油井結蠟影響因素及防蠟技術研究

宋 君

（青海油田采油三廠，青海 茫崖 816400）

油井結蠟影響因素及防蠟技術研究

宋 君

（青海油田采油三廠，青海 茫崖 816400）

在油田開發過程中，油井結蠟是一個常見的問題，由于原油經油管上升到地面的過程中，溫度壓力不斷降低，并伴有氣體析出，導致原本溶解在原油中的石蠟不斷析出，結晶，沉積在油管和生產設備上，影響了正常的生產。介紹了國內外油井防蠟技術研究現狀和結蠟機理研究進展。

油田開發； 結蠟機理； 防蠟技術

儲層中原油含有長鏈石蠟分子和瀝青分子，當溫度降低到析蠟點以下時，石蠟和瀝青質便會析出凝結成固相。組成原油的分子在地下一直保持熱力平衡狀態，生產開始后，原油在原始狀態下被驅替出去，當原油流入油井，壓力不斷降低，平衡狀態被打破，就可能產生固狀物質。

隨著長期生產，石蠟越積越多，部分生產系統如油井和輸油管線變得部分或完全堵塞，嚴重影響了生產效率，蠟晶減小了管道有效流動面積，增加了管道粗糙程度，最后導致了生產壓力上升，影響油田的正常生產[1]。

1 油井結蠟的危害

油井結蠟會給油井帶來嚴重的危害，剛開始使油流通道面積不斷變小，導致生產壓差變大，減小油井產量，甚至堵死油管，造成停產，不得不修井。對于有桿泵抽油系統，結蠟除了使油流半徑減小之外，還可能使活塞泵失靈，增大抽油桿阻力，甚至損壞抽油設備[2]。一般情況下，當發生結蠟現象時使原油的流動阻力增加，從而增加抽油機的工作電流和負荷，所以耗能量增加而增大生產成本。如果結蠟現象發生在射孔井段附近地層內會堵塞油流通道降低油井生產能力，減少油井產量。因此，清蠟工作是保持油井正常生產的重要措施之一。

2 結蠟因素分析

通過對油井結蠟現象的觀察和實驗室對結蠟過程的研究，認識到影響結蠟的因素有：原油的成分（包括蠟、膠質和瀝青質的含量）、油井的開采條件——溫度、壓力、油氣比和產量、原油中的雜質（泥、砂和水等）、管壁的光滑程度及表面性質。

原油的組成是影響結蠟的內在因素，而溫度和壓力等則是外部條件。油井結蠟的過程，石蠟分析首先在原油中析出，長大，聚集，然后析出的蠟在管壁上不斷沉積下來。石蠟一般會先在管壁的粗糙處沉積下來，或者在有雜質的地方聚集，因為這些地方沉積所需能量最小玻璃襯里油管就是在油管壁上襯上一層0.5～1.0 mm的工業玻璃。雖然有蠟的結晶出現，并不一定會造成油井結蠟，但蠟結晶的出現是造成油井結蠟的先決條件，下面就影響結蠟的各個因素分別予以分析[3]。

2.1 溫度的影響

溫度能夠直接影響原油的流變性，是影響原油流動最重要的因素之一。同時，溫度也能影響石蠟的狀態，是影響結蠟最重要的因素。

當油溫在析蠟點以下時，石蠟完全溶解在原油當中。但是油溫不斷降低，降低到析蠟點以下時，石蠟就會不斷析出。

2.2 油的性質和含蠟量

原油中所含重值成分越多，則蠟的析出溫度越低，保持溶解狀態的蠟就越容易析出。石蠟在輕質油中的溶解度較高，在重質油中的溶解度較低。圖1的結果同樣說明，地層原油中的石蠟含量越高，蠟就越容易析出，油井溶液結蠟。在同一含蠟量下，重質油中石蠟比輕質油中的石蠟更容易析出。

圖1 溫度對石蠟溶解度的影響Fig.1 Effect of temperature on solubility of paraffin1在比重γ=0.735 1的汽油中；2在比重γ=0.829 9的原油中；3在比重γ=0.8816的脫氣原油中

2.3 原油中的膠質和瀝青質

原油中一般都含有膠質、瀝青質。他們對石蠟的結晶溫度的影響比較復雜，即有使石蠟析出的可能性，也有不利于石蠟析出的一面，結果見表1。

表1 膠質含量對初始結晶溫度的影響Table 1 Effect of glial content on initial crystallization temperature

2.4 壓力和溶解氣的影響

在地層和油井中的飽和壓力之上降低壓力時，原油中的氣體不會從原油中脫出，蠟的初始結晶溫度隨壓力的降低而降低，如圖2曲線1中壓力大于8 MPa的部分。

圖2中所示原油的飽和壓力為8 MPa，當壓力低于8 MPa時，原油中的溶解氣會不斷的析出，不僅降低了原油溫度，而且原油的比重也會不斷增加，這樣都增大了石蠟的初始結晶溫度。

由于原油的組成比較復雜，特別是油井蠟中不僅有高分子的石蠟，而且還有膠質、瀝青質等物質，因此對油井結蠟過程和機理的認識，仍需要進一步深入研究。

圖2 初始結晶溫度與壓力，溶解氣的關系Fig.2 Relationship between the initial crystallization temperature and pressure, dissolved gas曲線1－地層油；曲線2－脫氣油；R－溶解油氣比；地層油飽和壓力Pb=9.8 MPa; 地層油含蠟量4.51%；含膠質2.8%

3 油井的防蠟

為了防止油井結蠟，可從二個方面著手：一方面創造不利于石蠟在管壁上沉積的條件；另一方面抑制石蠟結晶的聚集[4]。

3.1 油管內襯和涂層防蠟

3.1.1 玻璃襯里油管

玻璃襯里油管就是在油管壁上襯上一層0.5～1.0 mm的工業玻璃，并下在油井結蠟井段。這種玻璃具有親水憎油性能，再加上表面的光滑和本身的絕熱性能，因而玻璃襯里油管獲得了良好的效果（尤其是含水井及高產井）。

3.1.2 涂料油管

在油管內壁涂一層固化后表面光滑而且親水性強的物質，最早使用的是普通油漆，但由于其在管壁上粘合強度低，容易脫落而效果較差。后來大力開展了用于防蠟的涂料研究，提供了許多新的有機涂料配方。聚氨基甲酸酯是目前應用得較多的一種。

3.2 在油流中加入防蠟抑制劑

防蠟抑制劑的主要作用是：包住石蠟分子阻止石蠟結晶；改變油管表面的性質，使由新油變成親水；分散石蠟結晶，防止聚集和沉積。具體如下：

表面活性劑防蠟：表面防蠟劑是根據水膜理論，利用表面活性劑的親水性來防蠟。表面活性劑的親油基吸附在蠟晶表面和結蠟設備表面，親水基朝外，形成一層活性水膜，使原非極性表面變成極性表面，不利于蠟晶的進一步聚集和在設備上沉積，從而達到防蠟之目的。

蠟晶改進劑防蠟：蠟晶改進劑的作用機理可以歸納為：分散作用、共晶作用、吸附作用[5]。

3.3 聲波防蠟

聲波防蠟是一種清潔安全無污染的物理防蠟方法。該方法主要利用了聲波的空化作用，機械振動作用和熱作用來進行防蠟。

聲波作用于原油，能夠降低原油粘度，打斷石蠟的長鏈結構，防止石蠟的析出。目前油田常用井下流體動力式聲波防蠟器，利用原油流過聲波防蠟器的共振腔產生聲波來井下防蠟，具有安全可靠成本低，無污染等特點[6]。

4 結 論

油田現階段的清防蠟仍為影響油田正常生產的一個較為突出的問題，通過對油井結蠟的機理分析及現有防蠟技術研究進展狀況的綜述，能夠為研制新型高效清防蠟劑提供一定的理論支持，提高油田開發效率。

［1］鄭茂俊, 嚴熾培, 馬荔. 超聲波降粘、防蠟的機理分析[J]. 油田地面工程, 1996(04):28-29.

［2］Berger E D, Perkins T K, Striegler J H. Studies of wax deposition in the trans Alaska pipeline[J]. Journal of Petroleum Technology,1981,33(06):1075-1086.

［3］武繼輝,孫軍,賀志剛,喻西崇. 油井清、防蠟技術研究現狀[J]. 油氣田地面工程,2004,07（14）:32-33.

［4］肖進軍. 油井結蠟及清防蠟技術探討[J]. 化學工程與裝備,2010(07):65-66.

［5］聶翠平，張家明，李文彬．油井清防蠟技術及其應用分析[J]．內蒙古石油化工，2008(18):67-68．

［6］Bjorndalen N, Islam M R. The effect of microwave and ultrasonic irradiation on crude oil during production with a horizontal well[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2004,43(3):139-150．

Research on Factors influencing Oil Well Paraffin Deposit and Paraffin Control Technology

SONG Jun
(Qinghai Oilfield Company No.3 Oil Production Plant, Qinghai Mangya 816400, China）

In the oil field development, paraffin deposition and scale buildup are common problems. Due to temperature and pressure reducing with crude oil rising to the ground in the pipeline, and the gas precipitation, paraffin dissolved in crude oil continuously precipitates, crystallizes and deposits on the pipe wall and production equipments, which affects the normal production. In this paper, research progress in oil well paraffin control technology was summarized, and wax precipitation mechanism was discussed.

Oilfield development；Wax precipitation mechanism；Paraffin control technology

TE 357

： A

1671-0460（2015）01-0078-02

2014-06-11

宋君（1987-），女，甘肅敦煌人，助理工程師，2011年畢業于長江大學石油工程專業研究方向：從事油氣田開發工作。E-mail：songjun@163.com。