郭錕，周鵬程，陳彥云

（1.西安和泰化工有限公司，陜西西安710021；2.中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，甘肅慶陽745000）

采油用清防蠟劑HQL-02的研制與應(yīng)用

郭錕1，周鵬程1，陳彥云2

（1.西安和泰化工有限公司，陜西西安710021；2.中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，甘肅慶陽745000）

HQL-02清防蠟劑主要由多環(huán)烷烴和輕質(zhì)油組成的主料、增溶劑、滲透劑、聚合物復(fù)配組成。該清防蠟劑具有溶蠟速率高，防蠟效果好，對(duì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)具有剝蝕能力。室內(nèi)研究表明：最佳復(fù)配工藝條件為：主料84.15%，HSY增溶劑12%，HTW滲透劑0.35%，改性聚合物3.5%時(shí)，對(duì)石蠟的溶蠟速率大于0.04 g/min，防蠟率大于50%?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用周期加藥方式，均取得了良好的效果。

清防蠟劑；復(fù)配；清蠟；防蠟；評(píng)價(jià)

我國主要油田的原油含蠟量均較高，原油結(jié)蠟是一種普遍現(xiàn)象［1］在采油過程中，原油中的蠟以晶體形式不斷析出并生長(zhǎng)，沉積于井下裝置設(shè)備中，嚴(yán)重影響油井正常產(chǎn)液，甚至?xí)霈F(xiàn)卡管柱、堵地面管線等嚴(yán)重情況，給原油的開采和施工作業(yè)帶來許多不便。清蠟劑的作用是將對(duì)沉積石蠟具有較強(qiáng)溶解和攜帶能力的溶劑分批或連續(xù)反注入油井，將沉積石蠟溶解并攜帶走。防蠟劑能改變?cè)椭邢灥陌l(fā)育過程，其實(shí)質(zhì)是對(duì)蠟晶體的晶格參數(shù)產(chǎn)生影響，宏觀上，蠟以結(jié)晶形態(tài)表現(xiàn)出來［2-6］。目前油田所用的防蠟劑有稠環(huán)芳香烴型、表面活性劑型與聚合物型。聚合物型防蠟劑結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能優(yōu)異，聚丙烯酸酯（PA）［7-9］是一種梳狀結(jié)構(gòu)的聚合物，其分子結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)可以使蠟晶體表面帶電，使形成的蠟晶體不能形成大晶體，原油分散體系的穩(wěn)定性很大程度上依賴于分散顆粒的帶電性［10］。因此，對(duì)不同結(jié)構(gòu)組成的聚合物型是防蠟劑的發(fā)展方向之一［11］，本實(shí)驗(yàn)所用聚合物為改性乙烯醋酸乙烯酯。本文以重溶劑油和輕質(zhì)油按6.8：3.2復(fù)配得主料，以滲透劑、增溶劑、聚合物為輔研制出的HQL-02清防蠟劑，依據(jù)SY/T6300-2009標(biāo)準(zhǔn)，考察了滲透劑、增溶劑、聚合物不同用量下對(duì)清防蠟劑HQL-02的效果評(píng)價(jià)。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)材料：改性乙烯醋酸乙烯酯EVA，多種型號(hào)；增溶劑：HSY，自制；滲透劑：HTW，自制；原油、蠟樣：長(zhǎng)慶采油二廠嶺北作業(yè)區(qū)里56區(qū)；石蠟（56℃～58℃）：醫(yī)用高效切片石蠟（上海華靈康復(fù)器械廠）。

實(shí)驗(yàn)儀器：HFL-2009防蠟測(cè)定儀；蠟球模具：內(nèi)徑為14 mm球形金屬模具；CGWX-201A雙孔凝點(diǎn)測(cè)定儀；BSY-338原油膠質(zhì)含量測(cè)試儀；NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)；GC9310-K氣相色譜儀。

1.2原油基本性質(zhì)

所用原油為長(zhǎng)慶油田某區(qū)塊采出油，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 7550-2000，對(duì)蠟含量、膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)測(cè)定了脫水原油的粘度、析蠟點(diǎn)、溶蠟點(diǎn)和凝點(diǎn)（見表1）。

表1　原油基本性質(zhì)

1.3蠟樣分析

參照中國石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0653-1998《石油蠟正構(gòu)烷烴和非正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布測(cè)定法（氣相色譜法）》，用氣相色譜法分析蠟樣的碳數(shù)分布，結(jié)果表明蠟樣的碳數(shù)分布主要集中在C10～C30（見圖1）。

圖1　蠟沉積物全樣氣相色譜圖

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1增溶劑HSY對(duì)主料溶蠟速率的影響

目前，油基清蠟劑主要由餾分油、加重劑和表面活性劑組成［12-15］，輕質(zhì)油是蠟的良溶劑，對(duì)蠟有較強(qiáng)的溶解能力；重質(zhì)油可提高清蠟劑的密度，但隨其在清蠟劑中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，會(huì)降低清蠟劑的溶蠟性能，因此，需要加入表面活性劑來提高溶劑對(duì)蠟的溶解和滲透作用。溶蠟速率依據(jù)SY/T6300-2009《采油用清、防蠟劑技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

圖2　不同增溶劑含量對(duì)石蠟的溶蠟效果

從圖2中可知，隨著HSY加量的增加，其溶蠟速率呈直線趨勢(shì)不斷提升，當(dāng)活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)到12%時(shí)，其溶蠟速率雖然增加但增加幅度明顯減緩，從經(jīng)濟(jì)效率考慮，故確定在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件下HSY的最佳用量為12%。

2.2滲透劑HTW對(duì)主料溶蠟速率的影響

加入滲透劑的目的是幫助主料溶劑沿沉積蠟中縫隙和蠟與油井管壁的縫隙滲入以增加接觸面，提高溶解速度，并促進(jìn)沉積在管壁表面上的蠟從管壁表面脫落，使之隨油流帶出油井。

圖3　不同滲透劑含量對(duì)石蠟的溶蠟效果

圖4　不同滲透劑含量對(duì)里56區(qū)蠟的溶蠟效果

從圖3、圖4看到，溶蠟速率與滲透劑含量呈開口向下的拋物線關(guān)系，當(dāng)滲透劑含量為0.35%左右時(shí)，可使其溶蠟速率達(dá)到頂峰。雖然對(duì)白蠟的溶蠟速率有所提升但增加幅度不明顯，但對(duì)現(xiàn)場(chǎng)56區(qū)井蠟的溶蠟速率提升幅度很明顯，這是由于白蠟結(jié)構(gòu)較為單一，而56區(qū)井蠟烷烴碳數(shù)從C10到C30，分布范圍廣，滲透劑可從低碳組織向高碳組織循序滲入，從而使溶蠟速率的提升得到明顯的改善。

2.3防蠟實(shí)驗(yàn)

聚合物在析蠟點(diǎn)下與蠟共同析出，從而改變蠟的結(jié)晶行為和取向性，并減弱蠟晶繼續(xù)發(fā)育的趨向，蠟分子在據(jù)海外無分子中烷基鏈上結(jié)晶。當(dāng)聚合物分子中的碳鏈與蠟中碳鏈相等時(shí)，防蠟效果最好。由于分子結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)，并不是所有的側(cè)鏈中的碳原子數(shù)參與共晶，僅有一部分參與共晶。因此，聚合物分子中的烷基鏈長(zhǎng)度必須大于蠟的碳鏈長(zhǎng)度時(shí)，防蠟效果較好。本文通過以多環(huán)烷烴和輕質(zhì)油按6.8：3.2復(fù)配得主料的基礎(chǔ)上添加不同改性乙烯醋酸乙烯酯，來考察其防蠟效果。

從圖5、圖6看出，隨著改性EVA含量的增加，防蠟率呈直線趨勢(shì)提高，由于聚合物的引入，延緩了主料向石蠟的的滲入，從而影響了其溶蠟效果，而配方3中改性EVA含量達(dá)到3.5%時(shí)，溶蠟速率出現(xiàn)拐點(diǎn)，呈明顯下降走勢(shì)。綜合考慮，當(dāng)配方3中EVA含量為3.5%時(shí)，防蠟、溶蠟效果達(dá)到理想的協(xié)同作用。

圖5　不同改性EVA對(duì)石蠟的防蠟效果

圖6　不同改性EVA對(duì)石蠟的溶蠟效果

2.4復(fù)配實(shí)驗(yàn)

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在主料的基礎(chǔ)上添加定量的HSY、HTW、EVA輔劑，綜合測(cè)試其對(duì)石蠟的溶蠟及防蠟性能，其平均結(jié)果（見表2）。

表2　添加劑復(fù)配效果

從表2可以看出，主料與各添加劑之間具有一定的協(xié)同配伍性，復(fù)配后其溶蠟速率0.041 g/min，防蠟率52.2%，較主料均有明顯改進(jìn)。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2013年8月-2013年10月在超低滲第一項(xiàng)目部板橋作業(yè)區(qū)不同井場(chǎng)使用HQL-02清防蠟劑試驗(yàn)，采取周期加藥的方式，油井環(huán)套空間加入，加藥周期為10 d～15 d，加藥量為60 kg～90 kg，選取結(jié)蠟嚴(yán)重的高產(chǎn)井、低產(chǎn)井各一口，有效率100%。試驗(yàn)前高產(chǎn)井平均單井日產(chǎn)油2.63 t，回壓1.2 MPa，加入HQL-02清防蠟劑后，平均單井日增油0.12 t，回壓降至零；低產(chǎn)井平均單井日產(chǎn)油0.66 t，回壓1.2 MPa，加入HQL-02清防蠟劑后，平均單井日增油1.24 t，回壓降至零，動(dòng)液面均有不同程度的回升，具有明顯的使用效果。

當(dāng)藥劑加入第2 d后，最大載荷開始下降，最小載荷開始提升，說明藥劑開始發(fā)揮性能。在3 d～5 d后載荷達(dá)到藥劑極限。此后藥劑可使載荷達(dá)到理想狀態(tài)基本維持在4 d左右，第10 d～12 d載荷緩慢恢復(fù)至加藥之前狀態(tài)。這說明藥劑在前5 d內(nèi)起到了明顯的溶蠟效果，后5 d～7 d可起到其它藥劑所沒有的防蠟性能。綜合產(chǎn)量、載荷、動(dòng)液面、回壓等數(shù)據(jù)變化，該型號(hào)HQL-02清防蠟劑具有明顯的清、防蠟效果。

表3　清防蠟劑對(duì)油井動(dòng)態(tài)變化

4　結(jié)論

（1）通過溶蠟、防蠟測(cè)定評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，HQL-02中主料：HSY：HTW：EVA=84.15：12：0.35：3.5時(shí)有很好的協(xié)同作用，且綜合性能效果最好。

（2）通過清防蠟劑的配方優(yōu)選，確定了HQL-02型清防蠟劑溶蠟速率達(dá)到0.041 g/min，防蠟率為52.2%。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，該型號(hào)HQL-02清防蠟劑具有明顯的清、防蠟性能，可顯著降低抽油機(jī)負(fù)荷，改善油流通道、減小原油粘度，降低輸油壓力，起到了一定的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)效果。

［1］劉潔.信息隱藏技術(shù)及應(yīng)用［J］.現(xiàn)代情報(bào)，2004，（6）：204-205.

［2］JACK F T，ROBERT K P.Deposition apparatus to study the effects of polymers and aspartames upon wax deposition［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering，2010，72（1）：166-174.

［3］JIANG Qing-zhe，ZHAO Mi-fu，SONG Zhao-zheng，et al. Rheological properties of waxy crude at a low temperature in the presence of pour point depressants［J］.Petroleum Science，2005，2（4）：62-65.

［4］CHEN Wuhua，ZHAO Zongchang，YIN Caoyong.The interaction of waxes with pour point depressants［J］.Fuel，2010，9（5）：1127-1132.

［5］JACK F T，ROBERT K P.Deposition apparatus to study the effects of polymers and asphaltenes upon wax deposition［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering，2010，72（1）：166-174.

［6］蔣慶哲，宋昭崢，葛際江，等.降凝劑對(duì)蠟晶晶格參數(shù)的影響［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，30（1）：118-122.

［7］ANDRE L C M，ELIZABETE F Lucas.Poly（ethylene-covinyl acetate）（EVA）as wax inhibitor of a Brazilian crude oil viscosity，pour point and phase behavior of organic solutions［J］.Journal of Petroleum Science and Engineering，2001，32（4）：159-165.

［8］DELLYO A.Chemical structure effect of（meth）acrylic ester copolymers and modified poly（ethylene-co-vinyl acetate）copolymer on paraffin deposition prevention in crude oil［J］. Petroleum Science and Telechnology，2001，32（1）：195-202.

［9］JAFARI B T，GOLPASHA R，AKBARNIA H，et al.Effect of wax inhibitors on pour point and rheological properties of I-ranian waxy crude oil［J］.Fuel Processing Technology，2008，89（10）：973-977.

［10］宋昭崢，等.降凝劑對(duì)原油蠟相變的影響［J］.石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2005，18（2）：40-44.

［11］CRISTANTE M，SELVES J.Structure-activity relationshipstudy on paraffin inhibitors for crude oils［J］.Analytica Chimica Acta，2003，284（2）：303-316.

［12］徐常福，馬文，等.一種采油用的油井清蠟劑［P］.中國專利：CN1076002A，1993.

［13］卜家泰，陳文海，勞爾夏提，等.油井用清蠟劑［P］.中國專利：CN1232855A，1999.

［14］曹懷山，楊丙飛，姜紅，等.油溶性清防蠟劑CL-92［J］.油田化學(xué)，2001，18（4）：297-298.

［15］王春.清防蠟劑的研制［J］.精細(xì)化工，1997，14（1）：29-30.

Research and application of wax removing agent HQL-02 oil recovery

GUO Kun1，ZHOU Pengcheng1，CHEN Yanyun2
（1.Xi'an Hetai Chemical Engineering Ltd.，Xi'an Shanxi 710021，China；2.Oil Production Plant 11 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Qingyang Gansu 745000，China）

Wax removing agent HQL-02 was composed of polycyclic alkanes and light oil composition material，solubilizer，penetrant and polymer and solvents，that had a better paraffin and wax effect.Following results were obtained in laboratory.The best synthetic conditions are as follows.The main ingredient was 84.15%，the dosage of HSY solubilizer was 12%，the dosage of HTW penetrant was 0.35%，the dosage of the modified polymer was 3.5%，wax dissolving rate and wax inhibiting rate were more than 0.04 g/min，50%respectively to paraffin.It was shown in the oilfield experiment that it is successful and effective by adding the above wax removing agent HQL-02 periodically.

wax removing agent；synergism；paraffin；wax；evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.026

TE358.2

A

1673-5285（2015）07-0110-04

2015－03-19

郭錕，男（1981-），碩士，工程師，西安和泰化工有限公司副經(jīng)理，主要從事石油工程和油田化學(xué)方面的研究工作，郵箱：huagongguokun@163.com。