油井结蜡影响因素及防蜡技术研究

宋 君

（青海油田采油三厂，青海 茫崖 816400）

油井结蜡影响因素及防蜡技术研究

宋 君

（青海油田采油三厂，青海 茫崖 816400）

在油田开发过程中，油井结蜡是一个常见的问题，由于原油经油管上升到地面的过程中，温度压力不断降低，并伴有气体析出，导致原本溶解在原油中的石蜡不断析出，结晶，沉积在油管和生产设备上，影响了正常的生产。介绍了国内外油井防蜡技术研究现状和结蜡机理研究进展。

油田开发； 结蜡机理； 防蜡技术

储层中原油含有长链石蜡分子和沥青分子，当温度降低到析蜡点以下时，石蜡和沥青质便会析出凝结成固相。组成原油的分子在地下一直保持热力平衡状态，生产开始后，原油在原始状态下被驱替出去，当原油流入油井，压力不断降低，平衡状态被打破，就可能产生固状物质。

随着长期生产，石蜡越积越多，部分生产系统如油井和输油管线变得部分或完全堵塞，严重影响了生产效率，蜡晶减小了管道有效流动面积，增加了管道粗糙程度，最后导致了生产压力上升，影响油田的正常生产[1]。

1 油井结蜡的危害

油井结蜡会给油井带来严重的危害，刚开始使油流通道面积不断变小，导致生产压差变大，减小油井产量，甚至堵死油管，造成停产，不得不修井。对于有杆泵抽油系统，结蜡除了使油流半径减小之外，还可能使活塞泵失灵，增大抽油杆阻力，甚至损坏抽油设备[2]。一般情况下，当发生结蜡现象时使原油的流动阻力增加，从而增加抽油机的工作电流和负荷，所以耗能量增加而增大生产成本。如果结蜡现象发生在射孔井段附近地层内会堵塞油流通道降低油井生产能力，减少油井产量。因此，清蜡工作是保持油井正常生产的重要措施之一。

2 结蜡因素分析

通过对油井结蜡现象的观察和实验室对结蜡过程的研究，认识到影响结蜡的因素有：原油的成分（包括蜡、胶质和沥青质的含量）、油井的开采条件——温度、压力、油气比和产量、原油中的杂质（泥、砂和水等）、管壁的光滑程度及表面性质。

原油的组成是影响结蜡的内在因素，而温度和压力等则是外部条件。油井结蜡的过程，石蜡分析首先在原油中析出，长大，聚集，然后析出的蜡在管壁上不断沉积下来。石蜡一般会先在管壁的粗糙处沉积下来，或者在有杂质的地方聚集，因为这些地方沉积所需能量最小玻璃衬里油管就是在油管壁上衬上一层0.5～1.0 mm的工业玻璃。虽然有蜡的结晶出现，并不一定会造成油井结蜡，但蜡结晶的出现是造成油井结蜡的先决条件，下面就影响结蜡的各个因素分别予以分析[3]。

2.1 温度的影响

温度能够直接影响原油的流变性，是影响原油流动最重要的因素之一。同时，温度也能影响石蜡的状态，是影响结蜡最重要的因素。

当油温在析蜡点以下时，石蜡完全溶解在原油当中。但是油温不断降低，降低到析蜡点以下时，石蜡就会不断析出。

2.2 油的性质和含蜡量

原油中所含重值成分越多，则蜡的析出温度越低，保持溶解状态的蜡就越容易析出。石蜡在轻质油中的溶解度较高，在重质油中的溶解度较低。图1的结果同样说明，地层原油中的石蜡含量越高，蜡就越容易析出，油井溶液结蜡。在同一含蜡量下，重质油中石蜡比轻质油中的石蜡更容易析出。

图1 温度对石蜡溶解度的影响Fig.1 Effect of temperature on solubility of paraffin1在比重γ=0.735 1的汽油中；2在比重γ=0.829 9的原油中；3在比重γ=0.8816的脱气原油中

2.3 原油中的胶质和沥青质

原油中一般都含有胶质、沥青质。他们对石蜡的结晶温度的影响比较复杂，即有使石蜡析出的可能性，也有不利于石蜡析出的一面，结果见表1。

表1 胶质含量对初始结晶温度的影响Table 1 Effect of glial content on initial crystallization temperature

2.4 压力和溶解气的影响

在地层和油井中的饱和压力之上降低压力时，原油中的气体不会从原油中脱出，蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低，如图2曲线1中压力大于8 MPa的部分。

图2中所示原油的饱和压力为8 MPa，当压力低于8 MPa时，原油中的溶解气会不断的析出，不仅降低了原油温度，而且原油的比重也会不断增加，这样都增大了石蜡的初始结晶温度。

由于原油的组成比较复杂，特别是油井蜡中不仅有高分子的石蜡，而且还有胶质、沥青质等物质，因此对油井结蜡过程和机理的认识，仍需要进一步深入研究。

图2 初始结晶温度与压力，溶解气的关系Fig.2 Relationship between the initial crystallization temperature and pressure, dissolved gas曲线1－地层油；曲线2－脱气油；R－溶解油气比；地层油饱和压力Pb=9.8 MPa; 地层油含蜡量4.51%；含胶质2.8%

3 油井的防蜡

为了防止油井结蜡，可从二个方面着手：一方面创造不利于石蜡在管壁上沉积的条件；另一方面抑制石蜡结晶的聚集[4]。

3.1 油管内衬和涂层防蜡

3.1.1 玻璃衬里油管

玻璃衬里油管就是在油管壁上衬上一层0.5～1.0 mm的工业玻璃，并下在油井结蜡井段。这种玻璃具有亲水憎油性能，再加上表面的光滑和本身的绝热性能，因而玻璃衬里油管获得了良好的效果（尤其是含水井及高产井）。

3.1.2 涂料油管

在油管内壁涂一层固化后表面光滑而且亲水性强的物质，最早使用的是普通油漆，但由于其在管壁上粘合强度低，容易脱落而效果较差。后来大力开展了用于防蜡的涂料研究，提供了许多新的有机涂料配方。聚氨基甲酸酯是目前应用得较多的一种。

3.2 在油流中加入防蜡抑制剂

防蜡抑制剂的主要作用是：包住石蜡分子阻止石蜡结晶；改变油管表面的性质，使由新油变成亲水；分散石蜡结晶，防止聚集和沉积。具体如下：

表面活性剂防蜡：表面防蜡剂是根据水膜理论，利用表面活性剂的亲水性来防蜡。表面活性剂的亲油基吸附在蜡晶表面和结蜡设备表面，亲水基朝外，形成一层活性水膜，使原非极性表面变成极性表面，不利于蜡晶的进一步聚集和在设备上沉积，从而达到防蜡之目的。

蜡晶改进剂防蜡：蜡晶改进剂的作用机理可以归纳为：分散作用、共晶作用、吸附作用[5]。

3.3 声波防蜡

声波防蜡是一种清洁安全无污染的物理防蜡方法。该方法主要利用了声波的空化作用，机械振动作用和热作用来进行防蜡。

声波作用于原油，能够降低原油粘度，打断石蜡的长链结构，防止石蜡的析出。目前油田常用井下流体动力式声波防蜡器，利用原油流过声波防蜡器的共振腔产生声波来井下防蜡，具有安全可靠成本低，无污染等特点[6]。

4 结 论

油田现阶段的清防蜡仍为影响油田正常生产的一个较为突出的问题，通过对油井结蜡的机理分析及现有防蜡技术研究进展状况的综述，能够为研制新型高效清防蜡剂提供一定的理论支持，提高油田开发效率。

［1］郑茂俊, 严炽培, 马荔. 超声波降粘、防蜡的机理分析[J]. 油田地面工程, 1996(04):28-29.

［2］Berger E D, Perkins T K, Striegler J H. Studies of wax deposition in the trans Alaska pipeline[J]. Journal of Petroleum Technology,1981,33(06):1075-1086.

［3］武继辉,孙军,贺志刚,喻西崇. 油井清、防蜡技术研究现状[J]. 油气田地面工程,2004,07（14）:32-33.

［4］肖进军. 油井结蜡及清防蜡技术探讨[J]. 化学工程与装备,2010(07):65-66.

［5］聂翠平，张家明，李文彬．油井清防蜡技术及其应用分析[J]．内蒙古石油化工，2008(18):67-68．

［6］Bjorndalen N, Islam M R. The effect of microwave and ultrasonic irradiation on crude oil during production with a horizontal well[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2004,43(3):139-150．

Research on Factors influencing Oil Well Paraffin Deposit and Paraffin Control Technology

SONG Jun
(Qinghai Oilfield Company No.3 Oil Production Plant, Qinghai Mangya 816400, China）

In the oil field development, paraffin deposition and scale buildup are common problems. Due to temperature and pressure reducing with crude oil rising to the ground in the pipeline, and the gas precipitation, paraffin dissolved in crude oil continuously precipitates, crystallizes and deposits on the pipe wall and production equipments, which affects the normal production. In this paper, research progress in oil well paraffin control technology was summarized, and wax precipitation mechanism was discussed.

Oilfield development；Wax precipitation mechanism；Paraffin control technology

TE 357

： A

1671-0460（2015）01-0078-02

2014-06-11

宋君（1987-），女，甘肃敦煌人，助理工程师，2011年毕业于长江大学石油工程专业研究方向：从事油气田开发工作。E-mail：songjun@163.com。