油井井筒结蜡原因及防蜡措施

油井井筒结蜡原因及防蜡措施

王娟

长庆油田分公司 第一采油厂坪桥作业区，陕西 延安 717500

摘要：本文主要通过对油井井筒结蜡现象进行观察，对井筒结蜡产生机理和影响结蜡现象出现因素进行分析，从化学方法、物理方法和生物方法三方面进行油井井筒防蜡措施研究，防止石蜡结晶析出，防止蜡晶体粘附在油井井筒，防止石蜡沉积影响油井正常生产。

关键词：油井井筒；结蜡；防蜡

引言：由于油井出产原油成分复杂，原油组分很大程度上会影响油井结蜡沉积相关情况。蜡随原油温度降低以结晶形态析出，且随着温度压力的持续降低，蜡结晶不断析出随原油流动聚集粘附沉积在油井筒壁。工作人员可以通过对结蜡规律进行观察，对沉积物、原油样品以及油井筒壁材质进行测试，制定防蜡措施。

1油井井筒结蜡原因

1.1原油性质因素

油井结蜡内因主要是与油井出产原油性质有关。我国大部分原油含蜡量可达20%以上，九成以上的开采原油含蜡量可达10%。由于不同地区开采原油类型不一，原油性质存在差异，油井结蜡原因也会有细微差别。开采原油组分中胶质含量会影响油井结蜡程度，胶质可以通过吸附在蜡结晶上阻止结晶进一步扩大，胶质进一步聚合形成的沥青以其性质可以分散蜡结晶，但已经沉积在油井筒壁上的蜡会因为原油中的胶质和沥青形成难以随原油流动的硬蜡，导致除蜡难度增加。原油含水量高会在两方面影响井筒结蜡情况，一是油井含水量高会导致原油开采时在原油流出井筒上形成水膜，原油中的蜡结晶就无法牢固粘附在筒壁上。二是油井含水量影响盐类析出情况，进而影响蜡结晶的聚集沉积。

1.2其他外部因素

外因主要与油井开采的环境条件有关，一般表现在环境因素和设备因素。环境因素主要包括开采温度、外界压力、溶解气等。原油在开采时，环境温度低于蜡晶体析出温度时，原油中的蜡就会结晶形式析出，且其析出量与温度成负相关关系，温度越低析蜡越多，形成的蜡晶体逐渐聚集变大进而黏着在筒壁上影响原油开采效率。例如：X193C7页岩油其析蜡点温度在48℃左右，一旦原油温度低于48℃，原油粘度急剧上升，蜡结晶大量出现^[1]。蜡的析出环境因素还包括外界压力，根据蜡的结晶原理可知，一旦开采原油环境的外界压力高于饱和压力时，压力降低通过分离原油中气体，降低蜡在原油中的溶解能力，进而影响原油中蜡的初始结晶温度。原油压力降低分离出的气体组分包括先分出的轻组分气体和其后分出的重组分气体。轻组分气体溶解蜡的能力不如重组分气体可以明显升高结晶初始温度，溶解气的分离吸热过程进一步降低原油温度，加速蜡晶体析出程度。设备因素比如开采机械设备运作过程中导致原油含有微小颗粒和机械杂质，原油开采相关井筒和管道内壁材质等等。原油开采过程中的颗粒杂质会成为原油中蜡析出后的结晶核心，为析出的蜡晶体提供集聚的物质条件，加速结蜡过程。高产井原油压力高，原油流速快，温度高，蜡不易析出。且原油相关管道筒壁表面光滑亲水，蜡晶体就很难吸附在上面，结蜡现象相对于管道粗糙的油井情况较轻^[2]。

2油井井筒防蜡措施

油井井筒进行防蜡可以根据结蜡的蜡晶体析出、粘附、沉积三个阶段具体情况采取不同技术进行防蜡。其具体防蜡技术措施包括化学技术防蜡、热力防蜡、微生物防蜡、管杆涂层防蜡四种。

2.1化学防蜡

化学防蜡主要是应用清蜡剂作为防蜡手段，通过化学试剂与蜡发生化学反应改变其结构，进而避免蜡晶体聚集成较大团体沉积在筒壁上造成堵塞。化学试剂可以通过降低蜡结晶凝结效率，降低蜡晶体粘附度缓解井筒堵塞情况。化学防蜡试剂一般有油溶性、乳液型、水溶性等液体试剂以及固体试剂，液体药剂一般可以直接倾倒到油井井筒中，固体药剂一般将其装在抽油油管上，化学防蜡剂与井筒中的流体混合溶解发生反应满足防蜡要求。其中活性剂型防蜡剂使蜡晶体保持微粒状态随原油流走，通过吸附在蜡晶体表面形成极性表面避免结蜡的沉积环节出现。高分子型防蜡剂倒入油井井筒后，形成蜡晶体可以析出的网状结构，从凝集粘附沉积环节避免结蜡现象发生。化学防蜡技术相对于其他防蜡措施具有针对性，化学防蜡试剂选择需要根据具有防蜡需求的油井其开采原油性质进行选择，通过探究该油井内结蜡的深度厚度，原油中蜡的含碳量和原油组分进行化学试剂选择。原油的流变性也会影响防蜡化学试剂的选择。例如：百索福就是一种可生物降解的，可以减少碳氢化合物的防蜡剂。百索福可溶性强，可以降低界面张力来降低蜡晶体析出数量。

2.2热力防蜡

热力防蜡措施主要是通过提高油井井筒内混合流体温度达到在析蜡环节减少蜡晶体析出，进而避免结蜡现象出现。热力防蜡中常见的是电加热防蜡。电热防蜡主要是将电能转化为热能，提高油井井筒内流体温度，既可以熔化已经凝结的蜡块，也可以通过温度降低蜡晶体析出数量，在析蜡、凝结粘附、沉积三个环节都能降低蜡晶体含量，实现防蜡目的。且电加热防蜡措施依赖于电力相关技术，方便油井开采单位进行日常管理。热油循环和高压蒸汽也可通过提高蜡晶体存在环境的温度进行已凝结蜡块熔化，达到清蜡目的。

2.3微生物防蜡

微生物防蜡措施相对于其他防蜡措施，在施工成本、井下作业安全性、环保以及防蜡操作上具有明显优势。该防蜡技术主要根据油井内原油性质进行菌种选择，通过注入微生物制剂产生生物表面活性剂，增强油井筒壁湿润性在蜡晶体析出和凝结粘附过程实现防蜡。微生物制剂可以改变对应原油组分和性质，改变原油含水量、胶质、沥青等物质的含量，从而缓解油井结蜡现象。例如：产品代号为CENSAR®BUD5300的微生物防蜡剂可以改变目标蜡晶性质，可以使蜡晶晶型扭曲从而不易析出，其在含水量不足15％的油井使用效果好。AD-4微生物防蜡剂在油井温度超过100℃，油井含水量高于90%时难以完全发挥防蜡效果。

2.4管杆涂层防蜡

管杆涂层防蜡主要是在原油相关管道内壁上喷涂防蜡物质，通过防蜡物质涂层的网状结构吸附油井流体中的水分子，形成一层水膜，在粘附沉积环节阻止蜡晶体与井筒管道的直接接触，以此达到防蜡目的。管杆涂层防蜡需要井下作业，对井下作业人员要求较高。且管杆涂层防蜡措施对于含蜡量较高的原油油井其防止结蜡效果不明显，但其相对电热防蜡措施成本较低，安全性较高。

结束语：要根据不同油井原油进行性质分析，对油井结蜡厚度、深度，油井检泵周期进行记录，以此作为防蜡措施研究的数据基础。防蜡措施要依据油井开采具体情况进行化学技术、生物技术或机械清理技术方案选择，保障油井开采原油工作安全性和规范性，解决结蜡问题带来的产量质量问题，提高开采设备工作效率。

参考文献：

[1]雷强,王巍,董金岗,田东海,杨晓东,梁昌晶.某油田区块油井井筒结蜡机理及蜡沉积规律研究[J].石油工程建设,2021,47(02):15-19.

[2]顾明,尚欣然,卢溪源,朱华夏,貟懿,魏军红,王鹏程,郑浩.井筒结蜡原因分析及治理措施[J].石油化工应用,2020,39(11):82-86.