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【采油】油井结蜡的原因及处理方法

 油气物联 2021-06-22

一、油井结蜡的原因

油井在生产过程中之所以结蜡,根本的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,在开采过程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。

二、油井结蜡的因素

1.原油的组分和温度

在同一温度条件下,轻质油对蜡的溶解能力大于重质油的溶解能力,原油中所含轻质组分越多,蜡的结晶温度越低,即蜡不易析出,保持溶解状态的蜡量就越多。任何一种石油对蜡的溶解量随着温度的下降而减少。因此,在高温时溶解的蜡量,在温度下降时将有一部分要凝析出来。在同一含蜡量下,重油的蜡结晶温度高于轻质油的结晶温度,可见轻质组分少的石油,蜡容易凝析出来。

2.压力和溶解气

在压力高于饱和压力的条件下,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。在压力与饱和压力的条件下,由于压力降低时油中的气体不断分离出来,降低了对蜡的溶解能力,因而使初始结晶温度升高,压力越低,分离气体越多,结晶增加得越高,这是由于初期分出的是轻组分气体甲烷;乙烷等,后期分出的是丁烷等重组分气体,后者对蜡的溶解能力影响较大,因而使结晶温度明显增高。此外,溶解气从油中分出时还受膨胀吸热,促使油流温度降低,有利于蜡晶体的析出。

3.原油中的胶质和沥青质

实验结果表明,随着石油中胶质含量的增加,可使结晶温度降低。因为胶质为表面活性物质,可吸附于石蜡结晶表而上来阻止结晶的发展,沥青是胶质的进一步聚合物,它不溶于油,而是以极小的微粒分散在油中,对石蜡晶体有分散作用。但是,当沉积在管壁的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡,不易被油流冲走。

4.原油中的机械杂质和水

油中的细小颗粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心,使蜡晶体易于聚集长大,加速了结蜡的过程。油中含水量增高时,由于水的热溶量大于油,可减少液流温度的降低,另外,由于含水量的增加,容易在油管壁形成连续水膜,使蜡不容易沉积在管壁上。因此,随着油井含水的增加,结蜡程度有所减轻。但是含水量低时结蜡就比较严重,因为水中盐类析出沉积于管壁,有利于蜡晶体的聚集。

5.液流速度、管子表面粗糙程度

油井生产实际表明,高产井结蜡没有低产井严重,因为高产井的压力高,脱气少,初始结晶温度低,同时液流速度大,井筒中热损失小,油流温度高,蜡不易析出。即使有蜡晶体析出也被高速油流带走不易沉积在管壁上。如果管壁粗糙,蜡晶体容易粘附在上面形成结蜡,反之不容易结蜡。管壁表面亲水性愈强,愈不容易结蜡,反之,容易结蜡。

三、油井结蜡的危害

油井结蜡不仅造成大量的日常管理清蜡与修井清蜡工作量,还会对油井生产,甚至油田开发带来严重的影响。油井结蜡主要危害有以下几个方面:

(1 )油井结蜡给日常管理带来大量工作,增加了井下事故发生的可能性和机率。

(2)油井结蜡后,使出油通道内径逐渐缩小,增大油流阻力,降低了油井产能,甚至将油流通道堵死,造成油井减产或者停产。

(3)机械采油井结蜡后,不仅使油流通道减小,还会使抽油泵失灵,降低抽油效率,严重者会将深井泵卡死,损坏设备等。

(4)油层结蜡,将堵塞油层孔隙,阻碍油流入井内,会缩小出油面积,减少油流来源,从而使油井减产。

(5)油井结蜡严重时,给清蜡带来困难,并容易发生顶钻、卡钻及井下落物事故。同时,有些油井用一般清蜡方法难以处理,必须采取作业清蜡,给修井带来大量的工作。

(6)油井结蜡严重时,增加了日常清蜡或作业清蜡时间,影响了油井出油时间,降低了油井开深时率,影响油井产量和油田开发速度。

(7)油井结蜡给油气集输,油田开发带来许多困难,需要采取许多工艺技术措施,使开发成本增高,影响油田开发的经济效果。

四、油井清蜡方法

清蜡就是将粘附在油井管壁、抽油泵、抽油杆等设备上的蜡清除掉,常用的方法有机械洁蜡和热力清蜡。

1.机械清蜡

1)刮蜡片清蜡

利用井场电动绞车将刮蜡片下入油井中,在油管结蜡井段上、下活动,将管壁上的蜡刮下来被油流带出井口,该方法适用自喷并和结蜡不严重的井。

2)套管刮蜡

套管刮蜡的主要工具是螺旋式刮蜡器。将螺旋式刮蜡器接在油管下面,利用油管的上下活动将套管壁上的蜡清理掉,也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削;同时利用液体循环把清理下的蜡带到地面。

2.热力清蜡

1)电热清蜡

电热清蜡是以油井加热电缆,让电能转化为热能供给油流加热,使其温度升高达到清蜡、防蜡目的。

2)热化学清蜡

利用化学反应产生的热能来清蜡。

3)热油循环清蜡

利用本井生产的原油,经加热后注入井内不断循环,使井内温度达到蜡的熔点,蜡被逐渐熔化并随同油流到地面。

4)蒸气清蜡

将井内油管起出来,摆放整齐,然后利用蒸气车的高压蒸气熔化并刺洗管内外的结蜡。 

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