董娟++余杰+劉勇

摘 要： 我國(guó)的原油含蠟比較多，在石油開(kāi)采過(guò)程中，隨著原油向井筒運(yùn)移過(guò)程中溫度下降，出現(xiàn)原油中的蠟析出并聚集在近井地帶，引起井筒堵塞或管柱蠟卡等問(wèn)題，影響油井的正常生產(chǎn)。本文針對(duì)油井結(jié)蠟的現(xiàn)象，探討原油含蠟的機(jī)理，并提出一些主要的清防蠟方法。

關(guān)鍵詞： 原油 清防蠟 降粘降凝

1.引言

我國(guó)與世界上多數(shù)產(chǎn)油國(guó)有所不同，生產(chǎn)的原油以易凝原油為主，因易凝原油含蠟量較高，常稱“含蠟原油”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)10%的原油幾乎占整個(gè)產(chǎn)出原油的90%，并且大部分原油中含蠟在20%以上，有的甚至高達(dá)40%-50%[1]。含蠟原油具有凝點(diǎn)高、流變性復(fù)雜等特點(diǎn)，使其在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)很多問(wèn)題[2]。因此，通過(guò)研究原油含蠟的機(jī)理，提出有針對(duì)性的清防蠟方法顯得至關(guān)重要。

1.原油含蠟的機(jī)理

1.1.原油含蠟的特點(diǎn)

原油是一種天然生成的復(fù)雜烴類化合物的混合物，并含有少量氧、氮、硫等化合物[2]，主要以含氧化合物為主。含蠟原油是一種蠟含量比較高的組成復(fù)雜的混合物，其中蠟的組成、含量、性質(zhì)及其在原油中的形態(tài)等是導(dǎo)致原油流變性復(fù)雜化的根本原因。在不同的溫度下，原油中的蠟處于不同形態(tài)，使原油呈現(xiàn)出不同的流變特性。

1.2原油結(jié)蠟的過(guò)程

在油層條件下石蠟通常以溶解態(tài)存在，但在原油開(kāi)采過(guò)程中隨著壓力降低和輕質(zhì)組分的逸出和溫度的下降，原油沿著油管上升過(guò)程中蠟便結(jié)晶析出，并不斷沉積。由于油管壁不光滑，蠟晶沉積于油管壁上，隨著原油溫度的繼續(xù)降低、蠟晶不斷長(zhǎng)大，逐漸在油管壁上形成厚厚的固體石蠟，阻止原油的流動(dòng)，影響油井的正常生產(chǎn)，甚至卡井[3]。

1.3影響結(jié)蠟的因素

造成原油中蠟結(jié)晶析出的原因有多種，溫度和壓力的變化對(duì)其影響最大。原油溫度下降是促使石蠟從原油溶解狀態(tài)中分離出來(lái)的主要原因。造成原油溫度下降的原因是多方面的，除了地表地層溫度呈梯度遞減造成井筒液體溫度隨液流上升而降低以外，隨著井筒液體向上運(yùn)移，系統(tǒng)壓力降低，原油中輕質(zhì)成分以氣態(tài)的形式從原油中溢出并膨脹，氣體膨脹需要吸收大量熱量，致使原油溫度降低。

1.4.結(jié)蠟危害

原油中蠟含量越高，油層滲透率越低。沉積析出的蠟堵塞產(chǎn)油層，降低油井產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)造成油井停產(chǎn)。油井管道結(jié)蠟會(huì)造成輸油通道減小、油井負(fù)荷增大、井口回壓升高，嚴(yán)重時(shí)甚至造成蠟卡、抽油桿斷脫等問(wèn)題。油井結(jié)蠟極大影響油井產(chǎn)油量，因此尋求更合理的方法解決原油開(kāi)采中遇到的這些問(wèn)題，便成為急需解決的課題。

2.清防蠟方法

常用的油井清防蠟方法有機(jī)械清蠟、熱力清蠟、強(qiáng)磁防蠟、化學(xué)劑清防蠟和最新的微生物清防蠟。

2.1機(jī)械清蠟

機(jī)械清蠟是用專門的工具刮除油井管壁上的蠟，然后通過(guò)液流將刮除下的蠟帶出地面。機(jī)械清蠟有不需停井、不影響產(chǎn)量、對(duì)地層無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)定性不強(qiáng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，目前已基本不應(yīng)用。

2.2熱力清蠟

熱力清蠟是通過(guò)提高液流和沉積表面溫度，溶解沉積在井壁上蠟的一種清蠟方法。熱洗方法具有清蠟效果好的優(yōu)點(diǎn)，但受到地層壓力低的影響，洗井液在洗井過(guò)程中進(jìn)入地層致使地層遭到破壞，同時(shí)對(duì)油層造成了嚴(yán)重的污染。

2.3強(qiáng)磁防蠟

強(qiáng)磁防蠟是利用磁場(chǎng)的作用使得原油分子和分子團(tuán)之間的聚合性減弱，當(dāng)原油從強(qiáng)磁防蠟器中通過(guò)時(shí)，受到洛倫茲力的作用，蠟晶之間、蠟晶與膠體分子之間的黏附力削弱，蠟晶的聚結(jié)破壞，使得蠟晶以細(xì)小的顆粒狀懸浮在原油中，從而隨液流流出井口。

2.4化學(xué)劑清防蠟

化學(xué)劑清防蠟是通過(guò)將藥劑從油套環(huán)空中加入或通過(guò)空心抽油桿加入，從而達(dá)到清防蠟的效果。這種清防蠟技術(shù)具有設(shè)備投入少和不傷害地層的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是影響油品質(zhì)量，有效期短。

2.5微生物清防蠟

微生物清防蠟是針對(duì)原油中含蠟的特點(diǎn)，利用微生物自身具有黏附在金屬或黏土礦物表面生長(zhǎng)，能夠在金屬和黏土礦物表面形成一層微生物保護(hù)膜的特點(diǎn)，把篩選出的合適細(xì)菌注入井筒，從而阻止石蠟結(jié)晶[5]，同時(shí)緩解或者防止井筒結(jié)蠟的一種新興技術(shù)，具有清防蠟效果好，價(jià)格便宜，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

2.5.1微生物清防蠟技術(shù)

微生物清防蠟技術(shù)是利用微生物裂解重質(zhì)烴類和石蠟，代謝產(chǎn)生的氣體能溶于原油而使原油黏度下降；以烷烴作碳源的細(xì)菌大量繁衍，產(chǎn)生表面活性物質(zhì)和部分菌群分解膠質(zhì)使稠油乳化，從而降低原油黏度[6]。該技術(shù)由于利用微生物連續(xù)產(chǎn)生生物化學(xué)劑，克服了熱處理和化學(xué)處理等常規(guī)技術(shù)存在的一些缺點(diǎn)，如作用周期短，沉積的高分子石蠟進(jìn)入地層引起孔喉堵塞造成產(chǎn)量損失、熱油或熱水處理加重地層損害等問(wèn)題。

2.5.2微生物對(duì)原油黏度的影響

影響原油產(chǎn)量的一個(gè)關(guān)鍵因素是原油黏度。原油黏度越低，流動(dòng)性越好，越容易被采出地面。許多研究結(jié)果表明，某些微生物與原油發(fā)生作用后引起原油黏度的降低，可能有以下三個(gè)方面的原因：一是微生物對(duì)原油的降解作用，破壞了原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等作為質(zhì)點(diǎn)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也就是降低了原油中重質(zhì)組分的相對(duì)含量，改善了原油的流動(dòng)性；二是微生物在繁殖代謝過(guò)程中產(chǎn)生一些有機(jī)溶劑，對(duì)原油產(chǎn)生稀釋作用；三是微生物代謝產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)對(duì)原油發(fā)揮了乳化作用，形成水包油性型乳狀液，從而降低原油黏度[7]。

3.結(jié)語(yǔ)

原油含蠟使其在開(kāi)采過(guò)程中受溫度、壓力等變化的影響，原油中的蠟結(jié)晶析出，并不斷沉積在輸油管壁上，引起一系列問(wèn)題，影響了原油的正常生產(chǎn)和輸送。因此，研究原油含蠟機(jī)理，針對(duì)此問(wèn)題提出解決對(duì)策，比較各種清防蠟方法，發(fā)現(xiàn)微生物清防蠟因其具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，有望成為原油清防蠟的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]金偉，楊斌.熱油管道的結(jié)蠟與清蠟[J].廣西輕工業(yè).

[2]張志強(qiáng).膠州灣石油烴和其它環(huán)境因子的時(shí)空分布及其相關(guān)性研究[D].中國(guó)海洋大學(xué)碩士論文.

[3]邵本東.微生物與生物表活劑在歐31塊油井清防蠟中的應(yīng)用研究[D].大慶石油學(xué)院碩士論文.

[4]肖進(jìn)軍.油井結(jié)蠟及清防蠟技術(shù)探討[J].化學(xué)工程與裝備.

[5]楊前杰，朱平，楊國(guó)強(qiáng)，梁飛.微生物降黏清防蠟技術(shù)應(yīng)用[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì).

[6]肖穩(wěn)發(fā)，劉錫建，張紅，徐菁利，陳思浩，劉則華.微生物技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)與生物工程.

[7]董智勇，王明勇，黃文輝.高蠟原油開(kāi)發(fā)中的防蠟清蠟技術(shù)進(jìn)展[J].能源與節(jié)能.

[8]白新宇，郗妮妮.采油微生物菌種的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué).