油井结蜡机理及清防蜡工艺技术

学术论文《管理观察》匡立柱 2009-08-13 09:19:01

  摘 要:阐述了油井结蜡机理和影响因素,探索了一套完整的清防蜡体系和制度,始终贯彻“以防为主,清防结合”的清蜡方针,按照由重到轻、由急到缓的指导思想,对结蜡严重的井以清为主、以防为辅的治理原则,主要采取化学清蜡和机械清蜡的联合治理方法,清蜡效果明显;对结蜡结蜡轻微的井以防为主、以清为辅的治理原则,重点试验和探索物理防蜡方法。
  关键词:结蜡机理 工艺技术
  
  油井结蜡是油田开发过程中的必然现象,严重影响了油井的正常生产。油管壁结蜡会增大对地层的回压,降低油井产量;油管和抽油杆间的结蜡会增大抽油机载荷,甚至造成抽油泵蜡卡;地层射孔炮眼和泵入口处结蜡,会增大油流阻力降低泵效;地层内部结蜡会大幅度降低其油相渗透率,使油井大幅度减产或停产等。因此分析结蜡的机理、原因,并有针对性的采取措施对油田开发是十分必要的。
  
  1.结蜡机理
  (1)结蜡机理。井结蜡是原油生产过程中的必然现象,原油中的蜡以正烷烃C18-C35为主要成分,通常称之为软蜡,所含的异构烷烃C35-C64称之为硬蜡,还含有一定量的环烷烃和芳烃。油管中结的蜡并不是纯净的石蜡,而是原油中析出的固体和半固体的蜡与胶质和沥青质的混合物,并且夹杂着少量原油、泥沙和水,但主要成分是石蜡。原油中的蜡多呈黑色和棕色。油田在开发之前,原油埋在地层中,处于高温、高压条件下,一般都以单相液态存在,蜡完全溶解在原油中。在地层开采过程中,原油从油层流入井底,再从井底沿井筒举升到井口,压力、温度随之下降,当压力降低到一定程度时,破坏了石蜡溶解在原油中的平衡条件,致使石蜡结晶析出;原油的温度下降到蜡晶开始析出的温度(析蜡点)时,蜡晶微粒便开始在油流和管壁上析出。油流中的蜡晶一部分随油流采出,一部分聚集、凝结并粘附与油井设施的金属表面,这就是常说的油井结蜡。
  (2)不同油田原油的含蜡量不同,开采条件不同,结蜡的严重程度也不同。一般含蜡量愈多,结蜡愈严重。国内主要的油田含蜡量都比较高(这是陆相油田的特点之一),据统计油田油井的平均含蜡量在10%以上,其负作用是增加抽油机载荷,降低时效,增加油井工作量,缩短检泵周期,影响油田稳定高产,因而清防蜡是油井管理中极为重要的措施之一。
  2.影响因素
  通过对油井结蜡现象的观察和实验室对结蜡过程的研究,总结出影响结蜡的因素。原油的组成(包括蜡、胶质、沥青质的含量);油井的开采条件(包括温度、压力、油气比、产量等);原油中杂质(泥、砂、水等)的含量;管壁的光滑程度及其表面的亲水亲油性。
  3.预防方法
  根据我们的生产实践经验,以及对结蜡机理以及影响因素的认识,清防蜡可以从以下的几方面入手。
  (1)创造不利于石蜡在管壁上沉积的条件。根据实验观察分析,管壁愈粗糙,表面愈亲油和流速愈小,就愈容易结蜡。因此,提高管壁的光滑程度,改善表面的润湿性是防止结蜡的一条重要途径。
  (2)抑止石蜡结晶的聚集。在油井开采的大多数情况下,石蜡结晶的析出是不可避免的,但从石蜡结晶开始析出到蜡沉积在管壁上还有一个使结晶长大和聚集的过程。因此,在含蜡原油中加入阻止和减少石蜡聚集的某些化学药剂――抑制剂,也是防止蜡聚集的一条重要的途径。
  (3)改变油井的开采条件。在油井开采过程中,虽然已有了不少的防蜡方法,但油井仍有蜡沉积下来,通过提高温度等条件使聚集的蜡溶解随油流出井筒,这是清蜡的一条重要的途径。
  4.清防蜡工艺
  (1)化学清蜡。套管环空化学清蜡工艺能够满足厂大部分区块井筒清蜡的需要,已成为生产现场主要的清蜡手段,但对某些高碳难溶型结蜡油井,清蜡剂的效果不是很明显。整项工艺下步需要从研制经济、高效型清蜡剂配方入手,以解决高碳难溶蜡适应性差的问题;同时,在现场管理上从井筒的液量、沉没度、结蜡速度等方面,进一步优化单井加药周期和加药量。 

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