油井固體防蠟劑的性能研究

楊佳佳 熊山

摘要：油井在開采過程中，結(jié)蠟會使油流通道縮小，增加抽油桿的上行、下行阻力，負荷增加，若清蠟不及時，結(jié)蠟嚴(yán)重會使抽油桿卡死在油管中，甚至造成抽油桿斷裂事故。目前常用的清防蠟技術(shù)有熱洗、化學(xué)清防蠟、電熱桿清蠟、機械清蠟、磁防蠟、超聲波防蠟等技術(shù)，化學(xué)清防蠟因使用方便，應(yīng)用效果好，成為油井清防蠟的常用技術(shù)。固體防蠟不必頻繁加藥，操作簡單，降低工人勞動強度，但固體防蠟劑對蠟質(zhì)組分、溫度的針對性也較強。某油田的X區(qū)塊結(jié)蠟周期30～50d，碳數(shù)集中在C10-C51之間，含有較多的高碳蠟，高碳數(shù)蠟質(zhì)主要以針型晶體析出，蠟晶細小，對油質(zhì)組分結(jié)合力強，在較高溫度下形成晶核，晶核比表面能高，形成強大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，難以清除。針對X區(qū)塊結(jié)蠟特征，通過優(yōu)選防蠟劑主劑、優(yōu)化固體防蠟劑配方，研制出了防蠟效果好并可以在原油中緩慢釋放的固體防蠟塊。

關(guān)鍵詞：油井;固體防蠟劑;性能研究

幾乎所有油井都面臨著結(jié)蠟給生產(chǎn)帶來的不利影響，文章借鑒了附近區(qū)塊的室內(nèi)實驗及現(xiàn)場試驗情況，對油田的清防蠟工作具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

一、固體防蠟劑的試驗方法

1防蠟劑的制備

①防蠟劑A的合成

首先進行丙烯酸十八醇酯的合成及處理，然后將反應(yīng)單體丙烯酸十八酯和馬來酸酐及溶劑甲苯加入250mL的四口燒瓶中，通氮氣30min，加熱攪拌，待馬來酸酐全部溶解后，繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度，用滴液漏斗緩慢向瓶中滴加BPO的甲苯溶液，滴加完畢恒溫反應(yīng)一定時間。反應(yīng)結(jié)束后，先減壓蒸餾除去溶劑，再用無水乙醇沉淀，產(chǎn)物放入真空干燥箱中，60℃下干燥24h，即得防蠟劑A。

②防蠟劑B的合成

用上述制備的共聚物A、高碳脂肪胺（C12胺）及適量的甲苯溶劑，加熱攪拌，當(dāng)反應(yīng)物全部溶解后，加入適量的催化劑對甲苯磺酸，升溫至反應(yīng)溫度，恒溫反應(yīng)至分水器中的集水量不再增加時終止反應(yīng)。得到的產(chǎn)物經(jīng)減壓蒸餾除去溶劑后冷卻至室溫，用無水乙醇沉淀提純產(chǎn)物，用稀NaOH溶液中和產(chǎn)物中的酸，水洗至中性，真空干燥，得到不同碳鏈長度的酰胺化改性的原油降凝劑B。

③防蠟劑C的合成

將反應(yīng)單體丙烯酸十八酯、馬來酸酐、醋酸乙烯酯按一定摩爾比及溶劑甲苯加入250mL的四口燒瓶中，通氮氣30min，加熱攪拌，待全部溶解后，繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度，用滴液漏斗緩慢向瓶中滴加BPO的甲苯溶液，滴加完畢恒溫反應(yīng)一定時間。反應(yīng)結(jié)束后，先減壓蒸餾除去溶劑，再用無水乙醇沉淀，產(chǎn)物放入真空干燥箱中干燥24h，即得防蠟劑C。

2固體防蠟劑溶液的制備

稱取5g固體防蠟劑和45g0#柴油放入100mL細口瓶中，將細口瓶置于80℃的水浴中，直至固體防蠟劑完全溶解，配制成10%的液體防蠟劑。

3防蠟率測試

防蠟率測試步驟如下：①在兩個1000mL燒杯中各加入10gX-1井蠟樣及400gX-1井油樣，加熱至70℃，使蠟樣完全溶解，在其中一個燒杯中加入某濃度的防蠟劑，并充分混合，另一個燒杯為測試的空白液;②將清洗烘干過的結(jié)蠟管冷卻至室溫后稱量，精確至0.0001g，然后安裝在原油動態(tài)結(jié)蠟率測試儀中;③調(diào)節(jié)樣品室溫度55℃，結(jié)蠟室溫度20℃，循環(huán)時間30min;④開啟儀器運行，記錄結(jié)蠟后的結(jié)蠟管質(zhì)量，計算防蠟率。

4防蠟劑對不同碳數(shù)的防蠟率測試

①依據(jù)1.2.2測試空白結(jié)蠟量m1，加入一定濃度防蠟劑后的結(jié)蠟量m2;②依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SH/T《石油蠟正構(gòu)烷烴和非正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布測定方法（氣相色譜法）》，對加入防蠟劑后的沉積蠟樣進行碳數(shù)分布測試;③計算碳數(shù)n所占的百分比fn，則碳數(shù)n的沉積量mn=m2×fn，則防蠟劑對不同碳數(shù)的防蠟率h=（m1n-m2n）×100/m1n。

5粘溫曲線測試

取1.2.2所制油樣，依據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0522-2008《原油析蠟點測定旋轉(zhuǎn)粘度計法》，在ARR550旋轉(zhuǎn)流變儀平臺加上定量樣品，設(shè)置原油粘溫曲線的降溫速率為0.2℃/min，剪切速率150s-1，測試溫度從55℃開始到15℃由高到低降溫，測試原油粘溫曲線，析蠟點可根據(jù)原油粘溫曲線開始發(fā)生轉(zhuǎn)折處確定。

6防蠟塊成型室內(nèi)實驗

將配方中的各藥劑按一定的比例混合均勻加入到模具中，在高溫下（130—170℃）進行混煉，形成均一混合物，2h后冷卻成型。

7防蠟塊溶解速率測試

切取厚度為0.2—0.5cm的圓柱狀防蠟塊薄塊，稱重;在燒杯中加入600mLX-1原油，將固體防蠟薄塊固定在支撐桿上，完全浸入油樣，放入高溫高壓釜內(nèi);保持釜內(nèi)壓力5MPa和溫度（60±0.5）℃，72h后試驗結(jié)束，記錄防蠟塊溶解情況。

二、油田現(xiàn)場應(yīng)用情況

近年來、采油J廠、S廠、Y油田均有應(yīng)用固體防蠟技術(shù)，取得了較好的使用效果，考慮到我公司區(qū)塊的原油物性與采油J廠相近，因此，調(diào)研了采油J廠的現(xiàn)場應(yīng)用情況。采油J廠為了更好地應(yīng)用固體防蠟技術(shù)，從X油田選取兩口井油樣進行室內(nèi)實驗：

由室內(nèi)評價實驗中看出，在65℃加藥情況下原油降凝幅度達到5-8℃，降凝幅度較大，2015年在X油田兩口抽油機井上進行了固體防蠟技術(shù)現(xiàn)場試驗。D38-86井于8月15日進行桿式固體防蠟試驗。X油田地溫梯度4.3℃/100m，固體防蠟劑最佳適用溫度65℃。下入前該井日產(chǎn)液1.9t，加藥周期30天，加藥量200Kg。下入固體防蠟管后有效期562天，期間未采取加藥和熱洗清防蠟措施。D76-斜90井于2015年6月16日進行壓裂與堵水相結(jié)合試驗。由于受堵水工藝管柱的限制，該井無法采取清防蠟措施，3個月后蠟卡。為此，在封隔器下部安裝固體防蠟油管，解決該井清防蠟問題。下入固體防蠟管后有效期598天，期間未采取加藥和熱洗清防蠟措施目前、采油J廠X油田現(xiàn)場應(yīng)用固體防蠟降凝劑34口井，均在有效期內(nèi)，平均有效期達到347天。T1、T105區(qū)塊與X油田原油物性相近，因此、可以參考固體防蠟降凝劑在X油田現(xiàn)場試驗的效果。

三、結(jié)論與認(rèn)識

（1）可行性分析表明，固體防蠟技術(shù)原理可行，綜合效益優(yōu)于熱洗和化學(xué)清防蠟;

（2）固體防蠟技術(shù)不受地面及井筒環(huán)境影響，可實現(xiàn)持續(xù)防蠟的作用;

（3）固體防蠟技術(shù)現(xiàn)場施工簡單、方便，適用于一體化堵水井、及無法采取其它清防蠟措施的井。

參考文獻：

[1]李朋，等。固體防蠟器現(xiàn)場應(yīng)用效果的評價方法探討[J].化工管理，2016.