油井清蠟防蠟有很多種,分為電加熱清蠟、有機溶劑清蠟、化學劑清蠟、防蠟和熱油清蠟車清蠟。在這四類清蠟方法中,電加熱清蠟是最有效的清蠟和防蠟措施,但存在成本高、不安全等缺點。有機溶劑清蠟多混合苯和輕烴,清蠟效果很好,缺點是易燃易爆、價格高。化學劑清防蠟效果好,成本低,安全可靠,藥物選擇合適,效果也很好,但工藝和管理復雜。目前,我國油田廣泛采用熱油清蠟車清蠟,雖然效果好,但其問題主要是成本高,壹方面要燒大量柴油,另壹方面需要大量設備,包括兩輛油罐車、壹輛清蠟車、還要壹群人操作,其次,油田的熱洗都是以水為載體,不僅對地層的汙染嚴重,而且每次洗完,抽水時間需要2-3天才能恢復正常生產,壹井熱洗壹粗放,也是清潔和防止結蠟的好辦法。生產中,壹口井熱洗壹次粗略計算需要花費4000-5000元成本,有的井結蠟快,7-15天就要熱洗壹次,壹般井需要壹個月洗壹次,熱洗成本的增加給油田經濟效益帶來很大損失。
采取防蠟措施可以:
(1)延長油井清蠟周期,提高采油時間率。
(2)減少清蠟措施和費用,節約熱洗油,保護油層(因為洗井往往不能將殘余洗井液全部清除出井外,而是進入油層)。
(3)減少卡蠟事故,保證均衡生產和計劃的順利執行。
(4)采取防蠟措施後,油管內壁附著的蠟很少,洗井可與其它措施同時進行,減少了抽油次數,減少了清蠟時間和工作量,減少了對抽油設備和油井的損害。
5 防蠟措施可減輕抽油桿上下行程的負荷,降低電機電流,節約能耗。
1.起蠟機理
石油是多種碳氫化合物的混合物,嚴格來說,原油中的蠟是指那些碳數較高的正構烷烴。通常把C16H狀態壹C63H128的正構烷烴稱為蠟,純石蠟是微透明的白色無味晶體。蠟在地層條件下通常以液態存在,但在開采過程中,隨著溫度、壓力的下降以及輕質基團的斷裂、逸出,原油溶蠟能力下降,蠟開始結塊、沈澱、聚集,並不斷沈積、堵塞,直接影響生產[4 因此,油井的防蠟、清蠟是保證含蠟原油正常生產的壹項非常重要的技術措施。
其實,采油過程中產生的蠟並不是純蠟,它是原油中那些高碳正構烷烴的混合物,既含有其他高碳烴類,又含有瀝青質、膠質、無機構、泥沙、鐵銹和油水乳狀液等半固體和固體物質,也就是俗稱的蠟。不同的原油和不同油田的不同生產條件所形成的蠟的成分和性質是大不相同的。在原油開采過程中,隨著溫度的降低和氣體的析出,石蠟會以晶體的形式析出、長大、聚集並沈積在管壁上,即結蠟現象。在油田開發後期,由於采油地質和工藝條件的變化,油井結蠟機理發生變化,結蠟範圍擴大。石蠟分子溶解在原油中形成固相晶格是油井結蠟的唯壹來源。當蠟形成時,原油通過膜吸附和液滴吸附機制攜帶蠟。
油膜吸附:當油水乳化液與油管和設備表面接觸時,通常會形成兩種取向層,即疏水取向層和親水取向層。壹方面,碳氫化合物中的油溶性表面活性劑被吸附在油管或設備表面,形成具有憎水傾向的定向層,形成壹層原油膜;另壹方面,原油膜與不含表面活性劑的水接觸後破裂,在其表面形成親水定向層。此時,金屬表面大量不吸附碳氫化合物的表面活性劑,開始以親水基吸水、疏水基吸油的方式吸附在這壹新的油水界面上,從而在金屬表面形成由雙層表面活性劑分子組成的憎水層、油膜片浸漬在油管和設備表面並向四周延伸,當溫度降至低於石蠟結晶的溫度時,在油膜上形成蠟晶格網,並不斷增長,形成沈積水。這壹過程的循環可使蠟層變厚。
液滴吸附:在湍流攪動中,油水乳化液沿油管向上運動的能量足以使孤立的液滴徑向運動並與油管壁碰撞。計算表明,在距泵入口 20m 範圍內的液流中每個液滴與油管壁接觸的次數超過 10 次,其中含有瀝青、凝膠和石蠟的油滴被油膜吸附在金屬表面,具有足夠動能的液滴進入油膜,使石蠟在油管壁上沈積。
油井清蠟防蠟技術
油田常用的油井清蠟防蠟技術主要有機械清蠟技術、熱力清蠟防蠟技術、表面能技術、化學清蠟防蠟技術、磁力防蠟技術和微生物清蠟防蠟等。
機械清蠟機械處理法的原理是使用清管器。刮蠟刀或刮蠟鉤將沈積在管壁上的石蠟刮掉,這種方法已經應用了幾十年,在壹些油田使用效果還不錯,但在壹些油田使用時也暴露出清蠟量不足的缺點]。除上述除蠟方法外,還有壹些其他除蠟方法,如化學放熱法、電加熱法以及新開發的超聲波除蠟法和生物除蠟法。