油井清防蜡剂的研究现状及应用分析

郭鑫(江苏华扬液碳有限责任公司，江苏 南京 210000)

0 引言

油井结蜡是油田开采过程中较为常见的问题，会对油田开采效率造成极大的不利影响。在原油中，蜡一般是以液体的形式混合在原油中，进而跟随原油从地下抽取到地上。在此过程中由于受到压力变小、温度下降，以及其中轻质组分易挥发等因素影响，蜡在原油中的溶解能力大幅下降，这就使其逐渐形成固体附着在油气输送管道上，造成管道堵塞，降低原油开采效率，严重时还会导致油田停产。对此，石油开采企业必须对油井清防蜡工作予以高度重视，在深入了解结蜡原理及相关清防蜡剂使用现状的基础上，合理地应用清防蜡剂及相关技术，以及准确把握油井清防蜡的应用发展方向，这样一来才能更好地保障油井开采效率。

1 油井清防蜡剂原理及其影响因素

由于压力、温度等原因，蜡能够溶解在地层的原油当中，以可流动的液体存在。在对油田进行开采过程中，蜡随着原油从地下被抽到地面上来，压力与温度都大幅下降，降低了蜡在原油的中溶解度。加之在地面上原油的轻质组分达到泡点之后以气体形式不断挥发，导致其含量大幅下降，使得原油对于蜡的溶解水平大幅下降，进而形成蜡结晶析出，附着在原油的输送管道上。

原油组成成分及含量是结蜡产生的重要影响因素之一。若是原油轻质组分含量较高，蜡成分相对较少，则不会产生严重的结蜡问题，换言之，原油中的轻质组分含量越高，原油对于蜡的溶解能力也就越强。若是原油中的蜡分子含碳比重越大，也将会产生越为严重的结蜡问题。温度对于结蜡问题的产生也有着较大影响，若是温度下降至蜡结晶温度，蜡将会以晶体的形式析出，因此，温度越低，结蜡问题也就越严重。压力因素对于结蜡的影响较为明显，其会对蜡初结温度造成较大影响。埋藏在地下的原油处于较高的压力环境，当压力下降，结蜡初始的温度也会同步下降，若是压力下降至饱和压力之下，天然气会从原油中析出带走大量热量，使原油温度下降加速结蜡速度。原油中的胶质与沥青质也会对原有的结蜡问题产生一定影响。

原油胶质与沥青质会形成具备吸蜡能力的胶束，蜡的析出难度增加，并且蜡分子与胶束一样在原油中处于分散状态，蜡结晶难度增加。原油中的机械杂质、水分可以产生结蜡的晶核，进而加速蜡分子结蜡。在原油中的水含量较高时，油管壁上会产生一层水膜，隔绝蜡晶在管壁上的沉积，进而达到减缓管壁结蜡的效果[1]。

2 现阶段油井中应用的清防蜡剂情况分析

2.1 化学清蜡剂

目前较为常用的化学清蜡剂主要有乳状清蜡剂与水型清蜡剂两种。首先，乳状清蜡剂是以乳液形式存在的，它主要作用是将汽油进行乳化，在近几年都得了较广泛地应用，同时结蜡的清防效果较为明显。乳状清蜡剂的组成主要包括内相与外相两部分材料。通常来说，内相除蜡之外，通过与蜡表面活性物质组合形成内部乳液状态，外部水状的清蜡剂，不但可以有效保留油表面活性剂与有机溶剂的清蜡效果，而且不会对人体健康造成较大危害。乳状清蜡剂具备高效、安全、无毒的应用优势，具备较好的应用与发展前景。水型清蜡剂，则主要是以水作分散介质，表面活性剂、碱性物质、互溶剂是其最为主要的成分。表面活性剂具备湿润反转的作用，将结蜡表面反转成为亲水表面，进而使结蜡快速脱落。同时降低蜡表面张力，这种亲水溶剂能够穿透蜡结构，破坏蜡分子与管壁之间粘性，使蜡从管壁脱落。另外，表面活性剂，具体可分为硫酸脂型、聚醚型、铵盐型等类型，其阴、阳离子，尤其是醇、醇醚类的互溶剂能够提高油水的溶解度。而碱则主要是与沥青反应获得碱性盐等易分散于水的产物，促进蜡的溶解。

2.2 化学防蜡剂

油井防蜡中的化学防蜡剂主要包括三种类型：高分子型、稠环芳香烃型、表面活性剂型。高分子型防蜡剂大多具备油溶性特性，是一种包含石蜡链节支链型高分子聚合物。化学防蜡剂的应用原理主要是通过改变析出蜡晶大小，避免蜡分子之间形成互相凝结现象，预防蜡沉淀。将高分子型防蜡剂与油井中的原油混合，即便是浓度较低也会在整个原油组织中结成网状结构，在原油上抽过中石蜡析出时能够阻止其发生沉淀，达到防蜡目的。萘、蒽和菲等稠环芳香烃型防蜡剂的应用，主要发挥其作为晶核的作用，抢在石蜡晶核析出前占据原油较大比例，进而使石蜡晶体以悬浮的状态存在原油当中，这样能够随着原油油流带。同时稠环芳香烃型防蜡剂发挥其吸附作用，参与晶核的组成可以使晶核发生扭曲，避免晶核长大，进而达到防蜡目的。表面活性剂防蜡剂有分为油溶性、水溶性两种，前者可以很好地吸附在蜡晶上使其的表面性质变为极性表面，大大增加蜡晶的结晶难度，进而削弱蜡分子沉积性。而后者主要是采用相似相融原理，利用水在蜡晶周围产生非内层极性基团位内层、外层极性基团形成活性水化膜，预防蜡分子发生沉积。同时水溶性表面活性剂也具备吸附作用，将结蜡吸附在其表面，阻止结蜡的进一步发展。

3 油井使用的清防蜡剂的发展现状及对策

3.1 油井清防蜡剂的发展现状

在提高油井结蜡问题解决效率以及油田产量方面，我国许多石油开采企业与相关科研单位都付出了较大努力，尤其是对于含蜡油田的防蜡与清蜡方面进行了大量研究，也研发出了许多清蜡防蜡产品。而这些产品大多数都是在传统清蜡剂的基础上进行复配，或者是对其进行改性制作得来，这样很容易导致这些产品存在性能单一、安全性不足、清蜡效率低等缺陷，从而难以在大范围广泛使用。虽说当前国内存在较多清防蜡剂研发机构，不过其技术优势却不明显。当前基本都是由各大油田所属的石油公司来进行清防蜡剂的研究与开发，而并未整合设置整体石油油井清防蜡剂研发合作机制，各机构不愿共享自身研发成果，以维持自己的技术优势，所以导致市场上出现许多单一的产品，且产品研究重复，继而使得我国清防蜡剂市场竞争处在低端价格战，在一定程度上制约了高技术含量清防蜡剂的研发工作，并且质量有待提高。

当前在国内市场上还是以低端油基清防蜡剂产品为主，然而其技术含量不高，且极易污染油井，威胁工作人员身体健康等缺陷。而且采用油基清防蜡剂导致地下水污染的情况屡见不鲜，这与当前国家节能减排的发展理念相悖，所以要求注重节能环保型清防蜡剂产品的研发工作[2]。此外，国内不少油田在使用存在技术缺陷的清防蜡剂时会出现对石油品质产生影响的问题，归根究底是因为该类制剂中存在大量苯等有害化学物质，虽然其具有较好的除蜡效果，不过该类有害物质会渗到原油当中，从而降低了原油的品质。所以就当前我国的清防蜡剂研究而言，开发高效、稳定、安全、无毒、易储存的乳液型清防蜡剂是未来我国较长一段时间内对清防蜡剂研发主要方向。此外，在提高防蜡的多元化效果方面，多支链、星型等聚合物防蜡剂也是我国油井清防蜡剂的未来发展方向之一，能够在较大程度上提高油井防蜡的效果。

3.2 油井清防蜡剂的发展对策

在提高油井清防蜡剂有效性方面，必须充分做好以下工作：

一是加强对蜡沉积、清防蜡剂等的进一步深入研究、分析，为研发、制造新型清防蜡剂提供良好理论依据。

二是加大在性能优良、成本低廉表面活性剂研究投入力度，在实现清防蜡效率提升的同时有效降低产品成本。

三是强化对天然高分子分析、研究力度，加大对天然资源的有效利用，研发出较为经济的聚合物防蜡剂。

四是研发清防蜡剂必须要求能够充分利用各种清防蜡方法并做好它们地融合运用，以此提高油井清防蜡效果。

五是应当对我国油井清防蜡剂的研发机构进行科学整合，构建起一个行业统一技术研发部门，转变当前各大油井清防蜡剂研发机构各自为政的局面。应当要由政府相关管理部门组织设置几家统一的技术研发机构，如此一来便可防止竞争混乱而影响到技术与产品停滞不前的情况出现，并且还可以实现行业技术的有效整合，快速研发出具有较高技术含量的清防蜡剂产品。除此之外，通过有效整合技术力量还能够将研发产品的成本降低，让我国能够在短时间内提高清防蜡剂产品的核心竞争优势。

六是参考与借鉴对国外先进技术，逐步强化研发环保安全类清防蜡剂产品的研发力度。当前发达国家，尤其是日本、美国等国家在研发油井清防蜡剂上已经获得了显著的成效，所以我国有关机构也需要对该类国家的优秀研发经验与技术进行参考与借鉴，如此一来不仅可以将自身研发成本降低，并且还能推进我国清防蜡剂的发展，缩小与国际间的差距。

七是相关研发人员需要对各大油田的特点进行实地考察，采取有效的技术措施来解决清防蜡剂对石油品质产生影响的问题[3]。当前在进行清防蜡剂产品研究开发过程中，一个重点环节就是将我国油田具体发展情况考虑在内，并对各大油田的成油特点进行全方位考察，对各类油田内的化学成部分以及蜡含量的差异进行深层次分析，

进而研发出与各类油田油井开采需求相适应的清防蜡剂产品。对于当前清防蜡剂产品会影响到石油品质的问题，诸如原油中添加了部分有害化学物质等，国内相关专业人员需要对其有关解决措施进行深入探讨，笔者认为可以积极运用先进的生物技术，注重生物除蜡清防蜡剂的研发工作，以有效解决清防蜡剂产品对石油品质的影响问题。

4 结语

综述可知，油井产生结蜡问题，不及时处理将会对会给油田的生产带来不利的影响，因此相关企业、部门必须加强对油井清防蜡剂研究重视程度。同时为了确保油田生产的高效生产，提高开采效益，必须加强对高效、稳定、安全、低成本的油井清防蜡剂的研究开发力度，做好全面的结蜡清除，为油田实现高效生产提供有效保障。另外，多功能也必将是在未来较为关键的油井清防蜡研究与应用方向。对此相关企业部门必须加强对“一剂多效”的清防蜡剂的分析研究与开发，更好地满足我国对油田的开采需求。