一种乳液型清防蜡剂的研制与现场应用

方群，张永刚，李明忠

（1.中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州450000；2.中国石化华北石油工程有限公司井下作业分公司，河南郑州450042）

一种乳液型清防蜡剂的研制与现场应用

方群1，张永刚1，李明忠2

（1.中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州450000；2.中国石化华北石油工程有限公司井下作业分公司，河南郑州450042）

泾河油田原油具有高含蜡、高凝特点，生产过程中热洗周期短，易发生蜡卡，现用水基清防蜡剂溶蜡速率低，无法满足生产需求。为解决这一问题，实验室模拟泾河油田地层温度条件进行溶蜡率及防蜡率实验，通过实验结果优选出以150号溶剂油与二乙二醇丁醚复配的油基清防蜡剂为主剂，与聚氧乙烯醚类表面活性剂FL-1、FL-2、FL-3复配形成乳液型清防蜡剂QFJ-1，现场试验电流载荷下降明显，热洗周期延长一倍，且具有较好经济性。

泾河油田；清防蜡剂；溶蜡速率；防蜡率

泾河油田为裂缝、断裂发育的致密砂岩油藏，主要生产层位为长8层，原油密度0.872～0.924 g/cm3，平均密度0.90 g/cm3，凝固点16～28℃，平均22℃，含蜡量13%～15%，平均14%，属于高含蜡高凝油藏。由于原油含蜡量高导致生产过程中易蜡卡，而目前现场使用的水基清防蜡剂在地层温度下溶蜡速率仅为0.000 33 g/min，使用浓度1%时，防蜡率仅为70%，无法满足现场清防蜡需求。

目前使用的清防蜡剂包括水基、油基及乳液型三种类型，其中乳液型清防蜡剂是将油基清防蜡剂加入水及乳化剂形成水包油乳液，结合了油基清防蜡剂溶蜡率高、水基清防蜡剂使用安全的优点。因此，研制适合泾河油田的乳液型清防蜡剂，提高溶蜡率，减少蜡质在杆柱的聚集，对油田的有效开发具有重要意义。

1 实验药品及仪器

1.1 实验仪器及药品

实验所用仪器主要包括清防蜡剂评价仪、恒温水浴、电子天平、电动往复振荡机、不锈钢测试杯及配方瓶等。

实验所需药品包括：150号溶剂油，柴油，石油醚，工业煤油，二乙二醇丁醚，聚丙烯酸酯，聚苯乙烯—乙酸乙烯—丙烯酸十八酯，油酸，石油磺酸盐，三种聚氧乙烯醚类乳化剂FL-1、FL-2、FL-3，58号石蜡及泾河油田JH17P1井油水样，该油水样的性质见表1、表2。

表1 泾河油田油样分析Table 1 Crude oil sample analysis of Jinghe oilfield

表2 泾河油田水样分析Table 2 Water sample analysis of Jinghe oilfield

1.2 实验过程

清防蜡剂的主要性能指标为溶蜡率及防蜡率，实验时模拟泾河油田地层温度（55℃）条件，测试方法参考标准《SY/T 6300-2009采油用清、防蜡剂技术条件》。

溶蜡率测试：记录58号石蜡在固定体积药剂中的溶解时间，经公式计算后可得药剂的溶蜡率[1]。

式中：V1为溶蜡速率，g/min；m0为蜡球质量，g；t为溶蜡时间，min。

防蜡率测试：将含水50%的JH17P1井油水样在不锈钢测试杯中搅拌降温，降温过程中油水样与测试杯壁存在温度梯度，从而产生石蜡沉积，通过测定加药和未加药情况下不锈钢测试杯内壁上沉积的石蜡量差异来评价清防蜡剂的防蜡效果[2]。

式中：V2为防蜡率，%；m1为空测试杯质量，g；m2为残留蜡样与测试杯总质量，g。

2 新型清防蜡剂的配制与评价

乳液型清防蜡剂[3]的溶剂选择应遵循“极性相似”、“溶剂化”和“不含有机氯、二硫化碳”等原则。

2.1 油基清防蜡剂的筛选与复配

油基清防蜡剂以清蜡为主，具有溶蜡速率快的特点，因此，以溶蜡速率高于0.016 g/min作为油基清防蜡剂的筛选标准。查阅目前国内外化学清防蜡剂相关材料[4-5]，优选出150号溶剂油、柴油、石油醚、工业煤油和二乙二醇丁醚等五种清防蜡剂，在相同条件下，测试五种清蜡剂的溶蜡速率，结果为：石油醚（0.013 g/min）＞150号溶剂油（0.012 g/min）＞二乙二醇丁醚（0.009 g/min）＞工业煤油（0.008 g/min）＞柴油（0.007 g/min）。考虑到石油醚易于挥发，二乙二醇丁醚具有很好的渗透作用，溶解后的物质呈细小的颗粒，且分散均匀等因素，优选出150号溶剂油和二乙二醇丁醚作为清蜡剂单剂。

以150号溶剂油为主剂，二乙二醇丁醚为辅剂进行复配实验（图1），实验结果表明，150号溶剂油：二乙二醇丁醚=15：1时两者产生较好协同反应，溶蜡速率最高，达0.021 g/min，溶蜡性能优于清蜡单剂，故以该比例的复配混合溶剂记为A剂。

图1 不同复配比例混合药剂的溶蜡速率Fig.1 Wax dissolution rates of different mixing ratios of medicament

2.2 乳化剂的筛选与复配

由于油基清防蜡剂的溶蜡速率较快，筛选乳化剂时以防蜡率为主要指标。根据目前常用的乳化剂种类[6-7]，优选出聚丙烯酸酯、聚苯乙烯—乙酸乙烯—丙烯酸十八酯、油酸、石油磺酸盐、三种聚氧乙烯醚类表面活性剂FL-1、FL-2、FL-3等七种乳化剂，在相同条件下测试其防蜡率，结果为FL-1（56.49%）＞FL-2（53.32%）＞FL-3（49.8%）＞油酸（41.36%）＞石油磺酸盐（34.89%）＞聚苯乙烯—乙酸乙烯—丙烯酸十八酯（34.64%）＞聚丙烯酸酯（25.24%）。优选出聚氧乙烯醚类乳化剂FL-1、FL-2、FL-3作为乳化剂单剂。

按枚举法设计不同比例的乳化剂FL-1、FL-2、FL-3复配（表3），实验结果表明当FL-1：FL-2：FL-3=2：2：1时药剂间协同效应最优，此时防蜡率最高为72.56%，故以此比例复配的混合药剂记为B剂。

表3 不同复配比例混合药剂的防蜡率Table 3 Wax inhibiting rates of different mixing ratios of medicament

2.3 新型清防蜡剂的配制

依据已有实验结果，将A剂作为主剂，B剂作为辅剂，在相同实验条件下复配测试其溶蜡速率及防蜡率（图2）。当A：B=4：1时混合药剂的溶蜡速率为0.020 g/min，防蜡率为72.66%，达到预期效果，故新型清防蜡剂QFJ-1配方为A：B=4：1。

3 新型清防蜡剂性能评价

3.1 清防蜡性能评价

室内实验评价QFJ-1的溶蜡率及防蜡率（图3、图4）。当QFJ-1浓度达到0.3%以上时，防蜡率＞80%，且在不同温度下均具有较强溶蜡能力，溶蜡速率均大于0.016 g/min，当温度高于45℃时，溶蜡率大幅增加。新型清防蜡剂QFJ-1溶蜡率及防蜡率均达到了预期要求。

图2 不同复配比例实验结果Fig.2 Experiment results of different mixing ratios

图3 不同药剂浓度下QFJ-1防蜡率测试Fig.3 Medicament QFJ-1 wax inhibiting rate testing under different concentration

图4 不同温度下QFJ-1溶蜡率测试Fig.4 Medicament QFJ-1 wax dissolution rate testing under different temperature

3.2 配伍性评价

取JH17P1井的地层水样与浓度1%的新型清防蜡剂QFJ-1做配伍性实验（表4），实验结果表明：QFJ-1与泾河油田地层水有较好配伍性。

4 现场实施效果

2014年9月在泾河油田进行现场试验，采取每三天加注一次，每次加注浓度为0.3%的加药制度，试验效果见表5。加注后电流下降2A，载荷下降3.8 kN，液量提高1.1 t/d，油量提高1.2 t/d，且加注后热洗周期由1个月延长为2个月，试验效果明显。以该加药制度推算，，对QFJ-1进行经济评价（表6）。使用新型清防蜡剂QFJ-1每年可节省热洗检泵等费用3.35万元，且与之前使用的水基清防蜡剂相比每年可节省费用0.72万元，具有较好经济效益。

5 结论

1）模拟泾河油田地层温度实验条件，以清蜡率及防蜡率为主要指标，优选出150号溶剂油：二乙二醇丁醚=15：1为油基清防蜡剂，三种聚氧乙烯醚类乳化剂FL-1：FL-2：FL-3=2：2：1为乳化剂，两者以4：1复配即为新型清防蜡剂QFJ-1。

2）室内实验表明，新型清防蜡剂QFJ-1在不同温度下均具有较强溶蜡能力，当浓度达到0.3%以上时，防蜡率达80%以上，并与泾河油田地层水有较好配伍性。

表4 QFJ-1与JH17P1井水样的配伍性实验Table 4 Compatibility experiment of medicament QFJ-1 and well JH17P1

表5 QFJ-1现场试验效果Table 5 Field application results of medicament QFJ-1

表6 QFJ-1经济评价Table 6 Economic evaluation of medicament QFJ-1

3）现场试验表明，试验井电流、载荷下降明显，热洗周期延长一倍，清防蜡效果较好，且新型清防蜡剂具有较好经济性，可在泾河油田推广使用。

[1]李明忠，赵国景，张贵才，等.油基清蜡剂性能研究[J].石油大学学报（自然科学版），2004，28（2）：61-63.

[2]张风芹.采油用清防蜡剂防蜡率测定法[J].油气田地面工程，2002，21（3）：27-28.

[3]陈勇，周江，李昀昀.ZS-1型乳液清防蜡剂的室内研究[J].新疆石油科技，2007，17（1）：36-38.

[4]陈馥，曲金明，王福祥，等.油井清防蜡剂的研究现状及发展方向[J].石油与天然气化工，2003，32（4）：243-245.

[5]翟建华，枚新民，艾尔肯·吐尔地，等.百口泉油田机抽井油基清防蜡剂的试验与应用[J].断块油气田，2006，13（5）：75-76.

[6]商红岩，应学海，黄苍峰，等.新疆油田防蜡剂的研制与性能评价[J].中国石油大学学报（自然科学版），2013，37（1）：167-172.

[7]陈馥，曲金明，刘福梅.乳液型清防蜡剂QFJ-1的研制[J].应用化学，2005，23（12）：1375-1377.

（编辑：尹淑容）

Research and field application of a new emulsion paraffin inhibitor

Fang Qun1,Zhang Yonggang1and Li Mingzhong2
(1.Engineering and Technology Research Institute,North China Company,SINOPEC,Zhengzhou,Henan 450000,China; 2.Down-hole Operation Branch,North China Petroleum Engineering Co.,Ltd.,SINOPEC,Zhengzhou,Henan 450042,China)

Due to the characteristics of high wax content and high pour point,the problems of short hot washing period and wax blockage occur in production process of Jinghe oilfield.The wax dissolution rate of current water base paraffin inhibitor is too low to meet production.In order to solve this problem,the experiment of wax dissolution rate and wax inhibiting rate was conducted by simulating formation temperature of Jinghe oilfield in the laboratory.According to the results,oil base paraffin inhibitor that is com⁃posed by No.150 solvent oil and diethylene glycol monobutyl is selected out.Emulsion paraffin inhibitor QFJ-1 is composed of this oil base paraffin inhibitor and polyoxyethylene ether surface acting agent FL-1、FL-2、FL-3.Field application shows that current loading decreases obviously and thermal washing cycle is double.Meanwhile,this new emulsion paraffin inhibitor has good econom⁃ical efficiency.

Jinghe oilfield,paraffin inhibitor,wax dissolution rate,wax inhibiting rate

TE358+.2

A

2015-02-10。

方群（1988—），女，助理工程师，提高采收率技术研究。