针对大庆油田水基清防蜡剂的室内研究与应用

王晶 卓兴家 周长利 王剑平 张宏 朱秀娟 姜海瑞

摘 要：在采油过程中，含蠟原油沿着油管上升，由于压力和温度的不断降低，减少了原油对蜡的溶解度，原油中轻质组分的不断逸出，此时蜡开始结晶逸出并不断沉积在管壁或抽油杆上。原油中蜡含量越高，高碳蜡的含量越多，结蜡越严重，凝固点也越高。越易造成油管、抽油杆、油井和管线等设备的堵塞，导致油井产量不断下降，严重影响油井正常生产，甚至可能停产。因此，在原油生产管理中解决这一难题的有效方法之一就是使用化学清蜡剂进行清蜡。

关 键 词：含蜡原油;清蜡剂;溶蜡;结晶

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1395-03

Research and Application of Water-base Paraffin Remover for Daqing Oilfield

WANG Jing 1，ZHUO Xing-jia1，ZHOU Chang-li1，

WANG Jian-ping 2，ZHANG Hong 1，ZHU Xiu-juan 1，JIANG Hai-rui 1

（1. Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318， China;

2. Daqing Feima Ltd， Heilongjiang Daqing 163411，China;

3. Daqing Oilfield Company No.6 Oil Production Plant， Heilongjiang Daqing 163114，China;

4. Daqing Oilfield Company No.3 Oil Production Plant， Heilongjiang Daqing 163113，China）

Abstract： In the oil recovery process， waxy crude rises along the tubing， because of the pressure and temperature decreasing， the solubility of crude wax reduces， light components of crude oil constantly escape， and the wax begins to crystallize and continuously deposit on the wall and the rod. The higher the wax content in the crude and the carbon content of the crude wax， the more serious the wax deposition， the higher the freezing point. So lead tubing， rod， oil wells， pipelines and other equipments are easily blocked， which will lead to oil production declining， and seriously affect the normal production of oil. Therefore， one of the effective methods to solve this problem in the management of oil production is to use chemical paraffin remover.

Key words： Waxy crude; Paraffin remover; Dissolved wax; Crystallization

鉴于目前国内外尚未针对油井井筒开展相关的结蜡机理与规律、结蜡诊断、清防蜡措施优选开展相关研究，因此，基于流体力学、工程热力学等理论，采用实验研究、理论计算等方法，开展油井井筒结蜡及清防蜡技术研究具有重要的理论意义和应用价值。

1 国内外对结蜡机理及清蜡方法的研究现状

解决结蜡问题的关键是要弄清楚结蜡机理和规律。为此国内外研究人员先后基于不同的工作原理建立了相应的蜡沉积试验装置，以了解蜡沉积的规律，并揭示其机理。国内外研究人员利用建立的蜡沉积试验装置研究含蜡原油蜡沉积过程，进而建立蜡沉积模型。通过实验测量或工程实际获得的数据验证含蜡原油流动过程中蜡沉积模型，形成其结蜡规律的认识[1]。

2 水基防蜡剂作用机理

水基防蜡剂的作用过程基本上是分两个历程。当将其加入到油井中，由于水基防蜡剂里面含有蜡晶改进剂和分散剂，通过分散作用使蜡块分散，使其晶粒变细不易互相结合而随油井采出液流出油井[2]。或者将沉积在井壁上的蜡块脱落。脱落的蜡块再继续分散成小蜡块和小晶粒并悬浮在油井液流中随液流流出油井而起到清蜡作用;油基清蜡剂是靠溶解井壁上沉积的蜡而达到清蜡的目的[3]。因此，水基清蜡剂的清蜡作用机理与油基清蜡剂完全不同。由于作用机理不同因此两者的评定方法也不同。

水基清防蜡剂的防蜡作用机理系水基清防蜡剂中的表面活性剂被吸附在金属表面（如井壁、抽油杆）而湿润金属表面，使其成为极性表面而阻止非极性的蜡晶在金属表面的吸附和沉积从而起到防蜡的效果[4]。

3 水基防蜡剂的特点

因为水基防蜡剂比重较高，大约为0.955～1.03，对含水原油较适合;并且其燃点高，使用安全;无气味;无毒，属环境友好型产品;除对油井有优良的清蜡效果外，还有一定的防蜡、降粘效果;它提供了油井采出液的水含量和原油蜡含量通过室内评定可以初步预测油井清蜡效果和加药量。可按任何比例与水混合，可将大部分石蜡块分散成半径小于2 mm的细颗粒，其分散性较好;但价格较贵，因为组成为蜡晶改进剂B和表面活性剂等，基本原材料价格较贵;水基防蜡剂适用含水原油，对不含水原油应用效果较差。

4 水基清防蜡剂室内实验筛选

4.1 对7种表活剂进行分散性实验

（1）2%平平加0-25+25 mL自来水+1 g蜡;

（2）2%吐温+25 mL自来水+1 g蜡;

（3）2%NP-10+25 mL自来水+1 g蜡;

（4）2%OP-10+25 mL自来水+1 g蜡;

（5）2%AEO9+25 mL自来水+1 g蜡;

（6）2%十六烷基三甲基氯化铵+25 mL自来水+1 g蜡;

（7）2%渗透剂T+25 mL自来水+1 g蜡。

从图1可以看出平平加0-25和吐温的分散性不好，蜡在溶解后经过降温蜡会成团，十六烷基三甲基氯化铵中的蜡在溶解后经过降温得到的蜡晶较大。而NP-10、OP-10、AEO9、渗透剂T的效果较

图1 7种表活剂在钢片上进行分散性实验图

Fig.1 Seven kinds of surfactant agent dispersion experiments

好，用以上四種表活剂进行后续实验。

4.2 水基防蜡剂的筛选

用以下7种表活剂配成10%的水溶液，分别取20 mL放入试管中分别浸泡钢片5 h，之后进行防蜡实验，分别测试它们的防蜡率，得到图2结果。

从图2可以看出：AEO9溶液的防蜡效率最高，约能达到60%;渗透剂T的防蜡效率次之，约为52%;防蜡率较好的还有OP-10，其防蜡率约为50%。因此，可考虑使用三种表活剂相互复配进行防蜡率测试。

图2 水基防蜡率效果图

Fig.2 Effect of water-base paraffin remover

（1）使用AEO9、OP-10、渗透剂T三种表活剂两两复配及全部复配测试防蜡率：

渗透剂T + AEO9 测试防蜡率

渗透剂T + OP-10测试防蜡率

AEO9 + OP-10测试防蜡率

渗透剂T +AEO9 + OP-10

从图3可以看出：渗透剂T与OP-10的复配的防蜡效果最好，约能达到62%。渗透剂T与AEO9复配后的防蜡效果相较于单独的AEO9溶液效果变差，AEO9与OP-10复配后的效果比与渗透剂T 差，而三者相互复配后的防蜡效果最差。因此，使用渗透剂T与OP-10复配来进行防蜡。

图3 复配后防蜡率效果图

Fig.3 Effect of compound water-base paraffin remover

（2）对渗透剂T与OP-10比例进行调整：

渗透剂T∶OP-10 = 1∶1

渗透剂T∶OP-10 = 1∶2

渗透剂T∶OP-10 = 1∶3

渗透剂T∶OP-10 = 1∶4

渗透剂T∶OP-10 = 1∶5

渗透剂T∶OP-10 = 1∶10

渗透剂T∶OP-10 = 1∶20

渗透剂T∶OP-10 = 1∶50

渗透剂T∶OP-10 = 1∶100

渗透剂T∶OP-10 = 1∶0

OP-10：渗透剂T = 1∶2

OP-10：渗透剂T = 1∶3

从图4可以看出：渗透剂T与OP-10复配溶液的防蜡效率随着渗透剂T的比例的增加而升高。当渗透剂T：OP-10=50：1时，防蜡效率达到最高值，约为70%。而随着OP-10防蜡剂效果变得更差了。

图4 渗透剂T与OP-10的复配防蜡率图

Fig.4 Effect of Penetrant T and OP-10 compound water-base paraffin remover

5 结 论

（1）从防蜡剂的筛选结果可以看出，当渗透剂T∶OP-10=50∶1时，防蜡效率达到最高值，约为70%。其效果最好，对于目前油井结蜡问题，该方法能够促进采油能源的规模化与高效低成本开发，提供了更好的解决防蜡问题。

（2）我国今后在页油井结蜡系统规划设计时，应结合待开发区块具体情况规划设计相应处理系统，尽可能地降低油井结蜡问题所带来的困扰，可提高采油效率与设备重复利用率，节约气田开发成本。

（3）对于清蜡和防蜡应该有机结合起来，既能有清蜡作用，又有防蜡作用的清防蜡剂是我们今后应该研究的方向，是对采油工艺大胆的尝试。

总之，从目前国外应用和研究的现状来看，油井清蜡理论和技术是相对成熟的。制定符合我国实际的油井清蜡技术方案的关键在于借鉴国外先进技，结合防蜡理论开展应用创新，为油田开发提供高效低成本的技术支持。

参考文献：

[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]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.

[3]刘忠运， 陆晓锋， 汤超， 等. 油田清防蜡剂的研究进展及发展趋势[J]. 当代化工， 2009， 38（5）： 479-483.

[4]王彪， 张怀斌， 柏尚华， 等. BJ 系列清蜡剂及其现场应用[J]. 油田化学， 1990， 7（1）： 1-7.

[5]王彪. 油井结蜡和清防蜡剂[J]. 精细石油化工， 1994， 6： 64-71. 66-72.

[6]崔正刚. 乳液清蜡剂溶蜡效率的研究[J]. 油田化学， 1994， 11（2）： 108-112.