油井结蜡机理及清防蜡技术

油井结蜡机理及清防蜡技术

曹秀云 ,杨学贵 ,曹艳丽

玉门油田工程技术研究院  甘肃 酒泉 735000

摘要：油井在开采过程中，原油从地层进入井底，再从井底沿井筒举升到井口的过程中，由于温度、压力、溶解气等条件的变化，破坏了原油中蜡的溶解平衡条件，使原油中的蜡结晶析出聚集在金属表面，造成油井结蜡。本文通过分析油井结蜡的基本机理及清防蜡技术，进一步认识几种常见的油井清防蜡手段。

关键词：结蜡机理；影响因素；清防蜡技术

引言：在油田开发生产过程中，长期困扰生产作业的一项问题就是油井结蜡问题，为了能够很好解决该问题，许多油井清防蜡技术被研发出来，起到了良好的治理结蜡效果[1]。

1.油井结蜡机理及影响因素

油井结蜡与油井内主要物质原油有着密切的联系，原油物质处于常温状态时为固态，其属于熔点较高的烃类物质，而油藏中的原油则是处于它们的溶解状态中，若是其温度下降到一定温度，就会发生析蜡反应，部分油蜡就会以晶体形式被析出，再进一步从原油中分离出这种固态烃物质就可以得到所谓的蜡。因此，原油的油藏环境通常是高压和高温条件，原油中完全溶解着固态石蜡，简单来说，在地层条件中的石蜡就是液体形态，也就是原油。在采油气工作中，原油会从油层进入到油井底部，而后被开采设备从底部举升达到井口位置，在原油压力逐渐下滑的过程中，其中的轻质组分也会逐渐逸出，溶解在原油中的石蜡也会被析出，导致油管、套管、抽油杆、抽油泵等相关设备设施及管壁上都容易出现结蜡，而采油处理时会发现析出结蜡并不是白色，这是由于其中含有了不少的杂质混合物，包括胶质、沥青以及泥沙等[1]。油井出现结蜡问题的影响因素则包括温度因素、原油性质与实际含蜡量因素、压力因素、水与机械杂质因素、原油含有的胶质和沥青质因素以及举升方式因素等等，在实施清蜡时也要考虑这些影响因素的作用[1]。

2.油井的相关清防蜡技术分析

为解决油田油井结蜡问题，需要有效落实清防蜡工作，在具体工作实施中通常会采用不同方法来进行相关治理，主要分：化学法和物理法两大类；包括化学清防蜡、机械清蜡、热力清防蜡、表面能防蜡、微生物清蜡法等等，是综合性治理方法，随着相关科研技术发展，各种油井清防蜡方法已较为成熟，在油田得到了广泛推广应用。

2.1化学清防蜡技术

化学清防蜡，是将一定量的化学清防蜡剂注入清防蜡目的段，反应足够时间后启泵生产，将已溶解的蜡带出井筒。化学清蜡是在油井不上修的情况下进行清蜡处理，具有清蜡时间短，影响油井生产时间短等特点，清蜡效果一般较好。但是化学清蜡费用相对较高，一般与热洗井清蜡交替进行，经济适用性会更好。化学清防蜡剂一般由芳香烃或混合芳香烃作为主要溶剂（如苯、二甲苯、甲苯等，还可用柴油、煤油等石油馏分）。由于油井蜡中含有极性物质，所以清蜡剂中还需加入一些有极性结构的互溶剂，以提高清防蜡剂的溶解能力。溶蜡剂在互溶剂的帮助下，沿蜡沉积的缝隙和蜡与油井管壁的缝隙渗入，将管壁上的蜡溶解，促使沉积在管壁上的蜡从管壁表面脱落，脱落下来的石蜡在溶蜡剂中，经过一段时间的溶解，均匀分散在清蜡剂中。化学防蜡技术，是在油井正常生产过程中，按照加药周期及加药量，将化学药剂加入油套环形空间后，药剂与环形空间溶液混合，依靠其自身重力以及循环下沉至油管管脚，随生产油流进入油管，在油管原油中保持一定浓度，从而起到清防蜡的作用。

2.2机械清蜡技术

机械清蜡就是利用专门的刮蜡工具把附着于管壁上的蜡刮掉。这是一种既简单又直观的清蜡方法，在自喷井和抽油井中广泛应用。具有施工简单、成本低的特点。机械清蜡技术中常会使用刮蜡片、清蜡钻头等合适的工具，一般来说，若是结蜡情况不算十分严重，那么就可以选用刮蜡片进行简单处理，清蜡钻头则是可针对一些结蜡多的情况。自喷井机械清蜡也是最早使用的一种清蜡方法。它是以机械刮削方式清除油管内沉积的蜡。这项技术比较成熟,而且已经形成了一系列的工具和设备(刮蜡片、麻花钻头、毛刺钻头等)以及技术规范。合理的清蜡制度必须根据每口油井的具体情况确定。首先要掌握清蜡周期，使油井结蜡能及时刮除，保证压力、产量不受影响,清蜡深度一般要超过结蜡点或析蜡点以下50米。此外，当前许多油井清蜡操作中还多用到步进式清蜡器以及尼龙刮蜡器，这两种设备都可以取得较好的清蜡效果，且实际操作简单便捷，成本也不高，但有一项缺点时设备很容易在清蜡中发生损坏，在机械固定操作时也较为费力、费时间[2]。

2.3微生物清防蜡技术

在技术不断进步的过程中，油井清防蜡也出现了一种新型技术，即微生物清防蜡技术，其处理结蜡的效果较为显著，核心原理是借助一些具有嗜蜡性质的厌氧细菌来吸收油井内积累的石蜡物质，这种微生物细菌的特点是可以对原油蜡质成分结构进行破坏，同时会吸取其中的烃类物质作为自身生存繁衍的养料，因此也可以对原油长碳结构实现有利破坏，促进其中含蜡量的下降，还会造成原油凝固点的进一步降低，将油井表面石蜡清除并使得原油不宜再结蜡。微生物清防蜡技术处理油井结蜡的原理为，借助对应微生物进行清防蜡处理，其中的微生物会进行新陈代谢，而这个过程中产生了许多有机酸以及活性剂物质，进一步促进原油表面张力的下降，促使其黏度大幅度下滑，避免产生严重结蜡问题，还有利于油藏的渗透率提高，促进油井油产量和质量的提升。另外，许多厌氧细菌微生物在生长时还会受到外部化学反应的作用影响，生成了对应氢气、氮气以及二氧化碳等气体，这几种气体还具有可以在原油中溶解的性质，使原油产生膨胀的变化，从而黏度下降，提高清蜡的效果。

通过综合几种清防蜡技术特点，要在确保清防蜡技术现场应用规模的前提下，重视各类清防蜡技术的综合应用，才能有效提高油田清防蜡整体水平

结论：综上所述，为了有效解决结蜡问题，在生产现场实践中，应根据油井的实际情况选用针对性强的清防蜡措施和合适的清防蜡技术。不同区块、不同油藏蜡的成分不同，油井发生结蜡的形态、规律也有所不同，因此清防蜡工作要有一定的针对性。要坚持“清防并重、综合应用”的技术路线：以涂层油管、防蜡工具防蜡为基础，配合使用微生物或水基防蜡等井口加药化学防蜡技术；以各类刮蜡器清蜡为基础，配合交替使用热洗井和化学清防蜡技术。

参考文献：

[1]郭海滨.油井清蜡防蜡技术及新型技术应用[J].石化技术,2021,26(07):256-257.

[2]李广彬.浅析油井结蜡机理及清防蜡技术[J].石化技术,2020,24(08):98.