三種驅替方式下熔蠟實驗研究

油田開發進入中后期，特別是隨著化學驅油技術的工業化推廣和開發規模的不斷擴大，結蠟影響油井生產已成為常見的破壞性問題[1～3]，尤其是驅替方式的改變，導致采出液性質發生很大變化，油井結蠟日益復雜,清防蠟日益困難。目前最常用的清防蠟方法是熱洗泵洗井清蠟工藝[4,5]。但是傳統水驅油井的熱洗清蠟方法是否能適應化學驅油井的清蠟，是急需解決的問題。

為了確定合理的熱洗參數，保證洗井效果，本研究選擇水驅、聚合物驅和三元復合驅(簡稱三元驅)三種驅替方式開展了熔蠟實驗研究。通過對原油性質的分析，確定原油結蠟的原因及影響因素；通過室內熔蠟實驗，觀察熔蠟時間、熔蠟溫度及在不同溫度下的熔蠟速度，確定油井清蠟所需的溫度，擬為現場確定油井的熱洗參數提供依據，保證熱洗效果乃至油井的正常生產。

1 實驗

1.1 水浴熔蠟實驗

將恒溫水浴升溫到一定的溫度，然后放入裝有50 mL水的燒杯，預熱15 min。稱取2.00 g蠟樣，將其制成致密的球形后放入燒杯中，記錄蠟樣的熔解時間，并求得蠟樣的熔解速度。分別考察了溫度為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃時蠟樣的熔解速度。對于難熔蠟樣，觀察其30 min的熔解情況。

1.2 烘干熔蠟實驗

將烘箱升溫到一定的溫度，然后掛進用鐵絲自制的螺旋狀小勺，預熱15 min。稱取2.00 g蠟樣，將其制成致密的球形后放入小勺中，記錄蠟樣的熔解時間，并求得蠟樣的熔解速度。分別考察了溫度為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃時蠟樣的熔解速度。對于難熔蠟樣，觀察其60 min的熔解情況。

2 結果與討論

2.1 原油性質分析(表1)

表1 各驅替方式的原油性質分析

從表1可以看出：(1)各驅替方式油井油樣的飽和烴含量、析蠟點、凝點：三元驅≈聚合物驅>水驅，這是因為三元驅、聚合物驅提高了波及系數，較小狹縫中的輕質組分也能被驅替出來，因而三元驅、聚合物驅的飽和烴含量較水驅的稍高；此外，飽和烴含量越高，其析蠟點、凝點也越高，這是因為蠟主要為大于C16的正構烷烴；(2)各油樣的運動粘度：三元驅>聚合物驅≈水驅，這是因為粘度與膠質、瀝青質的含量有關，膠質、瀝青質的含量越高，其粘度也越大;同時，粘度與組分的分子量也有很大關系，三元驅原油粘度最大，說明組分分子量大，驅油效果很好；(3)各油樣的相對密度：水驅≈三元驅<聚合物驅；(4)各油樣含蠟量：聚合物驅>水驅>三元驅。從表1數據知聚合物驅油井飽和烴含量較高，因此其蠟含量也相對較高，理論上三元驅油井蠟含量也應較高，但實際卻最低，這可能是因為表面活性劑影響了蠟的析出。

2.2 熔蠟實驗

2.2.1 三元驅1#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察1#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關系，結果見圖1。

圖1 三元驅1#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關系

從圖1可以看出：(1)1#井蠟樣在同一深度處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快，溫度越高越易熔解。(2)蠟樣的水浴熔解速度一直快于烘干熔解，可能是因為在水浴熔蠟中當蠟開始熔解的時候，水能將熔解的蠟很好地分散開來，使未熔解的蠟繼續受熱直至熔解。而烘干熔蠟中熔解蠟只能靠重力的作用滴下，而且未熔解的蠟與已熔的蠟還有相互粘附的作用，因而烘干熔解時間比水浴熔解時間更長，熔解速度更慢。

2.2.2 聚合物驅2#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察2#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關系，結果見圖2。

圖2 聚合物驅2#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關系

從圖2可以看出：(1)2#井蠟樣在同一井深處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快，溫度越高越易熔解。(2)蠟樣的水浴熔解速度一直快于烘干熔解。(3)井深370 m處2#井蠟樣的水浴熔蠟和烘干熔蠟均出現了反常，井越深反而越易熔蠟。這可能是因為此蠟樣含雜質較多，尤其是其中的水(蠟樣表面能見到水珠)影響了正常的熔蠟規律，使水浴熔蠟和烘干熔蠟產生了井越深所結的蠟反而熔得更快的現象。

2.2.3 水驅3#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察3#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關系，結果見圖3。

圖3 水驅3#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關系

從圖3可以看出：(1)3#井蠟樣在同一井深處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快。(2)相對于取合物驅、三元驅，水驅所結出的蠟能夠在更低的溫度熔化。(3)隨著熔解溫度的降低，不同深度蠟樣的最終熔解速度均逐漸減緩直至不能熔解。(4)熔蠟溫度范圍為60～80℃，所需時間為4～6 min。水浴熔蠟實驗中，在同一溫度下，隨著井深的增加，蠟樣的熔解速度也相對減緩；而烘干熔蠟并不符合這個規律，其原因可能是熔解介質不同而造成的。

2.3 不同驅替方式油井蠟樣的水浴熔蠟對比

2.3.1 不同驅替方式油井中部蠟樣的水浴熔蠟程度分析

對各取樣井中部(400 m左右)蠟樣的水浴熔蠟的初熔溫度、熔蠟溫度、熔蠟時間、熔蠟程度進行了對比分析，如表2所示。

表2 不同驅替方式油井中部蠟樣水浴熔蠟實驗結果對比

從表2可以看出，三元驅和水驅油井蠟樣的初熔溫度比較高，聚合物驅初熔溫度相對較低。三元驅油井蠟樣在70℃時11.33 min全熔，聚合物驅油井蠟樣在70℃時9.7 min全熔，水驅油井蠟樣在65℃時10.38 min全熔，因此，各驅替方式油井中部蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅>聚合物驅>水驅。

2.3.2 不同驅替方式油井深部蠟樣的水浴熔蠟程度分析

對各取樣井深部(750 m左右)蠟樣的水浴熔蠟的熔蠟溫度、熔蠟時間、熔蠟程度進行了對比分析，如表3所示。

表3 不同驅替方式油井深部蠟樣水浴熔蠟實驗結果對比

從表3可以看出,在同一溫度條件下，油井深部蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅>聚合物驅>水驅，這與油井中部蠟樣的水浴熔蠟規律一致。

綜合分析可知，對于三種驅替方式下的油井，熱水洗井時的溫度至少應達到蠟樣的初熔溫度，才可以使析出的掛在油管和抽油桿上的蠟從軟化到開始熔化；如果想取得好的熱洗效果，熱洗溫度應該達到桿、管上的蠟能全部熔化的溫度。因此，三元驅和聚合物驅油井的熱洗溫度應達到70℃，水驅油井應達到65℃。

3 結論

(1)隨著油井深度的增加，各驅替方式下油井蠟樣的熔解速度均相應減緩，完全熔解時間延長；對同一深度蠟樣，熔解速度隨溫度的降低而逐漸減緩。

(2)各驅替方式油井蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅>聚合物驅>水驅。

(3)三元驅和聚合物驅油井熱洗溫度應達到70℃，水驅油井應達到65℃。

(4)現場實際生產過程中，如洗井液溫度不能達到各驅替方式下的最低熔蠟溫度，建議考慮其它的清防蠟方法，以保證油井的正常生產。

參考文獻：

[1] 王備戰，鄒遠北，周隆斌，等.油田開發后期油井清蠟防蠟方法[J].油氣地質與采收率，2003，10(3)：71-73.

[2] 高軍．油井自動清蠟器工藝技術[J]．內蒙古石油化工，2009，12(4)：63．

[3] 趙鈺，楊旭，諸林，等．高效混合清蠟劑的研制和性能評價[J]．精細石油化工進展，2006，7(4)：34-36．

[4] 楊芳，陳再峰，劉繼生，等．井溫測試資料在油井熱洗作業中的應用[J]．油氣井測試，2005，14(4)：22-23．

[5] 王曉龍，李立，張勇，等．GKA超導自動熱洗清蠟在坪北油田的應用研究[J]．江漢石油職工大學學報，2009，22(2)：90-92．