油井清防蠟劑的研究現(xiàn)狀及應用分析

郭鑫(江蘇華揚液碳有限責任公司，江蘇 南京 210000)

0 引言

油井結蠟是油田開采過程中較為常見的問題，會對油田開采效率造成極大的不利影響。在原油中，蠟一般是以液體的形式混合在原油中，進而跟隨原油從地下抽取到地上。在此過程中由于受到壓力變小、溫度下降，以及其中輕質組分易揮發(fā)等因素影響，蠟在原油中的溶解能力大幅下降，這就使其逐漸形成固體附著在油氣輸送管道上，造成管道堵塞，降低原油開采效率，嚴重時還會導致油田停產。對此，石油開采企業(yè)必須對油井清防蠟工作予以高度重視，在深入了解結蠟原理及相關清防蠟劑使用現(xiàn)狀的基礎上，合理地應用清防蠟劑及相關技術，以及準確把握油井清防蠟的應用發(fā)展方向，這樣一來才能更好地保障油井開采效率。

1 油井清防蠟劑原理及其影響因素

由于壓力、溫度等原因，蠟能夠溶解在地層的原油當中，以可流動的液體存在。在對油田進行開采過程中，蠟隨著原油從地下被抽到地面上來，壓力與溫度都大幅下降，降低了蠟在原油的中溶解度。加之在地面上原油的輕質組分達到泡點之后以氣體形式不斷揮發(fā)，導致其含量大幅下降，使得原油對于蠟的溶解水平大幅下降，進而形成蠟結晶析出，附著在原油的輸送管道上。

原油組成成分及含量是結蠟產生的重要影響因素之一。若是原油輕質組分含量較高，蠟成分相對較少，則不會產生嚴重的結蠟問題，換言之，原油中的輕質組分含量越高，原油對于蠟的溶解能力也就越強。若是原油中的蠟分子含碳比重越大，也將會產生越為嚴重的結蠟問題。溫度對于結蠟問題的產生也有著較大影響，若是溫度下降至蠟結晶溫度，蠟將會以晶體的形式析出，因此，溫度越低，結蠟問題也就越嚴重。壓力因素對于結蠟的影響較為明顯，其會對蠟初結溫度造成較大影響。埋藏在地下的原油處于較高的壓力環(huán)境，當壓力下降，結蠟初始的溫度也會同步下降，若是壓力下降至飽和壓力之下，天然氣會從原油中析出帶走大量熱量，使原油溫度下降加速結蠟速度。原油中的膠質與瀝青質也會對原有的結蠟問題產生一定影響。

原油膠質與瀝青質會形成具備吸蠟能力的膠束，蠟的析出難度增加，并且蠟分子與膠束一樣在原油中處于分散狀態(tài)，蠟結晶難度增加。原油中的機械雜質、水分可以產生結蠟的晶核，進而加速蠟分子結蠟。在原油中的水含量較高時，油管壁上會產生一層水膜，隔絕蠟晶在管壁上的沉積，進而達到減緩管壁結蠟的效果[1]。

2 現(xiàn)階段油井中應用的清防蠟劑情況分析

2.1 化學清蠟劑

目前較為常用的化學清蠟劑主要有乳狀清蠟劑與水型清蠟劑兩種。首先，乳狀清蠟劑是以乳液形式存在的，它主要作用是將汽油進行乳化，在近幾年都得了較廣泛地應用，同時結蠟的清防效果較為明顯。乳狀清蠟劑的組成主要包括內相與外相兩部分材料。通常來說，內相除蠟之外，通過與蠟表面活性物質組合形成內部乳液狀態(tài)，外部水狀的清蠟劑，不但可以有效保留油表面活性劑與有機溶劑的清蠟效果，而且不會對人體健康造成較大危害。乳狀清蠟劑具備高效、安全、無毒的應用優(yōu)勢，具備較好的應用與發(fā)展前景。水型清蠟劑，則主要是以水作分散介質，表面活性劑、堿性物質、互溶劑是其最為主要的成分。表面活性劑具備濕潤反轉的作用，將結蠟表面反轉成為親水表面，進而使結蠟快速脫落。同時降低蠟表面張力，這種親水溶劑能夠穿透蠟結構，破壞蠟分子與管壁之間粘性，使蠟從管壁脫落。另外，表面活性劑，具體可分為硫酸脂型、聚醚型、銨鹽型等類型，其陰、陽離子，尤其是醇、醇醚類的互溶劑能夠提高油水的溶解度。而堿則主要是與瀝青反應獲得堿性鹽等易分散于水的產物，促進蠟的溶解。

2.2 化學防蠟劑

油井防蠟中的化學防蠟劑主要包括三種類型：高分子型、稠環(huán)芳香烴型、表面活性劑型。高分子型防蠟劑大多具備油溶性特性，是一種包含石蠟鏈節(jié)支鏈型高分子聚合物。化學防蠟劑的應用原理主要是通過改變析出蠟晶大小，避免蠟分子之間形成互相凝結現(xiàn)象，預防蠟沉淀。將高分子型防蠟劑與油井中的原油混合，即便是濃度較低也會在整個原油組織中結成網狀結構，在原油上抽過中石蠟析出時能夠阻止其發(fā)生沉淀，達到防蠟目的。萘、蒽和菲等稠環(huán)芳香烴型防蠟劑的應用，主要發(fā)揮其作為晶核的作用，搶在石蠟晶核析出前占據原油較大比例，進而使石蠟晶體以懸浮的狀態(tài)存在原油當中，這樣能夠隨著原油油流帶。同時稠環(huán)芳香烴型防蠟劑發(fā)揮其吸附作用，參與晶核的組成可以使晶核發(fā)生扭曲，避免晶核長大，進而達到防蠟目的。表面活性劑防蠟劑有分為油溶性、水溶性兩種，前者可以很好地吸附在蠟晶上使其的表面性質變?yōu)闃O性表面，大大增加蠟晶的結晶難度，進而削弱蠟分子沉積性。而后者主要是采用相似相融原理，利用水在蠟晶周圍產生非內層極性基團位內層、外層極性基團形成活性水化膜，預防蠟分子發(fā)生沉積。同時水溶性表面活性劑也具備吸附作用，將結蠟吸附在其表面，阻止結蠟的進一步發(fā)展。

3 油井使用的清防蠟劑的發(fā)展現(xiàn)狀及對策

3.1 油井清防蠟劑的發(fā)展現(xiàn)狀

在提高油井結蠟問題解決效率以及油田產量方面，我國許多石油開采企業(yè)與相關科研單位都付出了較大努力，尤其是對于含蠟油田的防蠟與清蠟方面進行了大量研究，也研發(fā)出了許多清蠟防蠟產品。而這些產品大多數都是在傳統(tǒng)清蠟劑的基礎上進行復配，或者是對其進行改性制作得來，這樣很容易導致這些產品存在性能單一、安全性不足、清蠟效率低等缺陷，從而難以在大范圍廣泛使用。雖說當前國內存在較多清防蠟劑研發(fā)機構，不過其技術優(yōu)勢卻不明顯。當前基本都是由各大油田所屬的石油公司來進行清防蠟劑的研究與開發(fā)，而并未整合設置整體石油油井清防蠟劑研發(fā)合作機制，各機構不愿共享自身研發(fā)成果，以維持自己的技術優(yōu)勢，所以導致市場上出現(xiàn)許多單一的產品，且產品研究重復，繼而使得我國清防蠟劑市場競爭處在低端價格戰(zhàn)，在一定程度上制約了高技術含量清防蠟劑的研發(fā)工作，并且質量有待提高。

當前在國內市場上還是以低端油基清防蠟劑產品為主，然而其技術含量不高，且極易污染油井，威脅工作人員身體健康等缺陷。而且采用油基清防蠟劑導致地下水污染的情況屢見不鮮，這與當前國家節(jié)能減排的發(fā)展理念相悖，所以要求注重節(jié)能環(huán)保型清防蠟劑產品的研發(fā)工作[2]。此外，國內不少油田在使用存在技術缺陷的清防蠟劑時會出現(xiàn)對石油品質產生影響的問題，歸根究底是因為該類制劑中存在大量苯等有害化學物質，雖然其具有較好的除蠟效果，不過該類有害物質會滲到原油當中，從而降低了原油的品質。所以就當前我國的清防蠟劑研究而言，開發(fā)高效、穩(wěn)定、安全、無毒、易儲存的乳液型清防蠟劑是未來我國較長一段時間內對清防蠟劑研發(fā)主要方向。此外，在提高防蠟的多元化效果方面，多支鏈、星型等聚合物防蠟劑也是我國油井清防蠟劑的未來發(fā)展方向之一，能夠在較大程度上提高油井防蠟的效果。

3.2 油井清防蠟劑的發(fā)展對策

在提高油井清防蠟劑有效性方面，必須充分做好以下工作：

一是加強對蠟沉積、清防蠟劑等的進一步深入研究、分析，為研發(fā)、制造新型清防蠟劑提供良好理論依據。

二是加大在性能優(yōu)良、成本低廉表面活性劑研究投入力度，在實現(xiàn)清防蠟效率提升的同時有效降低產品成本。

三是強化對天然高分子分析、研究力度，加大對天然資源的有效利用，研發(fā)出較為經濟的聚合物防蠟劑。

四是研發(fā)清防蠟劑必須要求能夠充分利用各種清防蠟方法并做好它們地融合運用，以此提高油井清防蠟效果。

五是應當對我國油井清防蠟劑的研發(fā)機構進行科學整合，構建起一個行業(yè)統(tǒng)一技術研發(fā)部門，轉變當前各大油井清防蠟劑研發(fā)機構各自為政的局面。應當要由政府相關管理部門組織設置幾家統(tǒng)一的技術研發(fā)機構，如此一來便可防止競爭混亂而影響到技術與產品停滯不前的情況出現(xiàn)，并且還可以實現(xiàn)行業(yè)技術的有效整合，快速研發(fā)出具有較高技術含量的清防蠟劑產品。除此之外，通過有效整合技術力量還能夠將研發(fā)產品的成本降低，讓我國能夠在短時間內提高清防蠟劑產品的核心競爭優(yōu)勢。

六是參考與借鑒對國外先進技術，逐步強化研發(fā)環(huán)保安全類清防蠟劑產品的研發(fā)力度。當前發(fā)達國家，尤其是日本、美國等國家在研發(fā)油井清防蠟劑上已經獲得了顯著的成效，所以我國有關機構也需要對該類國家的優(yōu)秀研發(fā)經驗與技術進行參考與借鑒，如此一來不僅可以將自身研發(fā)成本降低，并且還能推進我國清防蠟劑的發(fā)展，縮小與國際間的差距。

七是相關研發(fā)人員需要對各大油田的特點進行實地考察，采取有效的技術措施來解決清防蠟劑對石油品質產生影響的問題[3]。當前在進行清防蠟劑產品研究開發(fā)過程中，一個重點環(huán)節(jié)就是將我國油田具體發(fā)展情況考慮在內，并對各大油田的成油特點進行全方位考察，對各類油田內的化學成部分以及蠟含量的差異進行深層次分析，

進而研發(fā)出與各類油田油井開采需求相適應的清防蠟劑產品。對于當前清防蠟劑產品會影響到石油品質的問題，諸如原油中添加了部分有害化學物質等，國內相關專業(yè)人員需要對其有關解決措施進行深入探討，筆者認為可以積極運用先進的生物技術，注重生物除蠟清防蠟劑的研發(fā)工作，以有效解決清防蠟劑產品對石油品質的影響問題。

4 結語

綜述可知，油井產生結蠟問題，不及時處理將會對會給油田的生產帶來不利的影響，因此相關企業(yè)、部門必須加強對油井清防蠟劑研究重視程度。同時為了確保油田生產的高效生產，提高開采效益，必須加強對高效、穩(wěn)定、安全、低成本的油井清防蠟劑的研究開發(fā)力度，做好全面的結蠟清除，為油田實現(xiàn)高效生產提供有效保障。另外，多功能也必將是在未來較為關鍵的油井清防蠟研究與應用方向。對此相關企業(yè)部門必須加強對“一劑多效”的清防蠟劑的分析研究與開發(fā)，更好地滿足我國對油田的開采需求。