馬志峰，王重陽

延長油田股份有限公司瓦窯堡采油廠開發(fā)科，陜西 延安 717300

1 油井結蠟機理及影響因素分析

1.1 油井結蠟機理

石蠟是溶解在原油中含碳原子數為16-64的烷烴。在原油開采過程中，隨著溫度的降低、溶解于原油中氣體的析出，石蠟便以晶體析出、長大、聚集在油管壁上和抽油桿上，即出現結蠟現象。結蠟過程包括蠟晶的析出形成晶核、晶核長大、沉積的過程。

1.2 油井結蠟的主要影響因素

影響油井結蠟的因素很多，但是主要的影響因素包括4個方面，即：原油組成、油井的開采條件、原油中的雜質、沉積表面的粗糙度和表面性質。

1）在其他條件相同的情況下，原油中含蠟量越高，油井就越容易結蠟。原油中所含輕質餾分越多，蠟的初始結晶溫度就越低；

2）在壓力高于飽和壓力時，蠟的初始結晶溫度隨壓力的降低而降低；在壓力高于飽和壓力時，由于壓力降低時原油中的氣體不斷脫出，使原油溫度降低，使蠟的初始結晶溫度升高；

3）原油中的細小沙粒和機械雜質提供了石蠟析出的結晶核心，主要原因有兩點：一是水的比熱容大，減少了液流溫度的降低；二是水會在油管壁上形成水膜，不利于蠟在油管壁上的沉積；

4）液流速度對結蠟有正反兩個方面的作用，一方面是液流速度變大，液體在流動過程中熱損失少；另一方面液流速度高，對管壁的沖刷能力強，使蠟不易沉積在管壁上；但是隨著液流速度的增大，單位時間內通過管道的蠟量就多，加劇了蠟的沉積。

2 油井清防蠟技術

2.1 物理法

物理法就是將粘附于油管壁、油桿的蠟通過物理的方法除掉。目前主要的物理清防蠟方法有：機械清蠟、熱力清蠟、強磁防蠟器、聲波防蠟技術。

2.1.1 機械法

機械清蠟是用專門的工具刮除油管壁上的蠟，并靠液流將其帶至地面的清蠟方法。自噴井中采用的刮蠟工具主要有刮蠟片和刮蠟鉆頭，有桿泵抽油井中主要用的是利用安裝在抽油桿上的活動刮蠟器清除油管和抽油桿上的蠟。機械清蠟的優(yōu)點是簡單方便，成本低，不足之處是費時費力。

2.1.2 熱力法

熱力清蠟是利用熱力學能提高液流和沉積表面的溫度，融化沉積在井筒中蠟，常規(guī)的反循環(huán)熱洗存在的熱洗效率低、污染地層的缺陷，但是溫控短路熱洗裝置、三功能熱洗封隔器能很好的解決這些弊端。

2.1.3 強磁防蠟工藝

強磁防蠟器就是利用磁場的作用削弱了原有分子和分子團之間的聚合性，由于蠟晶帶有電荷，當原油經磁場處理時，受到洛倫茲力的作用，破壞了蠟晶的生長速度，使得蠟晶以細小的顆粒狀懸浮在原油中，從而可以使得微小的蠟晶隨液流流出井口[2]。

2.1.4 聲波防蠟

聲波防蠟技術的基本作用原理與聲波相同。首先是機械作用，機械振動可以加速原油中的較小分子與相對大分子之間的相對運動，這種相對運動增加了它們之間的摩擦力，摩擦力使得長鏈石蠟烴或瀝青質等大分子鏈的斷裂，破壞大分子團，影響蠟的沉積，另外超聲振動產生的一系列次級效應，這種次級效應引發(fā)的剪切應力可以抵制蠟晶之間的結合力，導致蠟晶之間的網狀結構破壞。其次是聲波的空化作用，超聲空化產生強大的沖擊力及高速射流能破壞蠟晶的網狀結構，使蠟晶破碎成極小的微粒，由凱爾文公式可知，晶粒越小，溶解度越大。最后是聲波的熱作用，但熱作用的大小與聲波振動的頻率及振動幅度有關，在頻率不高時，這種作用就較弱[3]。

2.2 化學法

2.2.1 化學防蠟劑

能抑制原油中蠟晶析出、長大、聚集和在固體表面上沉積的化學劑稱為防蠟劑。常用的防蠟劑有3種類型：稠環(huán)芳烴、表面活性劑、聚合物及新興的固體防蠟技術。

表面活性劑防蠟劑分為油溶性和水溶性，兩者的作用原理不同。水溶性表面活性劑是通過吸附在蠟晶表面，使非極性蠟晶表面變成極性的蠟晶表面，防止蠟的沉積。油溶性表面活性劑是通過吸附在蠟晶表面，使非極性的蠟晶表面變成極性的蠟晶表面，從而抑制了蠟晶的進一步長大。

2.2.2 化學清蠟劑

化學清蠟方法有無機放熱型，它是利用化學反應產生的熱力學能來清除蠟堵，例如氫氧化鈉、鋁、鎂與鹽酸作用產生大量的熱量。但是這種清蠟方法很不經濟，效果差，一般很少使用。目前主要應用的化學清蠟劑有油基清蠟劑、水基清蠟劑、乳液清蠟劑。

油基清蠟劑的作用機理是將對石蠟具有較強的溶解能力的溶劑，根據油井的情況，連續(xù)或分批的注入油井，將沉積石蠟溶解并帶出油井。可以在里面加入表面活性劑來提高油基清蠟劑的清蠟能力。主要用的溶蠟能力強的油基清蠟劑有：苯、甲苯、二甲苯、輕烴、汽油、煤油、二硫化碳、四氯化碳等。下面為一種油基清蠟劑的配方：煤油，45%～85%、苯，5%～45%、乙二醇丁醚，0.5%～6%、1.5%。

3 總結建議

通過對目前國內外各種清防蠟方法的比較可以看出未來油井清防蠟技術應該朝著以下方向發(fā)展：

1）更加深入的研究油井結蠟機理及影響因素，為開發(fā)新型的清防蠟方法提供依據；

2）化學清防蠟劑應該朝著環(huán)保、高效、低廉、選擇性低的方向發(fā)展；

3）強磁防蠟技術、聲波防蠟技術、微生物防蠟技術都是新興的清防蠟技術，具有很大的發(fā)展空間，磁防蠟技術和聲波防蠟技術應使儀器朝著便攜、簡便、成本低的方向發(fā)展，能有清防蠟效果好的化學法相結合；

4）把各種清防蠟技術有機的結合（比如可以將固體防蠟技術和化學清蠟法以及微生物清蠟法），這樣就可以使極大地延長熱洗周期，減少了油井怠產的時間。

[1]彭向明，等.油井結蠟機理及清防蠟技術在靖安油田的研究應用[J].石油化工應用，2007，26(4)：2.

[2]劉愛華，等.油田清防蠟技術發(fā)展現狀[J].石油化工腐蝕與防護，2009，26(1)：1.

[3]張赫.基于寬頻帶換能器的原油超聲防蠟降粘技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2008.

[4]劉忠運，陸曉鋒，等.油田清防蠟劑的研究進展及發(fā)展趨勢[J].當代化工，2009，38(5)：2-4.