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油井清防蜡技术及其应用分析

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油井 清防蜡 技术 及其 应用 分析
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年 第 期 内 蒙 古 石 油 化 工油 井 清 防 蜡 技 术 及 其 应 用 分 析聂 翠 平 ’ , 张 家 明 , 李 文 彬 ’西 安 石 油 大 学 , 陕 西 西 安 延 长 油 田 股 份 公 司 , 陕 西 延 安摘 要 高 含 蜡 油 井 结 蜡 严 重 影 响 正 常 生 产 和 开 发 效 益 , 防 蜡 和 清 蜡 是 含 蜡 原 油 开 来 中 需 要 解 决 的重 要 问 题 。 本 文 系 统 分 析 了 油 井 结 蜡 的 影 响 因 素 , 探 讨 了 生 产 过 程 中 高 含 蜡 油 井 结 蜡 的 复 杂 多 样 性 , 分别 探 讨 了 物 理 、 化 学 、 微 生 物 等 清 防 蜡 技 术 的 适 应 性 并 结 合 现 场 应 用 效 果 进 行 了 对 比 分 析 , 分 析 了 多 种清 防 蜡 工 艺 的 有 机 组 合 应 用 解 决 油 田 的 清 防 蜡 问 题 的 可 行 性 。关 键 词 油 井 清 防 蜡 适 应 性 评 价前 言鄂 尔 多 斯 盆 地 南 缘 主 采 油 层 为 延 长 组 , 具 有 油层 原 油 含 蜡 量 高 、 粘 度 高 、 凝 固 点 高 , 油 井 产 量 低 、 结蜡 严 重 的 特 点 , 结 蜡 严 重 油 井 占 开 井 数 的 近 写 。 其中 尤 以 五 区 低 含 水 油 井 结 蜡 严 重 , 个 别 高 含 水 井 也存 在 结 蜡 严 重 现 象 , 中 低 温 油 井 中 有 的 油 井 油管 三 个 月 结 蜡 厚 度 达 到 一 。 一 般 含 水 左右 油 井 上 部 油 管 严 重 结 蜡 , 个 别 井 有 近 根油 管 被 蜡 堵 实 。 油 管 、 抽 油 杆 和 抽 油 泵 结 蜡 使 得 抽 油机 载 荷 增 加 、 泵 效 降 低 、 产 量 下 降 、 生 产 率 降 低 , 甚 至直 接 堵 死 油 管 , 造 成 油 井 停 产 。由 于 严 重 结 蜡 而 引 起 的 油 井 上 修 在 维 护 性 作 业中 占 有 较 大 比 例 , 修 井 费 用 增 高 同 时 , 抽 油 杆 结 蜡造 成 油 杆 长 期 超 负 荷 运 行 , 还 影 响 到 抽 油 杆 的 有 效使 用 寿 命 。结 蜡 机 理 及 其 影 响 因 素从 井 底 到 井 口 油 管 中 井 液 举 升 过 程 中 , 温 度 逐步 降 低 同 时 压 力 降 低 , 导 致 原 油 中 溶 解 气 析 出 、 膨胀 , 井 液 温 度 进 一 步 降 低 , 溶 解 于 原 油 的 固 相 烃 类一 析 出 , 形 成 石 蜡 、 附 着 于 油 管 和 抽 油 杆 。结 蜡 过 程 包 括 蜡 晶 析 出 形 成 晶 核 、 结 晶 长 大 和沉 积 阶 段 。不 同 油 田 、 油 层 以 及 不 同 生 产 阶 段 的 油 井 , 由 于原 油 性 质 和 含 蜡 、 温 度 、 流 态 和 油 管 表 面 条 件 等 不同 , 初 始 结 蜡 的 位 置 、 时 间 段 也 不 同 。 当 油 层 的 温 度低 , 或 由 于 注 水 , 使 油 层 温 度 降 低 到 结 蜡 温 度 时 , 甚至 会 在 井 底 附 近 或 油 层 内 结 蜡 。影 响 油 井 结 蜡 的 因 素 很 多 , 确 定 主 要 影 响 因 素是 选 择 针 对 性 措 施 的 依 据 。原 油 性 质 和 含 蜡 量 原 油 中 轻 质 馏 分 多 则 溶 蜡多 , 结 蜡 温 度 相 应 升 高 五 区 原 油 含 蜡 平 均 达 到写 , 是 结 蜡 的 根 本 原 因 。饱 和 压 力 实 验 表 明 , 高 于 饱 和 压 力 时 , 蜡 的 初始 结 晶 温 度 随 压 力 的 降 低 而 降 低 低 于 饱 和 压 力 时 ,蜡 的 初 始 结 晶 温 度 随 压 力 的 降 低 而 升 高 。 因 此 , 生 产管 柱 上 部 结 蜡 较 为 常 见 。原 油 含 水 与 机 杂 原 油 中 的 水 和 机 械 杂 质 对 蜡的 初 始 结 晶 温 度 影 响 不 大 , 但 井 液 中 细 小 砂 粒 等 可以 成 为 石 蜡 结 晶 的 晶 核 , 加 剧 结 蜡 过 程 随 着 含 水 增加 , 通 常 结 蜡 程 度 会 有 所 减 轻 , 一 方 面 是 由 于 井 液 高含 水 在 管 壁 形 成 了 连 续 水 膜 , 其 次 是 地 层 水 比 热 容比 原 有 高 一 倍 , 井 筒 温 降 放 缓 。胶 质 与 沥 青 质 胶 质 具 有 表 面 活 性 , 会 吸 附 于 石蜡 晶 阻 止 结 晶 长 大 沥 青 质 会 对 蜡 晶 起 分 散 作 用 。 因此 , 胶 质 、 沥 青 质 会 减 轻 结 蜡 , 通 常 随 着 胶 质 含 量 的增 加 , 蜡 的 初 始 结 晶 温 度 会 有 所 降 低 。管 壁 粗 糙 度 与 流 速 紊 流 具 有 冲 刷 作 用 , 能 抑 制蜡 沉 积 厚 度 管 壁 粗 糙 度 、 润 湿 性 也 对 结 蜡 有 影 响 ,光 滑 管 壁 蜡 沉 积 少 、 管 壁 表 面 亲 油 容 易 结 蜡 。主 要 清 防 蜡 工 艺 技 术 适 应 性 探 讨目 前 在 用 主 要 清 防 蜡 技 术 包 括 物 理 、 化 学 、 微 生物 等 。热 洗 是 最 为 直 接 、 有 效 的 清 蜡 手 段 , 其 中 短 路 热洗 是 一 项 施 工 简 单 、 储 层 损 害 小 、 时 效 高 、 节 能 的 新技 术 , 但 必 须 结 合 油 田 特 点 加 以 选 择 。 热 油 是 最 为 常用 的 洗 井 媒 介 , 井 筒 热 洗 为 目 前 常 用 技 术 , 缺 点 是 施工 复 杂 、 影 响 生 产 时 效 。化 学 清 防 蜡 技 术 是 最 为 常 用 的 技 术 之 一 , 其 通过 加 注 化 学 药 剂 , 减 缓 和 抑 制 蜡 晶 生 成 、 聚 集 , 减 弱油 井 结 蜡 速 度 , 改 善 井 液 流 动 性 。 井 口 加 药 方 式 仍 然是 最 为 常 用 的 方 式 , 目 前 也 有 井 底 固 体 缓 释 化 学 剂应 用 。 该 技 术 为 传 统 技 术 , 得 到 了 广 泛 应 用 , 但 由 于井 液 性 质 随 生 产 阶 段 改 变 , 其 剂 型 、 加 量 也 需 要 相 应改 变 。物 理 清 防 蜡 技 术 则 是 利 用 物 理 场 来 抑 制 蜡 的 形成 和 粘 附 。 目 前 在 用 的 油 井 物 理 清 防 蜡 方 法 主 要 有井 下 电 加 热 、 强 磁 防 蜡 器 、 声 场 清 防 蜡 等 。强 磁 防 蜡 器 通 过 磁 场 作 用 抑 制 蜡 晶 的 生 成 , 其现 场 应 用 效 果 差 异 较 大 。 主 要 影 响 因 素 有 场 强 、 磁 场作 用 方 向 、 井 液 流 速 与 性 质 等 。空 心 抽 油 杆 集 肤 效 应 电 热 防 蜡 技 术 利 用 了 交 流集 肤 效 应 短 路 加 热 上 部 空 心 抽 油 杆 , 其 通 过 提 高 油管 内 原 油 温 度 防 蜡 , 能 起 到 防 蜡 和 降 粘 作 用 。 该 技 术在 稠 油 井 有 较 好 应 用 效 果 , 但 高 耗 能 且 工 艺 复 杂 。扁 电 缆 加 热 防 蜡 技 术 则 是 将 扁 电 缆 捆 扎 在 油 管外 壁 , 电 缆 发 热 通 过 油 管 传 导 使 油 流 温 度 升 高 防 蜡 ,同 时 能 有 效 防 止 油 管 壁 结 蜡 。 该 技 术 主 要 缺 点 是 施工 复 杂 , 还 存 在 安 全 与 可 靠 性 问 题 。微 生 物 清 防 蜡 则 是 筛 选 合 适 的 微 生 物 菌 种 使 其在 近 井 地 层 、 井 简 内 大 量 繁 殖 , 生 物 降 解 原 油 中 饱 和收 稿 期 一 一作 者 简 介 轰 革 平 一 , 男 , 副 教 授 , 硕 士 , 主 要 从 事 石 油 工 程 教 学 与 研 究 。内 蒙 古 石 油 化 工 年 第 一 期碳 氢 化 合 物 、 胶 质 和 沥 青 质 。 微 生 物 在 代 谢 过 程 中 产生 的 表 面 活 性 剂 和 生 物 乳 化 剂 还 能 改 善 油 层 的 润 湿性 、 提 高 油 藏 渗 透 率 、 增 加 油 井 产 量 。 但 微 生 物 技 术不 具 有 广 谱 适 应 性 , 且 注 水 的 影 响 也 是 不 容 忽 视 的 。超 声 波 常 应 用 于 清 洗 , 交 替 变 化 的 声 压 使 液 体受 到 压 缩 和 拉 伸 , 如 果 拉 伸 的 力 超 过 液 体 的 抗 张 强度 , 液 体 出 现 空 化 现 象 。 存 在 主 要 问 题 在 于 功 率 大 小以 及 处 理 时 效 影 响 到 有 效 作 用 距 离 。空 化 声 磁 藕 合 防 蜡 技 术 在 设 计 上 采 用 了 超 声 和磁 场 两 种 物 理 方 式 联 合 作 用 , 力 图 获 得 祸 合 倍 增 效果 。 井 液 流 过 产 生 空 化 效 应 , 超 声 波 场 作 用 于 井 液而 高 强 磁 场 作 用 也 起 到 抑 制 蜡 晶 聚 积 作 用 。 在 声 、热 、 磁 多 重 作 用 下 , 一 定 程 度 上 抑 制 了 蜡 晶 析 出 、 聚集 和 沉 积 。 该 技 术 同 样 受 到 井 液 性 质 和 环 境 状 况 的影 响 , 有 效 距 离 有 限 。技 术 应 用 效 果 分 析陕 北 油 田 开 发 过 程 中 , 多 个 区 块 存 在 油 井 结 蜡 ,目 前 采 取 了 物 理 、 化 学 清 防 蜡 为 主 , 温 控 短 路 热 洗 为辅 的 清 防 蜡 措 施 。化 学 清 防 蜡 技 术 应 用 中 , 关 键 是 筛 选 化 学 剂 、 确定 加 量 。 通 常 以 实 验 室 评 价 作 为 依 据 , 主 要 评 价 指 标有 清 防 蜡 剂 的 溶 蜡 速 度 、 溶 蜡 量 等 。 不 容 忽 视 的 是 井液 性 质 变 化 、 加 药 方 式 对 于 作 用 效 果 将 产 生 重 大 影响 , 所 以 需 要 针 对 不 同 区 块 、 不 同 生 产 阶 段 及 时 调整 。从 现 场 应 用 看 , 分 散 型 防 蜡 剂 是 最 为 常 用 的 , 也是 效 果 较 为 明 显 的 剂 型 , 通 常 能 明 显 延 长 检 泵 周 期 。热 洗 无 疑 是 最 为 直 接 有 效 的 方 式 , 传 统 的 全 井反 循 环 热 洗 因 为 高 耗 能 、 施 工 时 间 长 、 可 能 带 来 储 层污 染 被 短 路 热 洗 所 取 代 。 温 控 短 路 热 洗 高 温 热 媒 使封 隔 器 膨 胀 、 油 管 短 路 循 环 孔 开 启 , 热 洗 完 成 后 复位 是 一 种 高 效 热 洗 井 方 式 , 现 场 应 用 效 果 较 好 , 主要 问 题 是 施 工 复 杂 、 影 响 生 产 时 效 。空 化 声 磁 祸 合 防 蜡 技 术 机 理 明 确 , 但 高 频 振 动衰 减 快 , 有 效 作 用 距 离 短 。而 强 磁 防 蜡 技 术 仅 在 个 别 井 显 效 , 目 前 机 理 上也 不 是 很 明 晰 , 应 用 受 限 。通 过 大 量 现 场 应 用 , 从 整 体 上 看 单 一 技 术 难 以获 得 满 意 的 效 果 , 为 此 陕 北 油 田 结 蜡 油 井 采 用 了 多种 方 式 的 联 合 应 用 。其 中 空 化 声 磁 藕 合 防 蜡 器 与 加 化 学 剂 方 式 相 结合 对 于 严 重 结 蜡 井 取 得 了 较 好 效 果 。 目 前 工 艺 为 传统 化 学 防 蜡 基 础 上 加 装 井 下 空 化 声 磁 藕 合 防 蜡 器 ,同 剂 型 加 药 量 约 。 口 井 统 计 数 据 表 明 , 相 比于 单 纯 化 学 防 蜡 , 产 液 量 平 均 增 加 , 最 高 增 加产 油 平 均 增 加 , 最 高 增 加联 合 措 施 前 平 均 含 水 写 , 措 施 后 平 均 含 水写 检 泵 周 期 延 长 , 达 到 以 上 , 没 有 出 现之 前 检 泵 蜡 堵 油 管 现 象 , 上 部 管 柱 结 蜡 厚 度 一而 相 应 动 液 面 没 有 明 显 变 化 、 抽 油 机 载 荷 明显 下 降 〔 〕 。从 数 据 分 析 看 效 果 显 著 , 主 要 原 因 是 相 比 传 统井 口 加 药 , 加 装 空 化 声 磁 藕 合 装 置 后 药 剂 在 空 化 作用 下 , 在 井 液 中 得 到 充 分 分 散 加 之 较 高 含 水 致 磁 效应 明 显 , 所 能 获 得 较 好 效 果 。 其 中 超 声 空 化 作 用 强 化化 学 剂 效 果 起 到 了 主 导 作 用 。利 用 井 口 伴 生 气 加 热 井 液 循 环 热 洗 井 也 不 失 为一 种 可 行 的 方 法 , 在 陕 北 有 伴 生 气 井 区 已 经 热 洗 百余 井 次 。 从 热 洗 后 抽 油 机 载 荷 曲 线 可 以 看 出 , 热 洗 后一 段 时 间 内 载 荷 保 持 相 对 平 稳 , 热 洗 周 期 天 左 右就 能 较 好 解 决 生 产 实 际 问 题 。从 以 上 分 析 结 果 看 出 , 油 井 清 防 蜡 需 要 根 据 井况 采 取 针 对 性 措 施 才 能 获 得 较 好 效 果 。 防 蜡 上 超 声空 化 结 合 添 加 化 学 剂 具 有 较 好 效 果 清 蜡 上 短 路 热洗 是 相 对 经 济 可 行 的 措 施 。结 论 与 认 识影 响 油 井 结 蜡 的 主 要 因 素 为 原 油 性 质 和 含 蜡量 压 力 变 化 导 致 的 溶 解 气 析 出 对 结 蜡 有 重 大 影 响一 般 原 油 中 的 水 和 机 械 杂 质 对 结 蜡 影 响 不 大 , 但 含水 量 增 大 到 一 定 程 度 能 减 缓 结 蜡 。热 洗 是 最 为 直 接 、 有 效 的 清 蜡 手 段 , 短 路 清 洗 是值 得 推 广 的 高 效 常 规 手 段 。化 学 防 蜡 是 一 种 有 效 手 段 , 但 需 要 针 对 生 产 过程 井 液 变 化 加 强 研 究 , 提 高 适 应 性 。声 场 、 磁 场 防 蜡 具 有 一 定 作 用 , 但 单 独 应 用 效 果一 般 。微 生 物 清 防 蜡 技 术 应 用 重 点 应 该 放 在 应 用 微 生物 改 造 储 层 , 通 过 优 选 菌 种 和 施 工 工 艺 达 到 提 高 油品 品 质 和 增 产 目 的 。应 用 声 场 、 磁 场 搁 合 化 学 方 法 是 一 项 具 有 前 景的 技 术 , 研 究 与 突 破 的 重 点 应 该 放 在 合 理 的 磁 路 设计 和 提 高 场 强 大 功 率 超 声 空 化 强 化 化 学 药 剂 的 分散 增 加 低 频 脉 冲 抑 制 蜡 晶 在 油 管 壁 的 附 着 。〔 参 考 文 献 〕〔 〕 邓 理 周 物 理 法 防 蜡 防 垢 降 粘 增 油 器 的 研 究 与应 用 石 油 机 械 湖 北 荆 州 , , ,〕 苏 德 胜 等 新 型 油 井 热 洗 清 蜡 防 污 染 洗 井 器 的研 制 小 型 油 气 藏 江 苏 扬 州 ,〔 〕 郭 鹏 , 等 新 型 防 蜡 降 瀚 增 油 器 节 能 技 术 北京 石 油 和 化 工 节 能 ,了 一 ’ , 一 ’ , 一’ ’,,,
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