渤南油田清防蠟工藝技術應用及優化研究

王傳新 秦 知 孫金波 熊 亮

（中國石化勝利油田分公司石油開發中心有限公司，山東 東營257000）

結蠟是影響渤南油田原油收率的一個重要因素，要確保渤南油田油井穩產高產，做好該區的清防蠟工作刻不容緩，雖然高含水期的到來對于油井結蠟問題產生了一定的抑制，但是部分低壓低產井依然結蠟問題嚴重。然而分析發現在渤南油田應用的幾種清防蠟方法多樣，但是卻存在著清防蠟效果比較差的問題。因此，必須找出導致油井結蠟的主要原因，并采取針對性的清防蠟工藝進行清防蠟工作，如現有工藝存在不能滿足目前油井生產需要的問題，則需要在此基礎上進行工藝創新或者多種清防工藝結合應用，以彌補現有常規清蠟方法的不足之處，確保清防蠟效果。

1 影響渤南油田油井結蠟的主要因素

1.1 原油性質

油井是否結蠟，這與原油性質密切相關，如果原油中多以輕質餾分為主，則結蠟問題很容易出現，反之則很容易出現結蠟。另外，原油中的膠質含量也會影響原油的結蠟，如果原油中膠質含量比較高，那么其析蠟的溫度就會降低，就容易導致結蠟。如渤南油田，其原油的蠟含量就達到了20%以上，這就給油井結蠟帶來了基礎便利。

1.2 溫度因素

在油藏中原油中的一些烴類組分是處于溶解狀態的，當析蠟溫度低于當前環境溫度時候，原油中的蠟組分就不會析出并結蠟，如果溫度持續低于原油中的析蠟溫度，那就會導致原油中蠟析出而結蠟。

1.3 壓力因素

是否結蠟也受到壓力因素的影響，原油自身飽和壓力如果大于井筒內的壓力，那么在原油中溶解的氣相就會從原油中脫出，這會導致原油自身的溫度降低，促進結蠟產生。渤南油田其平均飽和壓力在20.9MPa 左右，而低壓低產井流壓一般低于15MPa，地層脫氣后，原油其融蠟攜蠟的能力會降低，導致結蠟速度上升。

1.4 原油中是否含水及雜質

原油中如含水或者機械雜質，那么這些雜質或者水的微粒就會成為結蠟的核心，就會促進結蠟現象的發生。

1.5 原油流速和管壁特性

流速同樣是一個重要的影響因素，原油流速越大，如達到臨界流速及以上，原油中析出的蠟在管壁上不容易沉積，特別是管材表面非常光滑的更不容易結蠟，而表面親油的相對于親水的更容易結蠟。

1.6 舉升方式

不同的舉升方式直接影響著原油的結蠟，如采用水力活塞泵采油或者電動潛油泵采用，這時會因為原油流動溫度較高而不容易出現結蠟，并且還對于防蠟比較有利。

2 油井結蠟導致的危害

如果油井在生產過程中出現了比較嚴重的結蠟現象，首先就會影響油井產量，下降速度會比較明顯；其次因結蠟結垢導致的地層傷害問題會致使油井出現卡、堵、抽油桿斷脫等各類問題，油井管柱甚至地面管線被蠟堵嚴重影響油井檢泵周期和熱洗周期，嚴重制約原油生產及抬高生產成本。對于渤南油田來說，隨著開發周期延遲，地層收到傷害，滲透性得不到及時補充，原油流動性下降，結蠟問題頻發，直接影響原油產量。因此，必須要做好清防蠟工作。

3 渤南油田清防蠟工藝技術應用

渤南油田常用的清防蠟方法，主要有機械清蠟技術、熱力清防蠟技術、化學藥劑清防蠟技術、磁防蠟技術等工藝。

3.1 機械清蠟

機械清蠟工藝主要應用在部分自噴井和有桿泵抽油井中，就是通過專門的清蠟或者刮蠟設備工具將附著在油井中的蠟進行刮除，這種方法簡單方便直觀，如常用的尼龍刮蠟器等，它就是抽油桿的上下運動將油管內的結蠟進行清除，具有成本低、操作簡單、對油井要求較低等諸多優勢，但是缺點也比較明顯，那就是這些刮蠟工具固定到抽油桿上時效較低，不僅清蠟效果不足夠徹底，而且清蠟工具比較容易損壞，嚴重的會出現刮蠟片掉下造成油井卡泵，更換費時費力。此外，這種方法通常還需要定期通過化學或者熱洗方法進行輔助。

3.2 化學清防蠟技術

通過對油井借助專門的化學藥劑進行清防蠟是目前在各油田清防蠟工作中應用非常廣泛的一種工藝，其操作步驟就是在環形空間內加入藥劑來完成，化學藥劑的選擇需要根據原油的作用機理來完成，目前主要由四大類化學清蠟劑，分別是水基清防蠟劑、油基清防蠟劑、乳液型清防蠟劑和固體防蠟劑。通過化學清防蠟工藝技術可以將原油析出蠟中的蠟晶微粒（結構、形狀、大小等）進行改變分解，由此阻止了蠟晶的相互吸咐并長大，進而有效降低了原油黏度并實現蠟在管壁的清除。但是該種工藝也有缺點，那就行由于原油蠟品其性質不一，需要對化學藥劑進行優選并調整，同時要通過熱洗來結合方可有效提升清蠟效果。

3.3 熱洗清蠟

田應用最普遍的清蠟方法就是熱洗清蠟工藝，它的工藝原理就是通過熱能發揮溫度的作用，將抽油桿、油管以及管內液流的溫度進一步提高，如果溫度達到或者超過原油中蠟析出的溫度時，這時候就能避免出現結蠟問題，而隨著溫度進一步提升，其超過了原油中蠟的熔點，就能有效清除蠟晶。該種工藝其優點是實用且見效快，能徹底的清除結蠟，但是缺點也很明顯，就是一停止熱洗或者溫度不適合后就會依舊出現結蠟，需要定期進行熱洗，而有的井其蠟結速度快，就必須短時間內需要再進行熱洗作業，導致作業成本提高。

3.4 磁防蠟技術

磁防蠟技術其工作原理就是在油井井口安裝電磁防蠟器，通過電磁防蠟器電磁場轉換的功能將電能轉換成動態變化的電磁場，產生的電磁波傳輸到原油上，并通過電磁波的作用將原油中蠟分子的排列結構進行改變，從而防止了蠟從原油中析出在油桿管的表面吸附、沉積，進而實現防蠟。磁防蠟技術可以有效降低油井結蠟程度，使得油井洗井周期明顯延長，但是缺點就是不同的油井防蠟效果不一，也不能使油井完全避免出現結蠟現象。此外，其可能對管桿泵產生磁化作用，對深井泵凡爾的正常運行造成影響。

4 渤南油田熱洗清蠟工藝及其優化改進

4.1 常規熱洗清蠟存在的問題

在當前渤南油田的開發過程中熱洗清蠟是一種非常有效實用的有桿泵清蠟方式，每年實施的井次非常多。這種方式對于油井工況保持具有比較好的作用，但是對地層的傷害卻也非常明顯且持續，主要表現為洗井液漏失、壓井效應減產、顆粒堵塞、結垢和毛細管效應。目前油田抽油機井熱洗作業普遍采用的是熱洗泵車熱水洗井，它是通過水的高溫作用將附著沉積在油管桿上的蠟進行融化，并在泵抽吸和熱洗液的頂替下，熱洗液和原油一并把熔蠟返到地面。雖然這種方式在渤南油田應用非常廣也效果良好，但是其缺點同樣較多，主要表現為：①較高的費用導致作業成本居高不下；②在進行單井洗井作業時往往耗時較長，如單井洗井液量在30m3以上，2.0～3.5 小時很普遍，耗時耗力；③洗井不當易造成油層污染，泵車洗井壓力控制不當，熱洗液會被擠入地層，對油層造成傷害，影響油井產量；④難以有效控制洗井液溫度；⑤當熱洗液溫度達到或超過85℃時，泵車上的增壓泵的密封圈易損壞；熱洗后，因熱脹冷縮，造成一些偏磨的井光桿或抽油桿斷脫等。

4.2 優化改進措施

4.2.1 為避免其他負面效應，考慮在現有清防蠟劑基礎上研制新型油井洗井添加劑，這些添加劑必須在清防蠟方面具有明顯優勢。

4.2.2 進一步完善井下生產管柱，在井下下入分離式管柱，用單流閥控制井下流體流動方向，使洗井液不進入地層，避免井下管、桿受力發生彈性變形，保護油層不受污染 目前，還沒有合適的封隔器。

4.2.3 使用新型油井防污染清蠟設備，依靠抽油機把產出液輸送到油井的防污染清蠟設備，經該裝置加熱后再回到油套環空中，從而使油管的溫度不斷升高，有效清除油管內壁及抽油桿上的蠟垢。該洗井工藝對低壓低產井效果明顯，并且后期產量仍有上升趨勢，穩產時間較長。 (4)對于地層水敏和供液不足的油井，使用微生物防蠟技術進行油井防蠟，避免熱水洗井造成水敏、倒灌以及地層傷害。

5 結論

結蠟對于渤南油田油井來說是一個非常嚴重且棘手的問題，需要找到恰當的工藝技術進行清防蠟，然而現有的清防蠟工藝多種多樣，在進行工藝選擇時需要根據油井和原油的實際情況進行結合，從而確保清蠟效果良好，此外油井的生產是一個動態的過程，清蠟工藝在應用過程中也要動態調整并優化，只有這樣才能確保清蠟效果最佳。