油井的防蜡和清蜡
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油井井筒结蜡特性及清防蜡措施分析油井工程,作为一项复杂性高、系统性强的工程。
油井井筒结蜡的问题又间接增加了油井开发的难度。
且油井井筒结蜡问题,在油井开发中又普遍存在,不容忽略。
这一问题,对于油田原油产量会有严重的影响。
基于此,本文针对油井井筒结蜡的特性进行了分析与探讨,并提出了合理的清防蜡措施,以期与同行进行业务探讨,解决油井结蜡问题。
标签:油井井筒结蜡;结蜡特性;清防蜡引言:油井结蜡问题,在油井中一直普遍存在。
油井一旦出现结蜡,会阻塞井口,使得油井的产量显著减低,甚至造成油田的停产。
油井的井筒结蜡问题,与油田企业利益直接相关。
因此,在新形势下,油田开采企业必须要充分重视油田开采工作中出现的油田结蜡问题,并且积极有效的采取清防蜡措施,以保证油田油井的高效生产。
一、油井井筒结蜡现状油田开采中,据统计结蜡油井占据总油井数量的三分之二以上,油井井壁的结蜡厚度严重情况下,甚至高达10mm。
油井结蜡不仅仅在油井井内壁上会有体现,油井的有关、抽油泵等也会出现结蜡问题,尤以油井井筒为主[1]。
油井井筒结蜡,会造成油井负荷增加,使得油井的维护作业频率显著增加。
这对于油井开发企业经济效益最大化有十分不利的影响,给油田企业发展带来了严重阻碍。
二、油井井筒结蜡特性(一)结蜡机理分析油井在开采中,随着井筒内部温度、压力以及气体的变化,使得在一定条件下,原油中所含有的蜡会不断的结晶、逸出,这些逸出的结晶体附着于油井的井筒之上,甚至附着于抽油杆、抽油泵等位置,这一现象称之为结蜡。
(二)结蜡后果分析油井井筒结蜡后,会导致井筒内径缩小,进而造成原油流动过程中的阻力增大,使得油井产量不能达到预期水平。
井筒内部的结蜡越严重,井筒内径缩小程度越严重中,则油井产量偏离预期的程度越大。
在结蜡严重到一定程度,甚至会造成油井管井的停产。
与之相应的,结蜡还会影响到整个油井开发过程的产油效率,使得采油时间增加。
(三)结蜡规律分析油井结蜡在实际油田开采中,存在一定的规律性,具体表现为,其一,油井中的原油含蜡量越高,结蜡问题越严重。
清、防蜡剂通常投加到油井套管中,清蜡剂是用来有效溶解油井井筒和结蜡段形成的石蜡,防蜡剂是用来有效抑制油井管壁上蜡晶的形成,延长油井热洗的周期。
清、防蜡剂的主要化学组成成分是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及酯化物等,再配用一定浓度的有机溶剂,如溶剂油、二甲苯等。
根据企业标准《防蜡剂产品验收和使用效果检验指标及方法》(Q/SYDQ0828-2002)和《清蜡剂产品验收和使用效果检验指标及方法》(Q/SYDQ0829-2002)的规定,大庆油田清、防蜡剂在冬季的闪点不小于15℃(闭口),在夏季的闪点不小于25℃(闭口),依据《石油天然气工程设计防火规范》(GB50183-2004)中的物质危险性划分标准,清、防蜡剂的闪点均小于28℃,属于甲B类火灾危险性的易燃液体,具有较大的危险性。
(3)缓蚀阻垢剂、絮凝剂、杀菌剂
缓蚀阻垢剂主要作用是防止水垢的形成,延缓管线、容器的腐蚀和结垢,一般连续投加到三合一放水或掺水系统中,其成分主要以有机多元磷酸盐为主的一系列共聚物。
缓蚀阻垢剂一般为不燃、不爆、低毒的化学助剂。
絮凝剂是在污水沉降罐进口处连续投加,其主要作用是使污水中的胶体颗粒产生凝聚,然后通过重力沉降和过滤作用去除,絮凝剂的主要成分是聚合氯化铝,絮凝剂为不燃、不爆、低毒的化学助剂。
杀菌剂主要用于杀死污水中的菌类,以保障油田注入水的水质要求。
杀菌剂的主要成分包括季铵盐、异噻唑啉酮和戊二醛等,危险特性是对设备具有一定的腐蚀性,对人体也有一定的毒性,不燃,不爆。
油井清防蜡的几点建议原油在开采过程中虽有不少防蜡方法,但油井结蜡仍不可避免。
结蜡常造成油井油流通道减小,油井负荷增大,井口回压升高,严重时甚至会造成蜡卡、抽油杆断脱等,增加维护性作业井次。
目前我们江汉油田防蜡和清蜡措施主要依赖热洗,锅炉车闷井和加清防蜡剂。
本文针对目前江汉油田的清防蜡方法提点自己的建议。
一,日常工作中加清防蜡剂的建议。
清防蜡剂具有腐蚀的特点,在长时间的使用清防蜡剂的过程中会主要是对套管壁造成严重的伤害,久而久之导致套管穿孔报废,得不偿失。
1、在加清防蜡剂前,打开油套连通放4-5分钟,让油依附在套管壁上,使清防蜡剂尽量避免和套管壁接触。
加完药,在开掺水一分钟,对套管壁上的残药进行稀释冲洗,最后在开油套连通放4-5分钟,使原油在套管壁上冷却沉积,形成油垢,在下次加药中能更好的保护套管。
2、针对油井结蜡大部分集中在井口以下500米这段距离,锅炉车闷井,温度也只能达到200米左右,清防蜡剂打循环,也不能有效的对这段距离进行清蜡。
如果把药品通过井口加入油管内,停井2小时,使药品在这段距离停留,就充分起到解蜡清蜡的效果。
3、在加清防蜡剂打循环的工作中,应针对油井的液量,含水的实际情况,在制定加药量的多少。
既能保障油井有效的清蜡,也能降低成本,提高实效。
二,油井热洗清蜡的建议。
江汉油田部分油井具有井深,地层较薄,易出沙,含水较低,供液不足低产低能,结蜡严重,采用小泵径深抽强采(一般泵径在56mm以下的),液量在5吨左右的特点,在热洗中常采用的低泵压,小排量,长时间的热洗方式。
这种洗井方式,油井泵径的排量造成了瓶颈,如果压力排量控制不好,造成入井液进入地层,伤害地层。
在热洗的过程中不好掌握热洗的时间,只能看温度来判断。
造成蜡变软从油管壁上脱离后,油井小泵径排量低,不能及时的将蜡排除,造成洗完井就蜡卡。
如广203C 热洗了5小时,温度保持在70度,但是开抽两小时后蜡卡。
1、在井口装节流阀,以便控制排量,避免油井在洗井过程中产生负压,大排量的吸入地层,从而保护地层。
油井结蜡原因及清防蜡措施摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,油田事业也取得了很大的进步,但油井结蜡问题依然对国内外油田的发展影响重大。
在油井的开采过程中,虽然已经采取了一些防蜡、清蜡措施,但油井结蜡问题依然难以避免。
本文将对油井结蜡问题进行分析,并在此基础上提出一些清蜡、防蜡技术和措施,以期为我国油田事业的发展做出一点贡献。
关键词:油井结蜡防蜡清蜡研究油井中开采出的原油主要成分是碳氢化合物,其中含有不同程度和数量的石蜡,随着开采压力和温度的逐渐降低及气体的不断析出,蜡在原油中的溶解力也在不断下降,最终经过聚集,沉积在管壁表面之上。
这一“结蜡”问题,将严重影响油井的生产能力和原油的质量。
因此,要正确、全面的认识油井结蜡的主要原因,探寻新的清蜡、防蜡技术。
一、油井结蜡的原因及其影响原油在开采过程中,随着温度和压力下降以及轻质组分不断逸出,原油溶蜡能力随之不断降低,达到一定条件时,原油中的蜡便以结晶体析出、聚集并沉积在油套管壁、抽油杆、抽油泵等管材和设备上,即出现结蜡现象。
影响油井结蜡的外因有压力、温度、原油中水、胶质和沥青质以及机械杂质、原油流动速度、管壁特性等。
其中温度和压力的变化是重要的影响因素:当原油从油层进入油井时,随着压力的降低,原来溶解在原油中的天然气和原油中的轻组分会从原油中逸出来,降低了原油的溶蜡能力,结蜡转为严重;温度是影响蜡沉积的一个重要因素,原油从地层出来进入油井时与周围介质的热交换使原油的温度下降,同时,系统压力降低、轻质组分逸出和气体膨胀也要带走一部分热量,从而增大了油井结蜡的趋势;液流的速度对石蜡的结晶具有正反两方面的影响:液流的速度变大,导致液体流动过程中的热损耗量减少;液流的速度提高,促使管壁的冲刷能力变强,石蜡很难沉积于管壁之上。
但随着液流速度不断提升,一据调查显示,造成油井结蜡的原因主要包括几个方面,即原油的组成、油井开采条件、沉积表面粗糙程度以及原油中杂质的含量、液流的速度。
油田管理蒸汽的干度,有利于稠油的顺利开采。
尽可能减低蒸汽中水分的含量,保持蒸汽具有较高的干度,提高驱油的效率。
2.4蒸汽干度越高,驱油效果越好注入蒸汽的干度越大,注入油层后加热的体积越大,有利于稠油的开采。
合理控制注入蒸汽的干度,在蒸汽发生器的作用下,将汽蒸的干蒸汽的含量进行测定,保持合理的蒸汽的干度,才能促进稠油油藏的快速开采。
在相同注汽量的情况下,不同的蒸汽干度,对油层的加热半径不同,驱油的能量也不同,蒸汽干度越高,驱油的效果越好。
随着蒸汽干度的增加,稠油油藏的累计产量也随之增加。
而井底的蒸汽干度达到一定数值,会减缓稠油的产能增幅,合理控制井底的蒸汽的干度也是非常重要的。
2.5注入蒸汽干度自控系统的应用为了保持注入蒸汽的干度达到稠油油藏开发的技术要求,建立注入蒸汽干度的自动控制系统,在蒸汽产生的过程中,合理控制蒸汽的干度,才能保持注入蒸汽开采的高效性,提高稠油油藏的产能。
对注汽锅炉产生的蒸汽进行在线的干度测试,对测试的数据进行分析,自控系统设定干度的数值,对注汽锅炉进行自动控制,减少其中水蒸汽的含量,保持蒸汽的干度达到最佳的状态。
通过自动调节蒸汽锅炉的燃烧状态,促使干度达到稳定的数值。
在注汽锅炉的自控系统中,设计干度自动调节系统,能够将蒸汽的干度调整到最高。
降低注入蒸汽的干度的波动,保持注汽的干度平稳,注入到油层后,加热的状态比较均匀,促使稠油增产的效果明显。
稠油热采的产能与注入蒸汽的干度有关,干度波动的大小直接影响到稠油井的产量,注入蒸汽的质量,会影响到油层的温度变化。
通过对注蒸汽开采方式的分析,合理控制注入蒸汽的干度,才能最大限度地提高稠油井的产量。
注入蒸汽干度升高后,可以降低油井的单耗。
采用注入蒸汽干度自控系统,降低蒸汽锅炉的维修费用,保护好高温高压的热采锅炉设备,延长设备的使用寿命,才能降低稠油开采的成本。
3结论通过对注入蒸汽干度对稠油生产的影响的研究,合理控制注入蒸汽的性能参数,保证达到蒸汽驱油的作用效果,提高稠油油藏的开发效果,达到稠油油藏开发的经济效益指标。
浅析国外先进的油井高效清蜡、防蜡剂关键词:国外油井含蜡原油油井清蜡油井防蜡清防蜡剂清防蜡技术油井结蜡清蜡一、背景石蜡或石蜡沉积物存在于各种级别的原油里。
在采油期间,含油混合物从井底采出,并随着环境(压力和温度)而改变。
当环境发生改变,这些成分也会随着改变。
石蜡一旦与油一起流出来,它们会作为一种单独、半固态液相从油中被分离出来,变得无法流动,并在出油管线、管道上和其它所能够接触到的设备上形成沉积物。
引起油井停机和维修的最常见原因是石蜡积聚,这是因为石蜡在原油中形成结晶沉积后覆盖在管件、设备、管线以及油罐的罐壁和罐底。
这些石蜡是分子链长度C20到C50的饱和非极性烃。
采油期间,原油中石蜡的有以下三种主要变量:●石蜡结晶并从原油析出的温度●原油中石蜡数量●采出水中的微反向乳液开采期间,如果没有额外加热,那么油温从其离开地层时开始降低一直持续到原油抵达炼油厂。
当温度降至低于石蜡结晶点,石蜡被析出原油,形成结晶后慢慢变大并沉积到管件和设备表面。
石蜡结晶生长主要发生以下地方:●在井孔附近的地层中●采油管道或油井管套内部●管线内部●处理和分离设备内部●储油设备内部二、解决方法百索福已被认为是溶解和包裹石蜡沉积物的最佳产品,是含有多种成分的专利混合可生物降解的水基表面活性剂/湿润剂/乳化剂。
百索福可以保持油中蜡块原有状态,使蜡块得以松动、抑制结蜡现象。
现场试验表明这种专利的表面活性剂配方比热油去除地层和采油设备上的石蜡积聚更有效、更安全、更便宜。
不同于使用二甲苯基溶剂进行处理,百索福不但可以去除污泥和石蜡,而且同时抑制产生的气体,并且不会留下光滑的残留物,增加工人的安全性。
百索福公司成立于1975年,位于美国马萨诸塞州。
百索福是一种拥有专利技术的、水基混合的无离子和阴离子表面活性剂,其中也添加了其它的添加剂以提供独特的性能,减少碳氢化合物。
百索福产品配方经过专门优化,能够密封和乳化原油和碳氢化合物。
通过形成胶团来乳化碳氢化合物,在一系列应用中都非常有效。
第二节防蜡与清蜡一、教学目的了解油井防蜡机理,掌握油井防蜡、清蜡的方法。
二、教学重点、难点教学重点1、油井防蜡方法2、油井清蜡方法教学难点油井防蜡机理三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍三个方面的问题:一、油井防蜡机理二、油井防蜡方法三、油井清蜡方法石蜡:16到64的烷烃(C16H34~ C64H130)。
纯石蜡为白色,略带透明的结晶体,密度880~905kg/m3,熔点为49~60℃。
结蜡现象:对于溶有一定量石蜡的原油,在开采过程中,随着温度、压力的降低和气体的析出,溶解的石蜡便以结晶析出、长大聚集和沉积在管壁等固相表面上,即出现所谓的结蜡现象。
油井结蜡的危害:①影响着流体举升的过流断面,增加了流动阻力;②影响着抽油设备的正常工作。
(一)油井防蜡机理1、油井结蜡的过程①当温度降至析蜡点以下时,蜡以结晶形式从原油中析出;②温度、压力继续降低和气体析出,结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体;③蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上。
蜡的初始结晶温度或析蜡点:当温度降低到某一值时,原油中溶解的蜡便开始析出,蜡开始析出的温度即称为蜡的初始结晶温度或析蜡点。
2、油井结蜡现象和规律国内各油田的油井均有结蜡现象,油井结蜡一般具有下列规律:①原油含蜡量愈高,油井结蜡愈严重;②在相同温度条件下,稀油比稠油结蜡严重;③油田开采后期比初期结蜡严重;④高产井及井口出油温度高的井结蜡不严重,或不结蜡,反之结蜡严重;⑤油井工作制度改变,结蜡点深度也改变,缩小油嘴,结蜡点上移;⑥表面粗糙的油管比表面光滑的容易结蜡;⑦出砂井易结蜡;⑧自喷井结蜡在油管一定深度上,即既不在井口,也不在井底;⑨井口低温、低产量井结蜡严重。
3、影响结蜡的因素(1)原油的性质及含蜡量①原油中含蜡量越高,油井就越容易结蜡。
②原油中所含轻质馏分越多,则蜡的初始结晶温度就越低,保持溶解状态的蜡就越多,即蜡不易析出。
(2)原油中的胶质、沥青质胶质含量增加,蜡的初始结晶温度降低;沥青质对石蜡结晶起到良好的分散作用,且使沉积蜡的强度将明显增加,而不易被油流冲走。
油井清蜡与防蜡的研究及应用摘要A油田属于小而肥的高品位油田,埋藏浅、油层单一、胶结疏松、高孔、高渗、稀油、边水活跃、初期产量高,但是原油中合蜡量高达6%左右,开采过程中结蜡容易造成自喷井油嘴堵塞、机抽井卡光杆、地面管线堵塞而影响正常生产。
通过开展恒温溶蜡实验,矿场总结单井结蜡规律,采取区别对待,根据油压、套压、回压变化,对自喷井检查油嘴、启抽、热洗井筒及地面管线、机械刮蜡等有效措施,投入开发三年以来没有一口井和一条管线发生过蜡卡事故,油井生产平稳有序,集输管线安全畅通,以甲方12人的经营团队累积产油72×104t,采收率50%,自然递减为-7%,综合含水仅1.6%。
关键词:结蜡规律;热洗;人工清蜡方法Abstract:A oilfield was a high-quality oilfield with shallow buried depth,single reservoir,loose cementation,highporosity,high permeability,thin oil,andactive edge water.Its initial potential production was high,but paraffin content of crude oil was as high as 6%,and in the production process,paraffinning caused choke plugging of flowing wells,polish rod stucking of artificial lift wells,and ground pipeline block so that normal production was affected.By constant temperature paraffin melting experiment,single-well paraffinning law was summarized,and according to oil pressure,set pressure,back pressure changes,differential treatment was taken.For flowing wells,choke check,wellbore hot washing and ground shaft,mechanical paraffin scraping and other effective measures were taken,and no polish rod stucking was happened caused by paraffinning for 3 years since A oilfield was put into production.Oil production was well organized,well and pipelines were safe and straightaway,cumulative oil production of A well was 72×104 t,oil recovery rate was 50%,natural decline was -7%and watercut was only 1.6%.Keywords:paraffinning law;hot washing;manual paraffin removal method目录前言 (1)第一章油井结蜡机理分析 (2)1.1 石蜡的性质 (2)1.2 影响油井结蜡的主要因素 (3)1.3 油井结蜡造成的危害 (4)第二章各种清防蜡技术的机理及使用方式 (6)2.1 机械清蜡技术 (6)2.2 热力清蜡技术 (8)2.3 表面处理防蜡技术 (10)2.4 磁防蜡技术 (10)2.5 化学清防蜡技术 (12)2.6 微生物清蜡技术 (15)第三章 A油田在油井清防蜡技术上的应用 (16)3.1 油田概况介绍 (16)3.2 现场实践 (17)3.3 效果评价 (19)第四章总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)前言油井在正常生产时,原油从地层流入井筒,然后从井底上升到井口的活动过程中,随着温度和压力的下降以及轻质组分的不断逸出,降低了原油对蜡的溶解能力,蜡开始结晶、析出、聚集、沉积,附着在油井管杆的壁上,这就是我们通常所说的“结蜡现象”。
1 蜡的化学结构特征组成1.1蜡的定义与结构石油主要是由各种组分的烃(碳氢化合物)组成的多组分混合物溶液。
各组分的烃的相态随着其所处的状态(温度和压力)不同而变化,呈现出液相、气液两相或气液固三相。
其中的固相物质主要是含碳原子个数为16-64的烷烃(即C14H34- C64H130),这种物质叫石蜡。
纯净的石蜡为白色、略带透明的结晶体,密度为880-905kg/m3,熔点49-69O℃。
在油藏条件下一般处于溶解状态,随着温度的降低其在原油中的溶解度降低,同时油越轻对蜡的溶解性越强。
对于溶有一定量石蜡的原油,在开采过程中,随着温度、压力的降低和气体的析出,溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集和沉积在管壁等固相物质表面上,即出现的结蜡现象。
各油田不同的原油,不同的生产条件所结出的蜡,其组成和性质都有较大的差异。
蜡的典型化学结构式如图1-1(a)所示,但是,广义地讲,高碳链的异构烷烃和带有长链烷基的环烷烃或芳香烃也属于蜡的范畴,其结构如图1-1(b)、(c)、(d)所示。
由此可见,生产过程中结出的蜡可以分为两大类,即石蜡和微晶蜡(或称地蜡)。
正构烷烃蜡称为石蜡,它能够形成大晶块蜡,为针状结晶,是造成蜡沉积而导致油井堵塞的主要原因。
支链烷烃、长的直链环烷烃和芳烃主要形成微晶蜡,其相对分子质量较大,主要存在于罐底和油泥中,当然也会明显影响大晶块蜡结晶的形成和增长。
一般来说蜡的碳数高于20都会成为油井生产的威胁。
图1-1石蜡的典型化学式1.2蜡的特征石蜡和微晶蜡的特征主要是碳数范围、正构烷烃数量、异构烷烃数量、环烷烃数量不同,具体区别见表1-1。
由表1-1中可以看到,石蜡是以正构烷烃为主,而微晶蜡是以环烷烃为主。
格,但改变条件也可能形成六方晶格,如果冷却速度比较慢,并且存在一些杂质(如胶质、沥青或其他添加剂),也会形成过渡型结晶结构。
斜方晶结构为星状(针状)或板状层(片状),这种结构最容易形成大块蜡晶团,石蜡的主要晶型如图1-2所示。
第四章油井清蜡与防蜡油井在生产过程中结蜡的根本原因是油井产出的原油中含有蜡。
油井结蜡有两个过程,首先是蜡从原油中析出,然后聚集、粘附在管壁上。
原来溶解在原油中的蜡在开采中凝析出来是由于原油对蜡的溶解能力下降所致。
当原油的组分、温度、压力发生变化,使其溶解能力下降时,将一部分蜡从原油中析出。
2)温度、压力继续降低和气体析出,结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体;3)蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上。
结蜡位置:从能量角度来看,石蜡首先要在油流中的杂质及固体表面粗糙处形成,因为这样所需的能量小。
蜡的初始结晶温度或析蜡点(wax appearance point):当温度降低到某一值时,原油中溶解的蜡便开始析出,蜡开始析出的温度。
(1)原油的性质及含蜡量其它条件相同,原油中含蜡量越高,油井越容易结蜡。
在同一含蜡量的原油中,含轻质成分少的原油,其中的蜡更容易析出。
2)原油中的胶质、沥青质随着胶质含量的增加,蜡的初始结晶温度降低。
因为,胶质为表面活性物质,它可以吸附于石蜡结晶的表面,阻止结晶体的长大。
沥青质是胶质的进一步聚合物,它不溶于油,是以极小的颗粒分散于油中,成为石蜡结晶的中心,对石蜡结晶起到良好的分散作用。
而胶质、沥青质同时存在时,在壁管上沉积的蜡的强度将明显增加,而不易被油流冲走。
压力高于饱和压力时,压力降低时,原油不会脱气,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低(B→A)。
压力低于饱和压力时,随着压力降低原油中的气体不断脱出,气体分离与膨胀均使原油温度降低,降低了原油对蜡的溶解能力,使蜡的初始结晶温度升高(A→C)。
3)压力和溶解气采油过程中,原油从油层向地面流动,压力不断降低;在井筒中,由于油流与井筒及地层间的热交换,油流温度也降低;当压力降低到饱和压力时,便有气体脱出,降低了原油对蜡的溶解能力,使初始结晶温度提高,同时气体的膨胀,发生吸热过程,也促使油流温度降低,从而加重了蜡晶的析出和沉积。
4)原油中的水和机械杂质原油中的水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。
油井的防蜡与清蜡方法分析摘要:我国油田由于岩性-构造的关系一大部分属于低渗透性质,产量也相对较低,在原油开采过程中,井筒中结蜡也比较严重。
在开发油田的过程中出现结蜡的现象是普遍存在的,油井结蜡和整个开发过程有着密切的联系。
油井结蜡影响原油的产量和质量、严重还会导致油井堵塞、致使油井停产,限制我国石油企业的发展和进步。
据此,在开发油田的过程中,需要实施清防蜡措施。
文章主要阐述了油井结蜡的危害,并且探究油井清蜡、防蜡技术以及相关措施。
关键词:油井;防蜡;清蜡方法引言油井结蜡是国内外油田开采都会遇到的难题之一,这一问题也是各石油工程师迫切所要解决的,根据蜡自身的元素结构,以及地层中岩石性质等各方面考虑,油田中常用的几种清防蜡技术都是近几十年来此领域的专家教授在实践中总结出的具有较高清防蜡效果的工艺技术。
1油井结蜡的危害分析蜡是石油的组成部分,在油田生产过程中,随着温度和压力的下降,石蜡会结晶析出,沉积在管壁上,降低井下管柱的直径,影响到油流的正常流动,给油井的正常生产带来一定的阻力。
随着油田生产中的温度和压力的不断下降,气体从原油中析出,当油流的压力降低到饱和压力以下,天然气就会从原油中析出。
石蜡结晶析出后,沉积在管壁上,因此缩小了管柱的截面积,给油流的流动带来巨大的阻力。
影响油井结蜡的因素也是多方面的,油井中产物的含蜡量,决定蜡的析出量。
同时油井生产的温度、压力、含水、溶解气、液流速度以及原油的轻质馏分含量等,都会影响到油井的结蜡。
油管柱内壁的光滑程度以及管柱表面的润湿性,也会对石蜡的粘附产生一定的影响。
油井结蜡是由规律可循的,高含蜡井的结蜡比低含蜡井严重,产液量低,井口温度低的油井结蜡严重。
油井的含水低时结蜡严重,而高含水阶段,由于水流的作用,润滑了管柱的内表面,促使石蜡不易粘附,而降低了结蜡的速度。
油管的内壁粗糟极易引起结蜡,促使石蜡粘附在油管的内壁上,影响到油井的正常生产。
油井结蜡最严重的部位在井下的一定深度,不在井底或者井口位置。
6.2油井防蜡与清蜡结蜡现象:对于溶有一定量石蜡的原油,在开采过程中,随着温度、压力的降低和气体的析出,溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集并沉积在管壁等固相表面上,即出现所谓的结蜡现象。
6.2.1影响结蜡的因素1.油井结蜡的过程(1)当温度降至析蜡点以下时,蜡以结晶形式从原油中析出;(2)温度、压力继续降低,气体析出,结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体;(3)蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上。
原油对蜡的溶解度随温度的降低而减小,当温度降低到原油对蜡的溶解度小于原油的含蜡量的某一值时,原油中溶解的蜡便开始析出,蜡开析始出时的温度称为蜡的初始结晶温度或析蜡点。
2.影响结蜡的因素(1)原油的性质及含蜡量(2)原油中的胶质、沥青质(3)压力和溶解气油比(4)原油中的水和机械杂质(5)液流速度、管壁粗糙度及表面性质3.油井防蜡方法(1)阻止蜡晶的析出(2)抑制石蜡结晶的聚集(3)创造不利于石蜡沉积的条件4.具体防蜡方法(1)油管内村和涂层防蜡(2)化学防蜡(通过向井筒中加入液体化学防蜡剂或在抽油泵下的油管中连接上装有固体化学防蜡剂的短节,防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡的目的)(3)磁防蜡技术5.油井清蜡方法(1)机械清蜡(用专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。
)(2)热力清蜡(3)微生物清蜡6.清蜡操作:三、油井清蜡方法在含蜡原油的开采过程中,虽然可采用各类防蜡方法,但油井仍不可避免地存在有蜡沉积的问题。
蜡沉积严重地影响着油井正常生产,所以必须采取措施将其清除。
目前油井常用的清蜡方法根据清蜡原理可分为机械清蜡和热力清蜡两类。
图8-16 机械清蜡示意图1—绞车;2—钢丝;3—防喷管;4—采油树;5—套管;6—油管;7—刮蜡片(一)机械清蜡机械清蜡是指用专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。
在自喷井中采用的清蜡工具主要有刮蜡片和清蜡钻头等。
一般情况下采用刮蜡片;但如果结蜡很严重,则用清蜡钻头;结蜡虽很严重,但尚未堵死时用麻花钻头;如已堵死或蜡质坚硬,则用矛刺钻头。
6.2油井防蜡与清蜡
结蜡现象:对于溶有一定量石蜡的原油,在开采过程中,随着温度、压力的降低和气体的析出,溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集并沉积在管壁等固相表面上,即出现所谓的结蜡现象。
6.2.1影响结蜡的因素
1.油井结蜡的过程
(1)当温度降至析蜡点以下时,蜡以结晶形式从原油中析出;
(2)温度、压力继续降低,气体析出,结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体;
(3)蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上。
原油对蜡的溶解度随温度的降低而减小,当温度降低到原油对蜡的溶解度小于原油的含蜡量的某一值时,原油中溶解的蜡便开始析出,蜡开析始出时的温度称为蜡的初始结晶温度或析蜡点。
2.影响结蜡的因素
(1)原油的性质及含蜡量
(2)原油中的胶质、沥青质
(3)压力和溶解气油比
(4)原油中的水和机械杂质
(5)液流速度、管壁粗糙度及表面性质
3.油井防蜡方法
(1)阻止蜡晶的析出
(2)抑制石蜡结晶的聚集
(3)创造不利于石蜡沉积的条件
4.具体防蜡方法
(1)油管内村和涂层防蜡
(2)化学防蜡(通过向井筒中加入液体化学防蜡剂或在抽油泵下的油管中连接上装有固体化学防蜡剂的短节,防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡的目的)
(3)磁防蜡技术
5.油井清蜡方法
(1)机械清蜡(用专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。
)
(2)热力清蜡
(3)微生物清蜡
6.清蜡操作:
三、油井清蜡方法
在含蜡原油的开采过程中,虽然可采用各类防蜡方法,但油井仍不可避免地存在有蜡沉积的问题。
蜡沉积严重地影响着油井正常生产,所以必须采取措施将其清除。
目前油井常用的清蜡方法根据清蜡原理可分为机械清蜡和热力清蜡两类。
图8-16 机械清蜡示意图
1—绞车;2—钢丝;3—防喷管;4—采油树;
5—套管;6—油管;7—刮蜡片
(一)机械清蜡
机械清蜡是指用专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。
在自喷井中采用的清蜡工具主要有刮蜡片和清蜡钻头等。
一般情况下采用刮蜡片;
但如果结蜡很严重,则用清蜡钻头;结蜡虽很严重,但尚未堵死时用麻花钻头;如已堵死或蜡质坚硬,则用矛刺钻头。
自喷井的机械清蜡如图8-16所示,是利用地面绞车,绕在绞车滚筒上的钢丝穿过滑轮后将清蜡工具经防喷管下到油管中,并在油管结蜡部位上下活动,将蜡沉积刮除,由液流携带出井筒。
也曾使用过依靠上升液推动和自重下行的自动清蜡器。
有杆抽油井的机械清蜡是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器清除油管和抽油杆上的蜡。
油田常用尼龙刮蜡器,在抽油杆相距一定距离(一般为冲程长度的l/2)两端固定限位器,在两限位器之间安装尼龙刮蜡器。
抽油杆带着尼龙刮蜡器在油管中往复运动,上半冲程刮蜡器在抽油杆上滑动,刮掉抽油杆上的蜡,下半冲程由于限位器的作用,抽油杆带动刮蜡器刮掉油管上的蜡。
同时油流通过尼龙刮蜡器的倾斜开口和齿槽,推动刮蜡器缓慢旋转,提高刮蜡效果,由于通过刮蜡器的油流速度加快,使刮下来的蜡易被油流带走,而不会造成淤积堵塞。
(二)热力清蜡
热力清蜡是利用热力学能提高液流和沉积表面的温度,熔化沉积于井筒中的蜡。
根据提高温度的方式不同可分为热流体循环清蜡、电热清蜡和热化学清蜡三种方法。
1.热流体循环清蜡法(热洗清蜡)
热流体循环清蜡法的热载体是在地面加热后的流体物质,如水或油等,通过热流体在井筒中的循环传热给井筒流体,提高井筒流体的温度,使得蜡沉积熔化后再溶于原油中,从而达到清蜡的目的。
根据循环通道的不同,可分为开式热流体循环、闭式热流体循环、空心抽油杆开式热流体循环和空心抽油杆闭式热流体循环四种方式。
热流体循环清蜡时,应选择比热容大、溶蜡能力强、经济、来源广泛的介质,一般采用原油、地层水、活性水、清水及蒸汽等。
为了保证清蜡效果,介质必须具备足够高的温度。
在清蜡过程中,介质的温度应逐步提高,开始时温度不宜太高,以免油管上部熔化的蜡块流到下部,堵塞介质循环通道而造成失败。
另外,还应防止介质漏入油层造成堵塞。
2.电热清蜡法
电热清蜡法是把热电缆随油管下入井筒中或采用电加热抽油杆,接通电源后,电缆或电热杆放出热量,提高液流和井筒设备的温度,熔化沉积的石蜡,从而达到清防蜡的作用。
3.热化学清蜡法
为清除井底或井筒附近油层内部沉积的蜡,曾采用了热化学清蜡方法,它是利用
化学反应产生的热力学能来清除蜡堵,例如氢氧化钠、铝、镁与盐酸作用产生大量的热力学能。
NaOH+HCl=NaCI+H2O+99.5 kJ
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑+462.8 kJ
2Al+6HCI=2A1C13+3H2↑+529.2 kJ
一般认为,用这种方法产生热力学能来清蜡很不经济,且效率不高少单独使用。
它常与酸处理联合使用,以作为油井的一种增产措施。
(三)微生物清蜡
它是近年来发展的,在我国已逐步推广应用的一种技术。
用于清蜡的微生物主要有食蜡性微生物和食胶质和沥青质性微生物。
油井清蜡的微生物其形状为长条螺旋状体长度为1~4μm,宽度为0.1~0.3μm。
该类微生物能降低原油凝固点和含蜡量,以石蜡为食物。
微生物注入油井后,它主动向石蜡方向游去,猎取食物,使蜡和沥青降解,微生物中的硫酸盐还原菌的增殖,产生表面活性剂,降低油水界面张力,同时微生物中的产气菌还可以生成溶于油的气体,如CO2、N2、H2,使原油膨胀降粘,由此达到清蜡的目的。