王晶 卓興家 周長(zhǎng)利 王劍平 張宏 朱秀娟 姜海瑞

摘 要：在采油過(guò)程中，含蠟原油沿著油管上升，由于壓力和溫度的不斷降低，減少了原油對(duì)蠟的溶解度，原油中輕質(zhì)組分的不斷逸出，此時(shí)蠟開(kāi)始結(jié)晶逸出并不斷沉積在管壁或抽油桿上。原油中蠟含量越高，高碳蠟的含量越多，結(jié)蠟越嚴(yán)重，凝固點(diǎn)也越高。越易造成油管、抽油桿、油井和管線等設(shè)備的堵塞，導(dǎo)致油井產(chǎn)量不斷下降，嚴(yán)重影響油井正常生產(chǎn)，甚至可能停產(chǎn)。因此，在原油生產(chǎn)管理中解決這一難題的有效方法之一就是使用化學(xué)清蠟劑進(jìn)行清蠟。

關(guān) 鍵 詞：含蠟原油;清蠟劑;溶蠟;結(jié)晶

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）06-1395-03

Research and Application of Water-base Paraffin Remover for Daqing Oilfield

WANG Jing 1，ZHUO Xing-jia1，ZHOU Chang-li1，

WANG Jian-ping 2，ZHANG Hong 1，ZHU Xiu-juan 1，JIANG Hai-rui 1

（1. Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318， China;

2. Daqing Feima Ltd， Heilongjiang Daqing 163411，China;

3. Daqing Oilfield Company No.6 Oil Production Plant， Heilongjiang Daqing 163114，China;

4. Daqing Oilfield Company No.3 Oil Production Plant， Heilongjiang Daqing 163113，China）

Abstract： In the oil recovery process， waxy crude rises along the tubing， because of the pressure and temperature decreasing， the solubility of crude wax reduces， light components of crude oil constantly escape， and the wax begins to crystallize and continuously deposit on the wall and the rod. The higher the wax content in the crude and the carbon content of the crude wax， the more serious the wax deposition， the higher the freezing point. So lead tubing， rod， oil wells， pipelines and other equipments are easily blocked， which will lead to oil production declining， and seriously affect the normal production of oil. Therefore， one of the effective methods to solve this problem in the management of oil production is to use chemical paraffin remover.

Key words： Waxy crude; Paraffin remover; Dissolved wax; Crystallization

鑒于目前國(guó)內(nèi)外尚未針對(duì)油井井筒開(kāi)展相關(guān)的結(jié)蠟機(jī)理與規(guī)律、結(jié)蠟診斷、清防蠟措施優(yōu)選開(kāi)展相關(guān)研究，因此，基于流體力學(xué)、工程熱力學(xué)等理論，采用實(shí)驗(yàn)研究、理論計(jì)算等方法，開(kāi)展油井井筒結(jié)蠟及清防蠟技術(shù)研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)蠟機(jī)理及清蠟方法的研究現(xiàn)狀

解決結(jié)蠟問(wèn)題的關(guān)鍵是要弄清楚結(jié)蠟機(jī)理和規(guī)律。為此國(guó)內(nèi)外研究人員先后基于不同的工作原理建立了相應(yīng)的蠟沉積試驗(yàn)裝置，以了解蠟沉積的規(guī)律，并揭示其機(jī)理。國(guó)內(nèi)外研究人員利用建立的蠟沉積試驗(yàn)裝置研究含蠟原油蠟沉積過(guò)程，進(jìn)而建立蠟沉積模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量或工程實(shí)際獲得的數(shù)據(jù)驗(yàn)證含蠟原油流動(dòng)過(guò)程中蠟沉積模型，形成其結(jié)蠟規(guī)律的認(rèn)識(shí)[1]。

2 水基防蠟劑作用機(jī)理

水基防蠟劑的作用過(guò)程基本上是分兩個(gè)歷程。當(dāng)將其加入到油井中，由于水基防蠟劑里面含有蠟晶改進(jìn)劑和分散劑，通過(guò)分散作用使蠟塊分散，使其晶粒變細(xì)不易互相結(jié)合而隨油井采出液流出油井[2]?；蛘邔⒊练e在井壁上的蠟塊脫落。脫落的蠟塊再繼續(xù)分散成小蠟塊和小晶粒并懸浮在油井液流中隨液流流出油井而起到清蠟作用;油基清蠟劑是靠溶解井壁上沉積的蠟而達(dá)到清蠟的目的[3]。因此，水基清蠟劑的清蠟作用機(jī)理與油基清蠟劑完全不同。由于作用機(jī)理不同因此兩者的評(píng)定方法也不同。

水基清防蠟劑的防蠟作用機(jī)理系水基清防蠟劑中的表面活性劑被吸附在金屬表面（如井壁、抽油桿）而濕潤(rùn)金屬表面，使其成為極性表面而阻止非極性的蠟晶在金屬表面的吸附和沉積從而起到防蠟的效果[4]。

3 水基防蠟劑的特點(diǎn)

因?yàn)樗老瀯┍戎剌^高，大約為0.955～1.03，對(duì)含水原油較適合;并且其燃點(diǎn)高，使用安全;無(wú)氣味;無(wú)毒，屬環(huán)境友好型產(chǎn)品;除對(duì)油井有優(yōu)良的清蠟效果外，還有一定的防蠟、降粘效果;它提供了油井采出液的水含量和原油蠟含量通過(guò)室內(nèi)評(píng)定可以初步預(yù)測(cè)油井清蠟效果和加藥量?？砂慈魏伪壤c水混合，可將大部分石蠟塊分散成半徑小于2 mm的細(xì)顆粒，其分散性較好;但價(jià)格較貴，因?yàn)榻M成為蠟晶改進(jìn)劑B和表面活性劑等，基本原材料價(jià)格較貴;水基防蠟劑適用含水原油，對(duì)不含水原油應(yīng)用效果較差。

4 水基清防蠟劑室內(nèi)實(shí)驗(yàn)篩選

4.1 對(duì)7種表活劑進(jìn)行分散性實(shí)驗(yàn)

（1）2%平平加0-25+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（2）2%吐溫+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（3）2%NP-10+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（4）2%OP-10+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（5）2%AEO9+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（6）2%十六烷基三甲基氯化銨+25 mL自來(lái)水+1 g蠟;

（7）2%滲透劑T+25 mL自來(lái)水+1 g蠟。

從圖1可以看出平平加0-25和吐溫的分散性不好，蠟在溶解后經(jīng)過(guò)降溫蠟會(huì)成團(tuán)，十六烷基三甲基氯化銨中的蠟在溶解后經(jīng)過(guò)降溫得到的蠟晶較大。而NP-10、OP-10、AEO9、滲透劑T的效果較

圖1 7種表活劑在鋼片上進(jìn)行分散性實(shí)驗(yàn)圖

Fig.1 Seven kinds of surfactant agent dispersion experiments

好，用以上四種表活劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

4.2 水基防蠟劑的篩選

用以下7種表活劑配成10%的水溶液，分別取20 mL放入試管中分別浸泡鋼片5 h，之后進(jìn)行防蠟實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)試它們的防蠟率，得到圖2結(jié)果。

從圖2可以看出：AEO9溶液的防蠟效率最高，約能達(dá)到60%;滲透劑T的防蠟效率次之，約為52%;防蠟率較好的還有OP-10，其防蠟率約為50%。因此，可考慮使用三種表活劑相互復(fù)配進(jìn)行防蠟率測(cè)試。

圖2 水基防蠟率效果圖

Fig.2 Effect of water-base paraffin remover

（1）使用AEO9、OP-10、滲透劑T三種表活劑兩兩復(fù)配及全部復(fù)配測(cè)試防蠟率：

滲透劑T + AEO9 測(cè)試防蠟率

滲透劑T + OP-10測(cè)試防蠟率

AEO9 + OP-10測(cè)試防蠟率

滲透劑T +AEO9 + OP-10

從圖3可以看出：滲透劑T與OP-10的復(fù)配的防蠟效果最好，約能達(dá)到62%。滲透劑T與AEO9復(fù)配后的防蠟效果相較于單獨(dú)的AEO9溶液效果變差，AEO9與OP-10復(fù)配后的效果比與滲透劑T 差，而三者相互復(fù)配后的防蠟效果最差。因此，使用滲透劑T與OP-10復(fù)配來(lái)進(jìn)行防蠟。

圖3 復(fù)配后防蠟率效果圖

Fig.3 Effect of compound water-base paraffin remover

（2）對(duì)滲透劑T與OP-10比例進(jìn)行調(diào)整：

滲透劑T∶OP-10 = 1∶1

滲透劑T∶OP-10 = 1∶2

滲透劑T∶OP-10 = 1∶3

滲透劑T∶OP-10 = 1∶4

滲透劑T∶OP-10 = 1∶5

滲透劑T∶OP-10 = 1∶10

滲透劑T∶OP-10 = 1∶20

滲透劑T∶OP-10 = 1∶50

滲透劑T∶OP-10 = 1∶100

滲透劑T∶OP-10 = 1∶0

OP-10：滲透劑T = 1∶2

OP-10：滲透劑T = 1∶3

從圖4可以看出：滲透劑T與OP-10復(fù)配溶液的防蠟效率隨著滲透劑T的比例的增加而升高。當(dāng)滲透劑T：OP-10=50：1時(shí)，防蠟效率達(dá)到最高值，約為70%。而隨著OP-10防蠟劑效果變得更差了。

圖4 滲透劑T與OP-10的復(fù)配防蠟率圖

Fig.4 Effect of Penetrant T and OP-10 compound water-base paraffin remover

5 結(jié) 論

（1）從防蠟劑的篩選結(jié)果可以看出，當(dāng)滲透劑T∶OP-10=50∶1時(shí)，防蠟效率達(dá)到最高值，約為70%。其效果最好，對(duì)于目前油井結(jié)蠟問(wèn)題，該方法能夠促進(jìn)采油能源的規(guī)?；c高效低成本開(kāi)發(fā)，提供了更好的解決防蠟問(wèn)題。

（2）我國(guó)今后在頁(yè)油井結(jié)蠟系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合待開(kāi)發(fā)區(qū)塊具體情況規(guī)劃設(shè)計(jì)相應(yīng)處理系統(tǒng)，盡可能地降低油井結(jié)蠟問(wèn)題所帶來(lái)的困擾，可提高采油效率與設(shè)備重復(fù)利用率，節(jié)約氣田開(kāi)發(fā)成本。

（3）對(duì)于清蠟和防蠟應(yīng)該有機(jī)結(jié)合起來(lái)，既能有清蠟作用，又有防蠟作用的清防蠟劑是我們今后應(yīng)該研究的方向，是對(duì)采油工藝大膽的嘗試。

總之，從目前國(guó)外應(yīng)用和研究的現(xiàn)狀來(lái)看，油井清蠟理論和技術(shù)是相對(duì)成熟的。制定符合我國(guó)實(shí)際的油井清蠟技術(shù)方案的關(guān)鍵在于借鑒國(guó)外先進(jìn)技，結(jié)合防蠟理論開(kāi)展應(yīng)用創(chuàng)新，為油田開(kāi)發(fā)提供高效低成本的技術(shù)支持。

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