水基清防蜡剂研究与应用
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化学清防蜡体系研究现状与发展
熊瑞颖;罗俊杰;刘宏宇;郭继香
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】针对原油生产/集输过程中存在的结蜡难题,并由于蜡堵油管导致的巨大经济损失,研究清防蜡技术对于保障原油高效生产具有重要意义。
归纳阐述了含蜡原油的析蜡机理及不同因素对析蜡特性的影响,综述了化学清防蜡剂的研究进展与现状,主要包括油溶性、水溶性及乳液型清防蜡体系的作用机理及研究成果。
提出高碳数蜡沉积、沥青质-蜡复合沉积解堵剂研发是未来清防蜡剂发展趋势,期望为清防蜡后续工作开展提供研究思路。
【总页数】5页(P640-644)
【作者】熊瑞颖;罗俊杰;刘宏宇;郭继香
【作者单位】中国石油大学(北京)石油工程学院;中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ413;TQ423;TE39
【相关文献】
1.浅谈油井清防蜡剂的研究现状及发展方向
2.油田清蜡防蜡剂的现状、应用与发展前景
3.浅谈油井清防蜡剂的研究现状及发展方向
4.油井清防蜡剂的研究现状及发展
5.优选法在研制原油破乳剂、化学清蜡剂和化学防蜡剂中的应用
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清防蜡工艺技术的研究及应用李云【摘要】濮城油田油井结蜡严重,油井经常被蜡卡.通过采用蒸汽清蜡工艺技术,以及卡封井清蜡技术,濮城油田的结蜡井治理工作有了很大的提升,大大减少了因蜡卡造成的躺井,延长了结蜡井的检泵周期,实现了效益开发.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】1页(P98)【关键词】油井;防蜡;清蜡;卡封井;蒸汽【作者】李云【作者单位】中石化中原油田分公司采油二厂,河南濮阳 457532【正文语种】中文【中图分类】TE385.2清防蜡是油井生产管理中的常见的课题之一。
由于原油物性、开采层位、井下状况的不同,造成油井的结蜡情况也不同,从而采取的清防蜡技术也不尽相同。
结合濮城油田断块地层的储层物性及油质属性,采用的主要清防蜡技术有热洗清防蜡、化学清防蜡等。
文中综述了几种主要清防蜡工艺。
1.1 结蜡机理在油井开采过程中,原油中的石蜡成分会随着压力、温度的降低而不断结晶析出。
随着这些析出的结晶体在油气上移中不断的吸附在抽油泵、油管、抽油杆上,这样的现象即为结蜡。
油井的蜡结晶体主要成分为石蜡、沥青、泥沙及胶质的混合物。
1.2 结蜡危害当油井结蜡后,随着蜡结晶体不断的吸附聚集在油流运移的通道,使得井筒的空间不断减小,从而影响油井产能。
严重结蜡时会堵死油流通道,最后造成蜡卡,甚至会损坏管柱,影响油井正常的生产。
2.1 蒸汽热洗工艺这是目前濮城油田采用最多的清蜡方式。
蒸汽车可加热清水至130℃,将高温度的热水注入油套环空,达到熔化吸附在油管壁上的蜡块的目的,并通过抽油泵筒的工作,将注入液排出井筒,以达到化蜡、清蜡、排蜡的目的。
蒸汽车洗井的优点是排量小,可以控制在每小时1方左右,不会引起含水的大幅度上升,并且洗后含水恢复周期短。
缺点是该洗井方式成本较高,洗井一次的费用在3000元左右;其次不适用大部分卡封井。
2.2 卡封井蒸汽洗井前面谈到蒸汽洗井方式不适用大部分卡封井,是因为进水方式是从套管进,油管出,而卡封井由于存在漏点,油套环空中下有封隔器,环形空间被阻断,没有进水通道,加之漏点压力高,水从套管灌不进去,因此大多数卡封井无法采用该洗井方式。
2017年07月油井化学法防蜡清蜡技术原理及应用刘新孙刚张海霞江伟(延长油田定边采油厂,陕西榆林718600)摘要:含蜡原油在我国分布广泛,在对含蜡原油进行开采时,常常会出现结蜡现象,此时接触的石蜡为白色结晶体,主要的特征是无臭无味、略微透明。
在溶解度方面与常见的有机溶剂可以互溶、例如苯、四氯化碳等,不溶于水。
通常情况下石蜡的密度在880~905克每立方厘米,沸点在三百到五百五十摄氏度之间,熔点最高在六十摄氏度。
由于石蜡的电阻和比热容等方面的特性,天然纯石蜡也可以作为借原材料和储热材料投入到应用当中。
关键词:石蜡;化学法;清蜡防蜡1油井中结蜡的主要原因1.1含蜡原油能够产生结蜡现象的原油,在性质上是以一种碳类化合物为主要成分,在结构上由十七到三十五个不等碳原子数结构组成,其分子量在四百左右,是一种正构烷烃,同时内部还含有少量的环烷烃以及微量的芳香烃。
分类较多,一般是以石油蜡、液态蜡等石蜡种类为主。
在原有的联动中,蜡还能对原有的留边产生影响,减缓流道的速度,造成油井中对原油开采的下降。
在石蜡结晶的过程中,晶核可以作为物质的聚集中心而存在,受到温度的影响较大,一般情况下,在石蜡的结晶过程中,结晶程度与其温度之间是以负相关的方式出现,一旦沉淀蜡晶就会变大。
1.2石蜡的析出分子量和熔点会直接影响原油中的蜡含量,并以反比例的关系影响原油本身的一些物理性质,因为熔点的不同导致在同一介质中的原油,其本身的浓度也有所差别,因此在对于含蜡原油来讲,温度是对其性能表现的一个主要决定因素。
在结晶析出时,分析量高的石蜡成分是会先一步进行析出,而此时的温度就被称之为初始结晶温度,其后在石蜡大量析出的时候所在的温度范围称作析蜡高峰区。
通过这样的原理分析我们可以发现,通过一些物理的手段就可以简单的减少石蜡的析出,例如加快原有在管道中的流速,这样就能够减少原有在管道中存在的时间,高速的流动也会对管壁进行冲刷,此外,流速增加时间减少,也就意味着在析出过程中石蜡能够进行结晶析出的时间减少,同样可以减少石蜡在管道等部位的析出。
欧利坨油田油井清防蜡技术优化与应用欧利坨油田作为我国重要的油田之一,其油井清防蜡技术的优化与应用具有重要的意义。
油井清防蜡技术是指通过各种方法清除油井内部的蜡沉积物,提高油井的产能和延长井筒使用寿命的技术。
油井清防蜡技术的优化主要从以下几个方面进行:优化清蜡剂的选择。
清蜡剂是清除油井内蜡沉积的关键。
传统的清蜡剂主要使用有机溶剂来溶解蜡沉积物,但是存在对环境的污染和腐蚀管道的问题。
目前,研发了一种新型的清蜡剂,利用表面活性剂来改善清蜡剂的性能,提高清蜡效果。
优化清蜡工艺参数。
清蜡工艺参数包括清蜡剂的浓度、注入速度和温度等。
通过对不同参数进行调整和优化,可以提高清蜡剂的效果,提高清蜡作业的效率。
优化清蜡设备。
传统的清蜡设备主要是利用高压喷射清洗,但是存在损伤油井壁的可能。
目前,研发了一种新的清蜡设备,可以利用超声波来清除油井内的蜡沉积,不仅效果更好,而且对油井壁无损伤。
清蜡技术的应用也需要进一步加强。
应加强清蜡技术的培训与推广。
目前,油田作业人员对清蜡技术的认识和掌握程度参差不齐,导致清蜡效果不理想。
应加强清蜡技术的培训,提高作业人员的技术水平,使其能够熟练运用清蜡技术。
应加强清蜡技术的监控与评估。
清蜡技术的效果与清蜡剂的浓度和注入速度等工艺参数密切相关。
应建立清蜡技术的监控与评估体系,及时发现问题,并根据现场情况进行调整和优化。
应加强清蜡技术的研发与创新。
随着油井开采的深入,清蜡技术面临越来越多的挑战。
应加强清蜡技术的研发与创新,提出新的清蜡方法和技术,以更好地满足油田开采的需求。
欧利坨油田油井清防蜡技术的优化与应用具有重要的意义。
通过不断优化清蜡剂的选择、清蜡工艺参数的调整、清蜡设备的改进以及加强清蜡技术的培训与研发,可以提高油井的产能,延长井筒使用寿命,促进油田的持续开发和生产。
探讨如何改善特低渗油田清防蜡效果【摘要】特低渗油田,油层压力低,油井供液能力差,气油比率高,常规热洗清蜡工艺存在热洗液漏失污染油层,影响油井伴生气量等问题进行探讨。
【关键词】特低渗油田清防蜡改善近年来,据实践证明,热洗清蜡——这一长期被众多油田用于正常生产的技术,在今天已经不适用了,尤其在开采低渗透油田时,原因如下:一方面,油层很容易被倒灌所污染,因为油井较深且油层的压力系数较低,于是油层压力便低于静水柱的压力;再者,考虑到建设的基本投资成本,热洗流程一般不建于地面上,如果用水泥车来完成热洗的话将会产生高昂的热洗费用;最后,有效生产时率对产量有着重大影响,抽洗井液时用小机小泵耗时长,但低产油田多采用此方法,于是相应的热洗也就大大地影响了产量。
为解决上述问题,许多新的清防蜡技术便在油田的建设领域应运而生。
1 化学清防蜡技术在化学清防蜡技术中,油基和水基这两类清防蜡剂主要被应用于当下的低渗透油田中。
运用相似相容的原理,油基清防蜡剂所含有的表面活性剂和正构烷烃芳烃,是相似于石蜡分子结构的物质,可以溶解死油、胶质、石蜡等这些顽强积淀于油管表面的污垢,效果显著;表面活性剂可以降粘,通过对油包的水乳状液进行破乳,使得摩擦力在原油的分子之间被降低了不少;而带支链的芳烃,则使原油的流动性得到增加,因为凝固点和粘度被降低,分子摩擦力也被降低,自然也就加强了原油在低温下的流动性。
这种清防蜡技术要想达到目的,就只适用于含水少的井,原因是石蜡分子难以被吸附在油管、阀等地方,而其形成的蜡晶却能随油流而流走。
水基这类清防蜡剂,目前使用的有o/w乳状液的稳定剂和碱剂等等,其之所以能用在低渗油田,是因为其具有油水两性离子,使表面具有吸附性的活性剂。
在表面活性剂的作用下,在管壁和杆壁上快速形成具有防蜡作用的极性水腊,从而实现防蜡的功效。
另一方面,通过表面活性剂产生的的乳化功能,能使原油和水化开,并且使油被水包裹的状态。
就算原油被乳化成水外面的服状液,流体的粘性被大大降低,同样也能产生防蜡的效果。
浅析清防蜡措施及实施发表时间:2019-07-17T17:07:10.480Z 来源:《基层建设》2019年第12期作者:牛艳丽1 宋秀艳2 朱广海3 [导读] 摘要:在原油的生产过程中,结蜡问题是普遍存在的重要问题。
1大庆油田有限责任公司第七采油厂第一油矿708队;2大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿712队;3大庆油田有限责任公司第四采油厂第二油矿四区六队摘要:在原油的生产过程中,结蜡问题是普遍存在的重要问题。
油田开采之前,蜡能完全溶解在高温、高压的原油中,而在运输过程中,随着温度和压力的下降,原油溶蜡能力降低。
因此,有必要对原油管道清防蜡技术进行研究和分析。
本文针对永安油田的井筒结蜡问题,研究永安油田油井井筒结蜡机理以及相应的防蜡、清蜡措施。
关键词:清防蜡;措施;实施引言油井结蜡,是国内外各油田在石油开采过程管理中必须要面对的一个课题。
由于含蜡的原油,在从油层流动到井底,再从井底举升到井口,以及再流入地面管道的一系列流动过程中,随着温度、压力、流速、相态等外在和内在条件的不断变化,原油中所含的蜡就会不断地析出、聚集、沉积,因此产生了油井结蜡的问题。
1化学药剂清、防蜡技术目前油田普遍采用化学药剂对油井进行清蜡和防蜡。
将优选出的匹配油井结蜡特性化学药剂,由套管闸门注入油套环形空间,与井筒内的油水混合物混合产生作用。
这种方法最大的优点是,不影响油井正常生产和其他作业。
在起到清防蜡的效果外,同时还能达到降凝、降粘、解堵的作用。
液体清防蜡剂主要可分为油溶型、水溶型、乳液型三种。
除液体清防蜡剂外,还有一种固体防蜡剂。
这类化学药剂通常被称为蜡晶改进剂或者蜡晶分散剂。
永安油田结蜡井所使用的化学清防蜡剂主要是水溶型,使用时可与热水按一定比例混合,不仅能够提高溶蜡速度,也能保证冷却后的蜡晶分散效果。
这一结论是通过现场进行的一项简单的清防蜡剂溶蜡实验得出的,实验过程如下:(1)取得某结蜡井凝固蜡样30g,分三份放入三个纸杯中,编为1号、2号、3号;(2)向1号杯中倒入60℃热水30ml,向杯2号杯中倒入20℃清防蜡剂30ml,向3号杯中倒入60℃浓度50%的清防蜡剂水溶液30ml;(3)观察三个杯中蜡样的溶解情况:1号杯中蜡样完全溶解时间为30s,30分钟后水温冷却至25℃,溶解的蜡凝固于杯壁。
水基清防蜡剂的研究与应用 1. 水基清防蜡剂的作用原理 水基清防蜡剂的作用过程基本上是分两个历程。水基清防蜡剂由于含有蜡晶改进剂和分散剂,将它加入到油井中,通过分散作用将蜡块分散,使其晶粒变细不易互相结合而随油井采出液流出油井。或者将沉积在井壁上的蜡块脱落。脱落的蜡块再继续分散成小蜡块和小晶粒并悬浮在油井液流中随液流流出油井而起到清蜡作用;油基清蜡剂是靠溶解井壁上沉积的蜡而达到清蜡的目的。因此,水基清蜡剂的清蜡作用机理与油基清蜡剂完全不同。由于作用机理不同因此两者的评定方法也不同。 水基清防蜡剂的防蜡作用机理系水基清防蜡剂中的表面活性剂被吸附在金属表面(如井壁、抽油杆)而湿润金属表面,使其成为极性表面而阻止非极性的蜡晶在金属表面的吸附和沉积从而起到防蜡的效果。 2. 水基和油基清防蜡剂的优缺点比较
2.1 油基清防蜡剂的特点 优 点:使用于不含水或者低含水原油,清蜡速度快,价格较便宜。 缺 点: (1) 比重低,对高含水原油井,从套管加入不易沉入井底,从而影响清防蜡效果; (2) 易燃,使用不安全; (3) 对高含水原油效果较差; (4) 气味大; (5) 药剂中含芳烃,其中芳烃毒性较大,特别是苯易致癌; (6) 无防蜡效果; (7) 清蜡效果和加药量实现不好预测。 (8) 控制量不准,易使蜡块整体脱落,掉入井底,堵塞抽油泵凡尔。 2.2 水基清防蜡剂的特点 缺 点: (1) 价格较贵,因为组成为蜡晶改进剂B和表面活性剂等,基本原材料价格较贵; (2) 本药剂适用含水原油,对不含水原油应用效果较差。 优 点: (1) 比重高,大约为0.955-1.03对含水原油较适合; (2) 燃点高,使用安全; (3) 无气味; (4) 无毒性,属环境优好型产品; (5) 除对油井有优良的清蜡效果外,还有一定的防蜡、降粘效果; (6) 提供了油井采出液的水含量和原油蜡含量通过室内评定可以初步预测油井清蜡效果和加药量。 3. 水基清防蜡剂的性能指标 主要性能指标: 外观: 无色或浅黄色粘稠液体 比重(204D): 0.955-1.030 倾点(0C): <-10℃ 蜡分散性: 可将大部分(60%以上)石蜡块分散成半径<2mm的细颗粒 防蜡效率: >50%(按倒瓶法测定) 溶解性: 可按任何比例与水混合 4. 水基清防蜡剂评定方法
4.1 分散试验 (1) 将药剂配成10%水溶液; (2) 在小三角瓶中加入25ml自来水(或含300ppm以上2Ca的高钙水)和1克60号白蜡 (3) 取0.25ml上述配好的溶液加入到三角瓶中,然后再60-70℃水浴上加热至蜡完全溶解,并不断摇晃三角瓶; (4) 10分钟后将三角瓶在不断摇晃的情况下,在冷水(可装在一盆中)冷却(不断摇晃),观察三角瓶中的结蜡情况和分散及沾壁情况,要求蜡分散大部分蜡径小于2mm; 4.2 防蜡率的测定(按倒瓶法测定) 4.2.1 仪器及设备 (1) 百分之一电子天平一台; (2) 恒温水浴锅2台; (3) 250ml三角瓶及大小烧杯等玻璃器皿若干。 4.2.2 药剂及材料 (1) 水基清防蜡剂,自来水或矿化度高的水; (2) 自制含蜡60%以上的高凝油; 4.2.3 分析步骤 (1) 将成品药剂制成10%的水溶液(待用); (2) 将2个250ml三角瓶放入100℃烘箱中烘干,冷却至室温后放在电子天平上称量,精确至0.01克; (3) 取配置好的10%水溶液30克倒入上述称重的250ml三角瓶中; (4) 取自来水30克倒入另一上述称重250ml三角瓶中,成为空白试液; (5) 将上述2个烧杯同时放入恒温45℃±1℃水浴锅中恒温10分钟; (6) 取2个30克老化油或高含蜡的原油各加入置于水浴锅中恒温的2个三角瓶中。(水浴锅温度45℃±1℃),并不断晃动,使其完全溶解; (7) 另一台水浴锅加热至30℃恒温待用; (8) 在不断晃动下,将分别装有清防蜡剂和未装清防蜡剂油水混合液的两个三角瓶移到恒温30℃的水浴锅中,使两个三角瓶内的油溶液降至30℃,并不断摇晃5分钟,将2个三角瓶从水浴锅中取出,然后将两个三角瓶中流动的老化油溶液倒入两个空瓶中; (9) 分别称量两个250ml三角瓶,看挂壁老化油多少并计算出防蜡率。 4.2.4 挂壁蜡沉积量计算 挂壁蜡沉积量按下列公式计算: etammm
其中:am─—挂壁蜡沉积量(g); tm─—蜡沉积量与三角瓶的总重量(g); em─—三角瓶的重量(g)。 4.2.5 防蜡率的计算 防蜡率按下列公式计算: %10000mmmff
其中:f─—防蜡率(%); 0m─—空白试液的蜡沉积量(g);
fm─—加药试液的蜡沉积量(g)
5. 水基清防蜡剂室内实验 5.1 单品的筛选: 表1:单剂的筛选 药剂 JFC 蜡晶改进剂B OP-10 三聚磷酸钠 TX-10 防蜡率(%) 88.23 90.38 72.74 0 41.9 药剂 TEF-16 石蜡乳化剂A OP-35 快速渗透剂OT 石蜡分散剂C 防蜡率(%) 21.72 82.89 4.18 0 90.12 从上表可以看出,JFC、蜡晶改进剂B、OP-10、石蜡乳化剂A、石蜡分散
剂C效果良好,OP-35、三聚磷酸钠和快速渗透剂OT常温下效果良好,加热到60℃后油水完全乳化,易沾壁,故效果不好。 根据上表暂定以下配方: 配方 1:JFC+蜡晶改进剂B+甲醇+OP-10+石蜡乳化剂A 配方 2:JFC+蜡晶改进剂B+甲醇+OP-10 配方 3:JFC+蜡晶改进剂B+甲醇+OP-10 配方 4:蜡晶改进剂B+OP 配方 5:JFC+OP 配方 6:蜡晶改进剂B+JFC 配方 7:JFC+OP 配方 8:JFC+OP+石蜡乳化剂A 配方9:JFC+石蜡乳化剂A 配方10:蜡晶改进剂B+石蜡分散剂C+石蜡乳化剂A 5.2 配方确定: 表2:配方的筛选及确定 药剂 配方1 配方2 配方3 配方4 配方5 防蜡率 34.74% 25.43% 26.80% 83.79% 70.78% 药剂 配方6 配方7 配方8 配方9 配方10 防蜡率 95.89% 97.36% 94.7% 97.13% 93.37%
0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%
配方1配方2配方3配方4配方5配方6配方7配方8配方9配方10系列1
图1 各种配方的防蜡效果 分析:从上表可以看出,甲醇对防蜡率起反作用效果。OP和石蜡乳化剂A同为乳化剂,选择用石蜡乳化剂A;JFC和石蜡分散剂C两者相比,石蜡分散剂C的性能比JFC好,选用石蜡分散剂C。 配方6~配方10的效果都不错,但是JFC浊点偏低(40℃~50℃),高温时会影响效果,所以定配方10为水基清蜡剂的配方。 5.3 实验: 5.3.1 对配方10我们进行了进一步的验证。
表3:配方验证 药剂 防蜡率% 水基清蜡剂+石蜡 分散性良好 水基清蜡剂+28-27油样 96.05 水基清蜡剂+GC30-28油样 96.89 水基清蜡剂+G32-28油样 95.43 水基清蜡剂+G30-27油样 97.12 水基清蜡剂+G32-27油样 95.64 水基清蜡剂+G76-12油样 92.90 水基清蜡剂+M136-1油样 98.59 水基清蜡剂+M136-1+5g石蜡(60号纯蜡) 99.33 水基清蜡剂+B26-2油样 96.55 水基清蜡剂+蜡样(柴油+石蜡) 96.5 水基清蜡剂+ B26-2油样 95.94 5.3.2 含水量的确定 表4:含水量的确定 含水量% 0% 10% 20% 30% 40% 防蜡率% 0 0 4 21 94.18 含水量% 50% 60% 70% 80% 90% 防蜡率% 96.60 94.41 90.21 87.44 83.52 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%12345678910含水防蜡率
含水量防蜡率
图2 含水与防蜡率对比表 分析:由以上数据可以看出含水量在40%时有明显的防蜡效果,室内实验用的是含蜡60%以上的高凝油,而实际中,油井含蜡一般在40%以下;所以,现场应用时,假设含蜡为40%,则只要含水在26.6%以上即可使用。 5.3.3 温度范围的确定 表5:温度范围的确定 温度 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 防蜡率% 89.46 95.06 96.87 96.67 94.69 45.31
图3 不同温度下的防蜡率 分析:所用方法为上文所说的防蜡率的测定方法;从上图可以看出,温度在50℃~
防蜡率% 不同温度下的防蜡率
40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00%
40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 防蜡率
温度