关键词：结蜡 清蜡技术
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、影响因素,并有针对性的采取措施对油田开发是十分必要的。
一、结蜡机理
油田在开发之前,原油处于高温、高压条件下,一般都以单相液态存在,蜡完全溶解在原油中。当油田进行开发时,原油从储油层流入井底,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时,蜡晶微粒便开始在油流和管壁上析出。随着温度、压力的进一步降低,石蜡将不断地析出,其结晶体便聚集和沉淀在油管、套管、抽油杆、抽油泵等管材和设备上。油流中的蜡晶一部分随油流采出,一部分聚集、凝结并粘附于油井设施的金属表面,这就是常说的油井结蜡。油井结蜡不是白色晶体,而是黑色的半固体和固体状态的石蜡、沥青、胶质、泥砂等杂质组成的混合物。
二、结蜡因素
原油组成是影响结蜡的内因,温度和压力等是影响结蜡的外因。
原油性质和含蜡量。原油中所含轻质馏分越多,则蜡的结晶温度越低,保持溶解状态的蜡量也就越多。同温度下轻质油对蜡的溶解能力大于重质油；同种油中蜡的溶解度随温度的升高而升高,见图1。原油中的含蜡量高时,蜡的结晶温度就高。1-0.7352 g·cm-3的汽油；2-0.8299g·cm-3的原油；3-0.8816 g·cm-3的脱气原油。
原油中的胶质和沥青质。胶质为表面活性物质,可吸附于石蜡结晶表面阻止结晶的发展；沥青质是胶质的进一步聚合物,对石蜡起良好的分散作用。因此,胶质、沥青质可以减轻结蜡,但又对蜡具有增黏作用,使之不易被油流冲走。
压力和溶解气。压力高于饱和压力时,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低；压力低于饱和压力时,蜡的初始结晶温度随压力的降低而升高。因此,采油过程中气体的分离能够减低油对蜡的溶解能力和油流温度,使蜡容易结晶析出。
原油中的水和机械杂质。原油中的水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大,但油中的细小砂粒及机械杂质会成为石蜡结晶的核心,加剧结蜡过程。原油含水上升可减缓液流温度的下降速度,并在管壁形成连续水膜,使结蜡程度有所降低。
结蜡规律性。油井结蜡后,使井筒出油通道内径逐渐缩小,增加了油流阻力,降低了油井产能,有的甚至将井筒通道堵死,造成油井停产。抽油泵结蜡后,还会导致抽油泵工作失灵,严重影响抽油效率,甚至将深井泵卡死,损坏设备。原油中含蜡量越高,油井结蜡越严重；油井开采后期较开采前期结蜡严重；高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重或者不结蜡；低含水阶段结蜡严重,含水量升高到一定程度后结蜡减轻；表面粗糙或不干净的设备和油管易结蜡；出砂井易结蜡；油层、井底的油管下部不易结蜡；井口附近很少结蜡
结蜡对管杆及负荷的影响。油管和抽油杆结蜡后,使得悬点负荷增加,油井产量下降；严重时堵死油管,迫使油井停产。同时,抽油杆结蜡造成油杆长期超负荷运行,影响到抽油杆的使用寿命,容易造成断脱。抽油井中最容易结蜡的地方是在深井泵的阀罩和进口处,在泵筒以下尾管处。游动阀和固定阀同时受到结蜡影响,不能灵活地开关,从而引起漏失,并且由于油管内壁结蜡和抽油杆结蜡,增大了油流阻力,所以,当活塞上行时,光杆负荷增加,超过了最大理论值；活塞下行时,光杆下行时,又由于结蜡阻碍,负荷立即减少,当到达结蜡严重部位,负荷就很快降低到最小理论值以下。
三、治理对策
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。
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。
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,我们可以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。
油井结蜡过程。即析蜡阶段、蜡晶阶段和沉积阶段,将结蜡过程控制在任何阶段都可达到防蜡目的。防蜡方法主要有机械防蜡、强磁防蜡、空心电热杆防蜡、电喷泵防蜡、化学清防蜡和微生物防蜡。目前广泛推广应用的是化学清防蜡工艺。
四、清防蜡工艺
化学清防蜡治理。通过加注化学药剂,减弱油井结蜡速度,改变原油的流动性,减缓和抑制蜡晶的生成,从而达到防蜡的目的。在油套环形空间加入化学剂,使之在原油中溶解混合,改变蜡晶结构或使蜡晶处于分散状态,目前已成为一种有效的防蜡技术。对油井动液面都比较高,加药量过小气浓度太低对清蜡没有效果,因此我们采用大剂量加药,保持一定的浓度,才能对清蜡起到作用。试验表明,加药前后上冲程电流平均下降1.1A,下冲程电流平均下降1.3A。
物理清防蜡治理。将粘附在油井管壁、深井泵、抽油杆等设备的结蜡,采用物理清除的工艺方法达到除蜡的目的。目前,主要方法有强磁防蜡器、机械清蜡、热力清蜡。主要为增下强磁防蜡器和锅炉车刺洗。强磁防蜡器技术通过外加强磁场,当石蜡分子结晶时,诱导磁矩与分子间的力相互干扰,并破坏了石蜡分子中瞬间极的取向,削弱了石蜡分子结晶时的色散力,抑制了石蜡结晶核的生产,阻止了石蜡结晶体的生长和聚集,从而达到防蜡的目的。使用磁防蜡技术可改善石油流动性,延长清蜡周期；安装简单,使用方便,不耗能源；增加产量,降低费用,效果明显。强磁防蜡器的安装在初始结蜡段以下400m安装一节,和Φ62mm的油管相连接,每口井配套2节以上,相邻防蜡器的间距不超过400m。在检泵过程中,针对结蜡较严重的油井,采取增下强磁防蜡器的措施。
检泵清蜡。根据修井现场管串结蜡程度,首先对结蜡油管杆采用刮除的方法清蜡,其次应用锅炉车对结蜡油管杆上附着的蜡质进行刺洗,刺洗干净的油管杆经检验合格后下入井底。必须重视修井监督质量,保证每次检泵作业都能及时清防蜡。
五、结束语
随着油田开发的深入,部分油井出现不同程度的结蜡现象,因结蜡而造成产量下降,甚至躺井事件也时有发生。因此,研究油井清防蜡问题对于延长检泵周期、提高油井开井时率具有现实意义。根据油井的含水、含蜡量选用合适的清防蜡技术,才能对清防蜡达到经济、满意的效果；进一步探索合理的清蜡工艺,根据每口油井结蜡速度、蜡质、地层压力等参数的不同,选择适应的清蜡工艺并不断优化,必须从各个生产环节考虑,采取“以防为主,清防结合”的方针,形成一套针对某区块结蜡现状的清防蜡体系。
参考文献：
陈涛平,胡靖邦．石油工程．北京：石油工业出版社,2000．
作者单位：
马洪涛：大庆油田采油四厂；
周永飞,大庆油田采油四厂；
杨红霞,长庆油田采油二厂。
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