范天龍

（玉門(mén)石油分公司油田作業(yè)公司，甘肅 酒泉 735100）

我國(guó)開(kāi)采的油氣中蠟含量不低，很多地區(qū)發(fā)掘出來(lái)的油氣含蠟量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)。主要因?yàn)橄炘谟蜌庵械膬?chǔ)存狀態(tài)是氣態(tài)，在油氣開(kāi)采過(guò)程中能夠沿著油管進(jìn)入收集的原油中。油氣處在被開(kāi)采階段，其溶解蠟的能力隨著壓力減小而減小，再加上這蠟隨著溫度的降低開(kāi)始結(jié)晶，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間變化發(fā)生沉淀，對(duì)油氣的含量純度造成影響。

1 石蠟堆積給石井帶來(lái)的危害

蠟通常以液體狀態(tài)分布于油氣中，不會(huì)發(fā)生結(jié)晶沉淀等化學(xué)現(xiàn)象。然而一旦油氣被開(kāi)采，其中含有的蠟會(huì)隨著油管被開(kāi)發(fā)出來(lái)，隨著開(kāi)采工作的進(jìn)行，蠟受到的壓力越來(lái)越小，生存環(huán)境的溫度也越來(lái)越低，便會(huì)發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)，在油氣中發(fā)生沉淀，會(huì)給油井的產(chǎn)油量造成消極后果，甚至還會(huì)使采油工作無(wú)法進(jìn)行。

2 油井清防蠟劑的研究現(xiàn)狀

2.1 油井中出現(xiàn)蠟的原理

在采油工作即將完成時(shí)，油井中的壓力以及溫度等環(huán)境會(huì)發(fā)生變化，再加上采油工作導(dǎo)致的地理變化，使整個(gè)油井中蠟結(jié)晶的內(nèi)部機(jī)理發(fā)生了改變，并且結(jié)蠟的分布范圍也得到增大。當(dāng)蠟在開(kāi)采的油氣中溶解時(shí)，會(huì)變成有固定形狀的晶體蠟分子，成為油井中蠟堆積的重要因素。在蠟慢慢結(jié)晶完成后，其在油氣中沉積的原理主要依靠2 種吸附方式：液滴吸附和薄膜吸附。以下2 種吸附方式做簡(jiǎn)要介紹。

（1）液滴吸附。液滴吸附指由于采油設(shè)備的影響，尤其會(huì)液化成乳狀，隨著油管從油井中上升，這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的能量，而懸浮在油管中的液滴會(huì)受到這個(gè)能量的作用而與油管接觸。經(jīng)過(guò)研究與計(jì)算，一滴與油管口相距10m的小液滴可以與油管壁碰撞達(dá)到50 次左右。經(jīng)過(guò)碰撞，含有石蠟的小液滴會(huì)被吸附在油管表面，久而久之，石蠟也就堆積在了油管壁上。

（2）薄膜吸附。薄膜吸附指放油氣液化成乳狀的液滴之后和采油管的表面以及采油的機(jī)器發(fā)生碰撞，生成2 種有一定差異的定向?qū)?。油滴中含有的烴類(lèi)物質(zhì)中含有未被吸附到采油管表面的活性物質(zhì)，具有親水性質(zhì)，可與新生成的油面相結(jié)合。此時(shí)油管的2 個(gè)金屬表面都會(huì)生成活性物質(zhì)，慢慢向周邊擴(kuò)散，一旦周?chē)臏囟冗_(dá)到石蠟的結(jié)晶點(diǎn)，油面上將會(huì)出現(xiàn)一層蠟?zāi)ぁ?/p>

2.2 油井清蠟試劑的種類(lèi)

（1）化學(xué)清蠟劑：①乳狀清蠟劑。以乳液形態(tài)存在的試劑，依靠將開(kāi)采的油氣乳化的原理，是近幾年才被發(fā)明并且得到廣泛使用的一種清蠟劑。乳狀清蠟劑有內(nèi)相和外相，2 種材料的種類(lèi)與作用不同。內(nèi)相的除蠟作用比較強(qiáng)，而外相則使用蠟表面的活性物質(zhì)，兩者結(jié)合即可形成乳液狀的內(nèi)部呈油狀，外部呈水狀的清蠟劑。其優(yōu)點(diǎn)在于不僅充分利用了石蠟中烴類(lèi)物質(zhì)中活性試劑以及有機(jī)溶液的除蠟作用，而且大大降低了這些溶劑會(huì)給人的身體造成的危害。②水型清蠟劑。以水作為清除石蠟的溶劑，借助石蠟表面的活性物質(zhì)再加上一些能夠與之融合物質(zhì)并且顯堿性的清蠟劑。其中石蠟表面的活性物質(zhì)起到的作用是潤(rùn)滑和轉(zhuǎn)化作用，使得具有石蠟結(jié)晶物質(zhì)的表面轉(zhuǎn)化成清水，幫助除去石蠟物質(zhì)。與此同時(shí)，水型清蠟劑還能使石蠟表層的張力下降，一些活性分子能夠進(jìn)入石蠟分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而降低石蠟分子與吸附表面的化學(xué)力，最終造成脫落。表面活性物質(zhì)主要是由陰陽(yáng)離子組成的離子型物質(zhì)?；ハ嗳诤系奈镔|(zhì)的主要功效是使油氣和水能夠更好地融合在一起，通常含有酒精、二乙二醇乙醚等分子的物質(zhì)可以作為促融劑。最后，水型清蠟劑中含有的堿性物質(zhì)能夠與油氣中存在的瀝青等具有極性分子的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而這些反應(yīng)最后生成的物質(zhì)便會(huì)分布在水面上，常見(jiàn)的堿性物質(zhì)有硅酸鈉等硅酸鹽以及磷酸鈉等等。

（2）化學(xué)防蠟劑：①表面活性物質(zhì)防蠟劑。表面活性物質(zhì)的防蠟劑大致可以分成2 種：一種是水溶性的表面活性物質(zhì)防蠟劑；另一種是油溶性的表面活性物質(zhì)防蠟劑。對(duì)于水溶性的表面活性物質(zhì)防蠟劑，其主要發(fā)揮著2 方面作用：第一是由于這種類(lèi)型的防蠟劑擁有兩親的分子結(jié)構(gòu)，水能夠在石蠟晶體的旁邊生成外表面為極性基團(tuán)，內(nèi)表面為非極性基團(tuán)的吸附面，其中外表面能夠高效率地將反應(yīng)機(jī)制中產(chǎn)生的水都吸附起來(lái)，進(jìn)而生成一個(gè)以活性分子組成的薄膜，這個(gè)薄膜可以有效防止石蠟分子的結(jié)晶沉淀過(guò)程；第二是對(duì)于油溶性表面物質(zhì)的防蠟劑來(lái)說(shuō)，其作用機(jī)理是能夠在石蠟附著的物體表面進(jìn)行吸附作用，使石蠟晶體的表面形成一層極性薄膜，呈現(xiàn)非極性的石蠟無(wú)法在物體的表面繼續(xù)吸附結(jié)晶沉淀，這種防蠟劑最主要的優(yōu)勢(shì)就是可以有效抑制石蠟晶體沉淀的進(jìn)一步形成。②芳香型烴類(lèi)防蠟劑。芳香型烴類(lèi)防蠟劑工作的主要原理是：該試劑先在石蠟分子最終析出晶體之前就已經(jīng)大量存在于油氣當(dāng)中。而當(dāng)石蠟晶體析出后，這種防蠟劑使晶體都呈現(xiàn)散開(kāi)分布的情形，懸浮在油氣表層。由于晶體晶核形成過(guò)程具有吸附作用，防蠟劑又可以順利參與晶核的形成，從而打亂其生成軌跡，使晶核無(wú)法呈現(xiàn)出正常的形態(tài)，也沒(méi)有辦法自然生長(zhǎng)，這樣就達(dá)到了防蠟的效果。

3 油井清防蠟劑的發(fā)展前景研究

截至目前，對(duì)于油井清防蠟劑的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都做了很多具體研究，并且在這些不斷觀察的過(guò)程中也生產(chǎn)出了很多新型清防蠟的產(chǎn)品，然而依舊沒(méi)有得到一個(gè)令人非常滿(mǎn)意的結(jié)果?，F(xiàn)階段，存有的絕大部分清防蠟劑要么就是作用效果過(guò)于單一，要么就是安全風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高，亦或是選擇性大等。以水型清蠟劑為例，雖然作用機(jī)理比較科學(xué)合理，但是主要的作用物質(zhì)成本過(guò)高，并且需要的濃度大，使這種清蠟劑投入市場(chǎng)使用后收效甚微，并沒(méi)有長(zhǎng)遠(yuǎn)光明的發(fā)展前景。而乳狀清蠟劑的優(yōu)勢(shì)就比較明顯，不僅除蠟效率高，而且安全性比較大、毒性也小，在未來(lái)可以得到很好的發(fā)展。未來(lái)清防蠟劑的研究生產(chǎn)大致方向是：以乳狀清防蠟劑為基礎(chǔ)，制造出清防蠟效率高、效果穩(wěn)定、毒性低、安全性有保障，并且容易保存的清防蠟劑；制造出分子內(nèi)部有多條支鏈，分子成星型構(gòu)造或者梳型構(gòu)造看的防蠟劑，這些都能夠提升防蠟的效果。要做到這些，就需要工作者對(duì)油井清防蠟劑做以下研究：（1）對(duì)石蠟結(jié)晶沉淀的微觀結(jié)構(gòu)和清防蠟劑的作用機(jī)理進(jìn)行更深層次的探究，找到研發(fā)生產(chǎn)新式清防蠟劑的理論依據(jù)。（2）積極優(yōu)化水型清蠟劑的原料物質(zhì)，研制出成本更加合理、功效更加優(yōu)良的石蠟表面活性物質(zhì)，使清蠟劑的效果得到提高的同時(shí)還能降低生產(chǎn)成本。（3）積極開(kāi)發(fā)并利用天然高分子物質(zhì)，并將其運(yùn)用到新型防蠟劑的生產(chǎn)中去，降低防蠟劑的毒性，提高防蠟的效果。利用天然高分子，使防蠟劑原本的內(nèi)部分子的鏈狀結(jié)構(gòu)得到改變，進(jìn)而呈現(xiàn)出星型或者梳型的狀態(tài)，使生產(chǎn)的新型防蠟劑應(yīng)用范圍更廣泛，優(yōu)化清防蠟效果。（4）積極展開(kāi)對(duì)清防蠟工作的研究討論，試著將多種清防蠟的方法進(jìn)行科學(xué)合理的融合，觀察是否能夠得到更好的清防蠟結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于油氣行業(yè)來(lái)說(shuō)，相關(guān)的研發(fā)人員應(yīng)該積極研制出對(duì)環(huán)境更加友好、清防蠟效果更好、功能應(yīng)用更加廣泛的清蠟劑，以滿(mǎn)足我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)發(fā)展的需要,使清防蠟劑的發(fā)展前景有所保障。