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稠油油田化学清防蜡技术的应用

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【摘要】原油油井在其生产时,往往会由于原油凝固点高、含蜡量高、泥砂等因素,存在相当严重的结蜡现象,会导致抽油泵、抽油管、抽油杆断脱、堵塞或卡住等现象,对油层采收率与采油速度形成极大影响。因此在原油开采过程中及时做好清防蜡工作。本文就油井结蜡原理、影响因素、清防蜡技术现状以及化学清防蜡技术的实际应用进行简单论述。

【关键词】稠油油田 化学清防蜡技术 应用

(1)含蜡量与原油性质。当原油中存在的轻质馏分越多,其溶解蜡的能力就越强,而析蜡温度越是低,也就越不易出现结蜡现象。

(2)温度。如温度能够保持于析蜡温度之上时,结蜡现象不会出现,相应的,当温度降低至析蜡温度之下后,就会随温度的降低,越多的蜡会随之析出。

(3)压力。在原油生产时,当井筒压力小于原油饱和压力时,在原油中溶解的气相就会脱出,从而使原油溶解蜡的能力降低,与此同时,还将原油中的热量带走一部分,导致油流温度下降,使结蜡现象更为严重。

(4)沥青质与胶质。当原油中的胶质含量较多时,其析蜡温度就会下降,由于胶质本身属于活性物质,能够在蜡晶表面吸附,从而对蜡晶的增大起到抑制作用。而当胶质进一步聚合后,就形成了沥青质,其不溶于油,对蜡晶有着较好的分散作用,即使蜡晶分散的程度既致密又均匀。也就是说,原油中的沥青质与胶质在清蜡与防蜡上,有利有弊。

(5)水与机械杂质。原油中的水与机械杂质都会构成结蜡核心,从而使结蜡加速。

(6)管壁特性与流速。在开始时,由于流速的升高,油井结蜡量会随之增加,而当流速达临界值后,则会因逐渐增强的冲刷作用使析出蜡晶不容易在管壁上沉积,使结蜡速度减缓,此时结蜡量呈现下降趋势。另外,越是光滑的管壁越不易结蜡,亲水表面相较于亲油表面更不易出现结蜡现象。

(7)举升方式。油井结蜡现象也会受到举升方式的影响,当水力活塞泵与电潜泵在采油时流动温度较高则不易出现结蜡现象,同时也对防蜡有着一定的作用。在气举时,如井下节流导致气体膨胀吸热,造成温度下降而使结蜡现象更为严重,相应的,在井口节流则会在节流后出现严重结蜡现象。由此可见,油井结蜡会对油井稳产高产产生较大的影响。

2 油井结蜡影响及主要清防蜡技术研究2.1 结蜡影响

(1)如在油管内壁上沉积有蜡晶,则会使流通原油的通道缩小,其流动阻力相应增大,使抽油机负荷加大,泵效率下降,使油井产能下降。

(2)结蜡会使抽油泵、抽油杆、油管的负荷加大,使这些设备的寿命与效率受到影响,严重时甚至会卡死抽油泵,导致设备损坏。

(3)各类清蜡工艺技术复杂,有较大的条件约束,会使油井投入增加。2.2 主要清防蜡技术

(1)化学清防蜡。向油套环内注入化学清蜡剂,从而使油井结蜡速度减缓,使原油流动性改变,进而使蜡晶的生成受到抑制与减缓,最终实现清防蜡的效果。

(2)热力清蜡。就是在地面上加热介质,再向井筒中循环,熔化管壁上的沉积蜡,从而达到清蜡目的。目前这种清蜡方法是较为常见的清蜡方式之一。

(3)强磁防蜡。借助磁场作用磁化蜡分子,使蜡分子无法按蜡晶晶形排列,进而使蜡分子结晶受到抑制。另外,强磁防蜡方法还能对原油起到降粘、降凝的作用。

(4)微生物清防蜡。这种方法主要是利用嗜蜡厌氧菌对正构烷烃长链结构进行降解,由于蜡分子属16-64结构碳原子数的正构烷烃,因此嗜蜡厌氧菌可降解蜡分子为轻组分或气体组分,如H2、N2、CO2等,从而使油井产量增加、油藏渗透率提高、原油粘度降低的目的。

(5)机械清蜡。就是借助重力作用将管壁上的蜡块清除,通常就是利用清蜡钻头或刮蜡片进行刮蜡,再随原油一同流出。这种方法成本较低、操作方便且原理简单,但其缺点在于固定费力费时且容易损坏设备。3 化学清防蜡方法的应用与效果分析

白405井区,目前已开注水井25口,油井64口,其中有8口放喷井,日产井口液量278立方米,产油211吨/天,平均含水量为9.3%,泵深平均达1364米,平均动液面则达1198米。

该井区于2008年投产,其产量于投产初期较高,自喷现象较多,因气体吸热与流速较大的影响,使井筒温度下降明显,使结蜡过程加速,有极个别油井存在投产10天左右就因严重结蜡而被迫对油井进行维修的现象,这种现象给该油井的正常生产造成了较大影响。因此白405井区结合自身实际情况,对油井进行了化学清防蜡技术清蜡。3.2 化学清防蜡技术的实际应用与效果

该技术是通过化学药剂的注入,使油井结蜡速度减弱,原油流动性改变,从而使蜡晶的生成受到抑制与减缓。白405井区所采用的化学清防蜡方法包括人工加药与加药车两种,自化学清防蜡开始实施的6月至9月间,共对井区内严重结蜡的23口油井投放了清蜡剂,共计药量3.6吨。

先在油套环形空间内注入化学药剂,待其与原油混合溶解后,使蜡晶或蜡晶结构处于分散阶段。同时经过实验室严格详细测试比对评价后,确定使用CX-2型清蜡剂,这种型号的清蜡剂不仅分散防蜡效果相较于其他分散防蜡剂效果好、溶蜡量多、溶蜡速度快,而且非常适宜使用于白405井区内使用,即图1。

由图1可明显看出,加药井组的产量运行曲线在应用化学清防蜡技术后,井组产量出现了较大变化,其中一组由加药前的每天35立方米上升至每天60立方米,由此可见,CX-2化学清蜡剂对于白405井区的结蜡问题能够起到较好的清除与预防作用。

另外,针对该井区12口低套压井实施人工集中投放清蜡剂,采用加药包且不用放套管气加药方法,而对该井区21口高套压井则以加药车投放清蜡剂,采用自动化加药设备,省时省力。在加药量方面,则从初期的每口井45公斤增加到目前的每口井60公斤,周期则从8天一次缩为5天一次,在对加药进行优化后,结蜡现象有了大幅度的好转,即图2。

从图2中可以明显看出,在优化加药前,该井组最大平均负荷为29kN,经优化后最大平均负荷为27.5kN,降低1.5kN,因此以5天一次、每口井60公斤的加药频率与加药量能够使井区负荷明显下降。

4 结语

综上所述,油井结蜡对于稠油油田的产量与采收率有着极大的影响,同时,通过一系列试验结果表明,化学清防蜡技术相较于其他几类常见清防蜡技术,其技术优势明显,清防蜡效果显著,但其缺点在于成本较高。因此,油田因应地制宜,选择最为符合自身实际情况的清防蜡技术,确保油田产能。

参考文献

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