三种驱替方式下熔蜡实验研究

油田开发进入中后期，特别是随着化学驱油技术的工业化推广和开发规模的不断扩大，结蜡影响油井生产已成为常见的破坏性问题[1～3]，尤其是驱替方式的改变，导致采出液性质发生很大变化，油井结蜡日益复杂,清防蜡日益困难。目前最常用的清防蜡方法是热洗泵洗井清蜡工艺[4,5]。但是传统水驱油井的热洗清蜡方法是否能适应化学驱油井的清蜡，是急需解决的问题。

为了确定合理的热洗参数，保证洗井效果，本研究选择水驱、聚合物驱和三元复合驱(简称三元驱)三种驱替方式开展了熔蜡实验研究。通过对原油性质的分析，确定原油结蜡的原因及影响因素；通过室内熔蜡实验，观察熔蜡时间、熔蜡温度及在不同温度下的熔蜡速度，确定油井清蜡所需的温度，拟为现场确定油井的热洗参数提供依据，保证热洗效果乃至油井的正常生产。

1 实验

1.1 水浴熔蜡实验

将恒温水浴升温到一定的温度，然后放入装有50 mL水的烧杯，预热15 min。称取2.00 g蜡样，将其制成致密的球形后放入烧杯中，记录蜡样的熔解时间，并求得蜡样的熔解速度。分别考察了温度为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃时蜡样的熔解速度。对于难熔蜡样，观察其30 min的熔解情况。

1.2 烘干熔蜡实验

将烘箱升温到一定的温度，然后挂进用铁丝自制的螺旋状小勺，预热15 min。称取2.00 g蜡样，将其制成致密的球形后放入小勺中，记录蜡样的熔解时间，并求得蜡样的熔解速度。分别考察了温度为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃时蜡样的熔解速度。对于难熔蜡样，观察其60 min的熔解情况。

2 结果与讨论

2.1 原油性质分析(表1)

表1 各驱替方式的原油性质分析

从表1可以看出：(1)各驱替方式油井油样的饱和烃含量、析蜡点、凝点：三元驱≈聚合物驱>水驱，这是因为三元驱、聚合物驱提高了波及系数，较小狭缝中的轻质组分也能被驱替出来，因而三元驱、聚合物驱的饱和烃含量较水驱的稍高；此外，饱和烃含量越高，其析蜡点、凝点也越高，这是因为蜡主要为大于C16的正构烷烃；(2)各油样的运动粘度：三元驱>聚合物驱≈水驱，这是因为粘度与胶质、沥青质的含量有关，胶质、沥青质的含量越高，其粘度也越大;同时，粘度与组分的分子量也有很大关系，三元驱原油粘度最大，说明组分分子量大，驱油效果很好；(3)各油样的相对密度：水驱≈三元驱<聚合物驱；(4)各油样含蜡量：聚合物驱>水驱>三元驱。从表1数据知聚合物驱油井饱和烃含量较高，因此其蜡含量也相对较高，理论上三元驱油井蜡含量也应较高，但实际却最低，这可能是因为表面活性剂影响了蜡的析出。

2.2 熔蜡实验

2.2.1 三元驱1#油井蜡样的熔蜡实验

考察1#井蜡样水浴熔蜡和烘干熔蜡时熔解温度与熔解速度的关系，结果见图1。

图1 三元驱1#油井蜡样熔解温度与熔解速度的关系

从图1可以看出：(1)1#井蜡样在同一深度处，熔解速度随着熔解温度的升高而加快，温度越高越易熔解。(2)蜡样的水浴熔解速度一直快于烘干熔解，可能是因为在水浴熔蜡中当蜡开始熔解的时候，水能将熔解的蜡很好地分散开来，使未熔解的蜡继续受热直至熔解。而烘干熔蜡中熔解蜡只能靠重力的作用滴下，而且未熔解的蜡与已熔的蜡还有相互粘附的作用，因而烘干熔解时间比水浴熔解时间更长，熔解速度更慢。

2.2.2 聚合物驱2#油井蜡样的熔蜡实验

考察2#井蜡样水浴熔蜡和烘干熔蜡时熔解温度与熔解速度的关系，结果见图2。

图2 聚合物驱2#油井蜡样熔解温度与熔解速度的关系

从图2可以看出：(1)2#井蜡样在同一井深处，熔解速度随着熔解温度的升高而加快，温度越高越易熔解。(2)蜡样的水浴熔解速度一直快于烘干熔解。(3)井深370 m处2#井蜡样的水浴熔蜡和烘干熔蜡均出现了反常，井越深反而越易熔蜡。这可能是因为此蜡样含杂质较多，尤其是其中的水(蜡样表面能见到水珠)影响了正常的熔蜡规律，使水浴熔蜡和烘干熔蜡产生了井越深所结的蜡反而熔得更快的现象。

2.2.3 水驱3#油井蜡样的熔蜡实验

考察3#井蜡样水浴熔蜡和烘干熔蜡时熔解温度与熔解速度的关系，结果见图3。

图3 水驱3#油井蜡样熔解温度与熔解速度的关系

从图3可以看出：(1)3#井蜡样在同一井深处，熔解速度随着熔解温度的升高而加快。(2)相对于取合物驱、三元驱，水驱所结出的蜡能够在更低的温度熔化。(3)随着熔解温度的降低，不同深度蜡样的最终熔解速度均逐渐减缓直至不能熔解。(4)熔蜡温度范围为60～80℃，所需时间为4～6 min。水浴熔蜡实验中，在同一温度下，随着井深的增加，蜡样的熔解速度也相对减缓；而烘干熔蜡并不符合这个规律，其原因可能是熔解介质不同而造成的。

2.3 不同驱替方式油井蜡样的水浴熔蜡对比

2.3.1 不同驱替方式油井中部蜡样的水浴熔蜡程度分析

对各取样井中部(400 m左右)蜡样的水浴熔蜡的初熔温度、熔蜡温度、熔蜡时间、熔蜡程度进行了对比分析，如表2所示。

表2 不同驱替方式油井中部蜡样水浴熔蜡实验结果对比

从表2可以看出，三元驱和水驱油井蜡样的初熔温度比较高，聚合物驱初熔温度相对较低。三元驱油井蜡样在70℃时11.33 min全熔，聚合物驱油井蜡样在70℃时9.7 min全熔，水驱油井蜡样在65℃时10.38 min全熔，因此，各驱替方式油井中部蜡样水浴熔蜡的困难程度依次为：三元驱>聚合物驱>水驱。

2.3.2 不同驱替方式油井深部蜡样的水浴熔蜡程度分析

对各取样井深部(750 m左右)蜡样的水浴熔蜡的熔蜡温度、熔蜡时间、熔蜡程度进行了对比分析，如表3所示。

表3 不同驱替方式油井深部蜡样水浴熔蜡实验结果对比

从表3可以看出,在同一温度条件下，油井深部蜡样水浴熔蜡的困难程度依次为：三元驱>聚合物驱>水驱，这与油井中部蜡样的水浴熔蜡规律一致。

综合分析可知，对于三种驱替方式下的油井，热水洗井时的温度至少应达到蜡样的初熔温度，才可以使析出的挂在油管和抽油杆上的蜡从软化到开始熔化；如果想取得好的热洗效果，热洗温度应该达到杆、管上的蜡能全部熔化的温度。因此，三元驱和聚合物驱油井的热洗温度应达到70℃，水驱油井应达到65℃。

3 结论

(1)随着油井深度的增加，各驱替方式下油井蜡样的熔解速度均相应减缓，完全熔解时间延长；对同一深度蜡样，熔解速度随温度的降低而逐渐减缓。

(2)各驱替方式油井蜡样水浴熔蜡的困难程度依次为：三元驱>聚合物驱>水驱。

(3)三元驱和聚合物驱油井热洗温度应达到70℃，水驱油井应达到65℃。

(4)现场实际生产过程中，如洗井液温度不能达到各驱替方式下的最低熔蜡温度，建议考虑其它的清防蜡方法，以保证油井的正常生产。

参考文献：

[1] 王备战，邹远北，周隆斌，等.油田开发后期油井清蜡防蜡方法[J].油气地质与采收率，2003，10(3)：71-73.

[2] 高军．油井自动清蜡器工艺技术[J]．内蒙古石油化工，2009，12(4)：63．

[3] 赵钰，杨旭，诸林，等．高效混合清蜡剂的研制和性能评价[J]．精细石油化工进展，2006，7(4)：34-36．

[4] 杨芳，陈再峰，刘继生，等．井温测试资料在油井热洗作业中的应用[J]．油气井测试，2005，14(4)：22-23．

[5] 王晓龙，李立，张勇，等．GKA超导自动热洗清蜡在坪北油田的应用研究[J]．江汉石油职工大学学报，2009，22(2)：90-92．