过的蜡量也增加，析出的蜡量也 多，所以结蜡严重。而达到临界流速后，由于冲刷作用增
但是，有胶质沥青存在时，沉积的蜡强度明显增加，不易被油 流冲走，又促进了蜡的聚结。由此可见，胶质沥青对结蜡的影
响是两方面的，既减缓结蜡，又促进结蜡。
第一章
绪 论
5、影响结蜡因素
⑷原油中的机械杂质和水对结蜡的影响：有晶核存 在时，会促进结晶加快，而机械杂质和水的颗粒都
会成为结蜡核心，加速结蜡。但随着含水上升，会
前应用最多的是聚氨基甲酸酯.涂料油管具有一定的防蜡效果， 特别是新油管涂层质量高，防蜡效果好。使用一段时间后，由
于表面蜡清除不净，以及石油中活性物质可使管壁表面性质发
生变化而失去防蜡作用。
第二章 油井清防蜡技术
4.化学清、防蜡技术
4.1 清防蜡机理 油井化学清、防蜡技术是在油井中加入化学清、防 蜡剂达到清除油井已结出的蜡或防止油井结蜡的目的。 化学清蜡剂的作用是将已经沉积的蜡溶解或分散开使其 在油井原油中处于溶解或小颗粒悬浮状态而随油流流出 油井；化学防蜡剂通过与蜡晶结合在一起而干扰蜡晶生 长，防蜡剂中的分子在原油中形成网络结构，蜡晶微粒 被连在网络中处于分散状态，避免了蜡晶微粒之间相互 接触长大，达到防蜡目的。