宁东油田清蜡、防蜡技术分析

闫金鹏，吕玉杰，朱江勇

(中国石油化工股份有限公司华北分公司，宁夏 盐池 751500)

国内地下储藏的原油均含有石蜡组分，蜡的质量分数超过10%的原油占全部原油的90%，而绝大部分原油蜡质量分数在20%以上，个别油田蜡质量分数更是高达40% ～50%[1]。

石油主要是由各种组分的碳氢化合物组成的混合物，各种组分的碳氢化合物的相态随开采条件(压力和温度)的变化而变化，可以是单相液态，气、液两相或气、液、固三相共存，其中的固态物质主要是含碳原子数为16至64的烷烃，这种物质叫石蜡。

在地层中，石蜡通常以溶解状态存在，在开采过程中，含蜡原油从油层向近井地带沿着油管向上流动，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集并沉积在管壁等固相表面上，即出现所谓的结蜡现象[2]。结蜡会堵塞产油层，降低油井产量，同时也会增大油井负荷，造成生产事故。

油井结蜡是影响油井高产、稳产的主要因素之一，油田开发过程中的油井结蜡，严重影响了油井的正常生产，给生产带来许多困难。因此，油井的清蜡、防蜡是保证含蜡原油油井正常生产的一项十分重要的措施。

1 宁东油田结蜡井概况

宁东油田有生产史的油井共76口，主要生产层位为侏罗系延安组延5、延6、延8、延9、延10油层组;三叠系延长组长6、长8、长9油层组。结蜡井集中在延安组的生产井，有结蜡井史的井共51口，占生产史井的67%。通过分析宁东油田结蜡井统计资料，可以看出宁东油田油井的结蜡情况比较严重。

2009年宁东油田结蜡井井数最多，该年度新投产井数较多，是新井日产油最高的一年。宁东油田延安组初期生产呈现高液量、低含水的特征;宁东油田延安组原油性质为中高含蜡量原油。这两个因素是宁东油田原油结蜡原因中较为突出的因素，因此宁东油田投产新井越多，当年的结蜡井也越多。宁东油田结蜡井统计结果见表1。

表1 宁东油田历年结蜡井统计Table1 Statistics results of paraffin removal in ND field over years

ND27－2井多根油管出现蜡卡堵死的情况，ND27－2井结蜡情况见图1。从图1可以明显看到石蜡已经将油管堵死，严重影响生产。

通过机械清蜡作业，从ND27－2井中清理出了不少石蜡。纯石蜡为白色，略带透明的结晶体，但生产过程中石蜡多是黑色、灰色的固体和半固体，这主要是石蜡、沥青、胶质和泥沙等混杂固结而成[3]，清理出来的石蜡实际上是多种物质的混合物。ND27－2井油管中清理出来的石蜡见图2。

图1 ND27－2井油管蜡卡Fig.1 Tube adhered wax in well ND27－2

图2 ND27－2井油管中的石蜡Fig.2 Wax removed from tube in well ND27－2

从图2可以看出宁东油田油井结蜡情况较为严重，有的井甚至有七八十根油管蜡堵，这种情况严重影响了油田的正常生产。

2 宁东油田油井结蜡分析

由于原油蜡含量高，导致油层渗透率降低。油气开采中，石蜡从油中分离淀析和石蜡沉积导致堵塞产油层、油井产量下降，甚至造成停产，给生产带来麻烦[4]。宁东油田结蜡井简况见表2。

为了明确宁东油田油井结蜡的根本原因，将表2分为结蜡严重井和结蜡较轻或不结蜡的井进行对比，综合分析宁东油田油井结蜡原因。

表2 宁东油田结蜡油井简况Table2 Statistics of paraffin removal well in ND field

2.1 严重结蜡井对比分析

首先将 ND17井区 ND17井、ND17－2井和ND17－3井三口结蜡严重井原油性质进行对比分析。得出以下几点结论:

(1)通过数据分析这三口井结蜡都比较严重，含蜡质量分数在13% ～14%，属于中高含蜡原油;

(2)初期生产过程中ND17井含水率72%(质量分数)，含水率较高，ND17－2 井含水率1.2%(质量分数)，含水较低，ND17－3 井含水率35%(质量分数)，属于中低含水;

(3)这三口井原油含硫质量分数都小于0.1%，属于低硫原油;

(4)这三口井原油凝固点21～23℃，原油凝固点较高。

通过以上结论认为ND17井区油井结蜡的原因有以下两点:①原油蜡含量高;②原油凝固点高。ND17井区原油分析结果见表3。

表3 ND17井区原油分析Table3 Physical property of crude oil in block ND 17

2.2 轻度结蜡、不结蜡与严重结蜡井对比分析

分析了结蜡严重的三口井的结蜡原因之后，再对结蜡严重的井、轻度结蜡和不结蜡井进行对比分析。特选择了不结蜡的ND5－1井，轻微结蜡的ND5－9井，结蜡严重的ND27井。将三口井进行对比分析后得出以下几点结论:

(1)通过数据分析这三口井含蜡质量分数不同，无结蜡的ND5－1井含蜡质量分数6.59%，属于低含蜡原油，轻微结蜡的ND5－9井含蜡质量分数13.6%，属于中高含蜡原油，结蜡严重的ND27井含蜡质量分数在14.3%，属于中高含蜡原油;

(2)初期生产过程中ND5－1井含水率15%(质量分数)，含水率较低，ND5－9井含水率10%(质量分数)，含水率较低，ND27井含水率0.5%(质量分数)，为游离水。根据三口井含水率分析，这三口井中ND27井原油不含水，其余两口井低含水;

(3)这三口井原油硫质量分数都小于0.1%，属于低硫原油;

(4)ND5－1 井原油凝固点 15℃，ND5－9 井原油凝固点24℃，ND27井原油凝固点18℃。

通过以上结论认为ND5－9井和ND27井结蜡的原因有以下三点:①原油含蜡量高;②原油凝固点高;③生产初期含水率低。ND5－1，ND5－9 和ND27原油分析见表4。

表4 ND5－1，ND5－9，ND27 井原油分析Table4 Physical property of crude oil from well ND 5－1，ND5－9，ND27

2.3 宁东油田油井结蜡原因

油井结蜡的过程:①当温度降至析蜡点以下时，蜡以结晶形式从原油中析出;②当温度、压力继续降低时，气体析出，结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体;③最终蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上[6]。根据油井结蜡的过程，曾龙伟总结了油井结蜡一般规律[7]:

(1)原油中含蜡量愈高，油井结蜡越严重;

(2)油井开采初期较开采后期结蜡严重;

(3)高产井及井口出油温度高的油井结蜡不严重或不结蜡，反之，结蜡严重;

(4)油井见水后，低含水阶段结蜡严重，随水含量升高到一定程度后结蜡减轻;

(5)内表面粗糙的油管容易结蜡，油管清蜡不彻底的容易结蜡;

(6)出砂井容易结蜡;

(7)自喷井和机械抽油井结蜡位置有所不同。

通过对宁东油田原油性质、开采时间、结蜡点和出砂情况等资料进行收集整理分析，结合前人总结的油井结蜡规律，综合分析后认为宁东油田结蜡的主要原因有以下三点:①原油蜡含量高;②原油凝固点高;③生产初期含水率低。

3 现有清蜡技术

宁东油田自2006年第一口井投产以来，仅有6 a多的时间，开发时间短，生产井数少，使得宁东油田许多工作都没有系统性，其中就包括清蜡技术的分析研究工作，在此只能将宁东油田现有的资料进行收集整理及总结，根据分析结果选择现阶段较为合适的清蜡方法。

现在宁东油田常用的清蜡方法有打环空和机械清蜡。打环空就是利用热力学能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡，为热流体循环清蜡方法[8]。

热流体循环清蜡法的热载体是在地面加热后的流体物质(如水或油等)，通过热流体在井筒中的循环传热给井筒流体，提高井筒流体的温度，使得蜡熔化后再溶于原油中，从而达到清蜡的目的[9]。宁东油田热洗采取高温清水闭式热流体循环的方法。通过分析不同井的打环空周期，发现周期越短的井，结蜡越严重。宁东油田打环空周期情况见表5。

机械清蜡技术以机械削刮的方式清除油管和抽油机杆上沉积的蜡物质技术[10]。宁东油田机械清蜡一般在检泵或者修井作业时同时进行机械清蜡，将提出的油管进行机械清蜡作业。

表5 宁东油田打环空周期简况Table5 Statistics of annular washing in ND field

通过表5可以看出宁东油田的打环空周期平均31 d，每次打环空的成本为600 RMB¥，单井一年12次，合计7200 RMB¥。机械清蜡每次3500 RMB¥左右，机械清蜡一次可以保持7个月左右，折算下来一年5700 RMB¥左右。从数据上看机械清蜡年成本略低于热洗清蜡，但热洗清蜡耗时仅2 h左右，基本不耽误生产，但机械清蜡耗时12～18 h，比打环空多耗时十几个小时，这十几个小时对于高产井的产量来说足够几次机械清蜡的本钱了;另一方面，机械清蜡对油管的伤害是无法弥补的，但是热洗清蜡对管杆的伤害微乎其微。综合评价结果打环空的成本要远远低于机械清蜡。

4 现有防蜡技术

宁东油田自投入勘探开发以来，共投产井数76口，其中有一些井只是进行了短期的生产作业。虽然宁东油田油井结蜡情况比较普遍，但是由于生产井少，产量递减快，因此并没有进行系统的防蜡技术研究。通过对宁东油田清防蜡日常工作制度分析，宁东油田常用的手段只是进行简单的清蜡剂、活性剂和缓蚀阻垢剂添加工作，并没有什么特别的防蜡技术。

添加药剂防蜡具有价格便宜、操作简单和对原油适应好的药剂溶蜡速度快等优点。但是对原油适应性不好的清蜡剂而言，效果就不好，而且还可能造成清蜡剂附着于井壁，导致井壁结垢;另外有些清蜡剂燃点低，易着火，一般这类防蜡剂具有毒性，使用起来存在安全隐患而且危险系数高[11];防蜡剂的添加需要操作人员定时定量的添加，这就要求现场工人具有良好的责任心。

5 结论

通过对宁东油田进行大量相关资料的收集整理及分析研究工作，得出以下结论:

(1)宁东油田生产史中有半数以上的井有结蜡情况，油井结蜡情况的严重程度有所不同;

(2)通过分析宁东油田原油性质，发现宁东油田原油蜡含量高，这也是宁东油田油井结蜡的根本原因;

(3)宁东油田原油凝固点高，原油的高凝固点使原油更易固结，会加剧油井结蜡的情况;

(4)宁东油田投产初期含水率较低，高液低含水的生产特征也可能会使油井结蜡;

(5)通过对宁东油田现有的清防蜡方法效果进行综合评价，热洗清蜡和药剂防蜡是宁东油田目前较为合适的清、防蜡方法。

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