油井结蜡原因.doc

油井清防蜡技术新进展 一、概述 石油主要是由各种组份的碳氢化合物组成的混合物溶液，各种组份的碳氢化合物的相态随开采条件（压力和温度）的变化而变化，可以是单相液态，气、液两相或气、液、固三相共存，其中的固态物质主要是含碳原子数为16至64的烷烃（即C16H34～C64H13），这种物质叫石蜡。纯石蜡为白色，略带透明的结晶体，密度为0.88t／m3～0.905t／m3，熔点在49℃～60℃之间。 石油结蜡不是白色晶体而是黑色的固体和半固体状态的石蜡、沥青、胶质、泥沙等杂质的混合物。 我国原油富含蜡，据统计，含蜡量超过10％的原油几乎占整个产出原油的90％，而且大部分开采原油蜡含量均在20％以上，有的甚至高达40％～50％。我国西部原油像吐哈、塔西南、火焰山的原油中，介于C36～C70间的石蜡几乎占整个蜡含量的50％。表1是我国大部分油田原油含蜡情况，从表中可见，我国大多数原油含蜡量都比较高。 表1 国内主要油田含蜡情况 油田 大庆 吉林 辽河 冀东 大港 华北 胜利 中原 南阳 江汉 含蜡量％ 26.2 22.3 16.8 20.5 14.1 21.2 20.8 21.4 30.9 14.6 油田 江苏 四川 长庆 青海 玉门 吐哈 新疆东部 渤海 南海 沈北 含蜡量％ 14.6 17.1 10.2 20.0 10.0 12.0 16.0 10.0 20.5 40.9 二、油井结蜡原因及危害 1．油井结蜡的原因 油井结蜡有两个过程，先是蜡从油中析出，然后聚集、粘附在油管壁上。原来溶解在石油中的蜡，在开采过程中凝析出来是由于石油对蜡的溶解能力下降所致。一定量的石油，当其组成成分、温度、压力不变时，其溶解力也一定，能够溶解一定量的石蜡。当石油组份、温度、压力发生变化，使其溶解力下降时，将有一部分蜡从油中析出。下面讨论影响油井结蜡的因素。 1）石油的组份 在同一温度条件下，轻质油对蜡的溶解力大于重质油的溶解力，原油中所含轻质馏分愈多，蜡的结晶温度愈低，即蜡不析出，保持溶解状态的蜡量就愈多。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蜡结晶温度，可见轻质组份少的石油，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。在压力低于饱和压力的条件下，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，压力愈低，分离的气体愈多，结晶温度增加得愈高，这是由于初期分出的是轻组份气体甲烷、乙烷等，后期分出的是丁烷等重组份气体，后者对蜡的溶解力的影响较大，因而使结晶温度明显增高。此外，溶解气从油中分出时还要膨胀吸热，促使油流温度降低，有利于蜡晶体析出。 3）原油中的胶质和沥青质 试验结果表明，随着石油中胶质含量的增加，可使结晶温度降低，见表2。因为胶质为表面活性物质，可吸附于使蜡结晶表面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，对使蜡结晶体起分散作用。显微镜的观察发现，由于胶质、沥青的存在，使蜡晶体在油中分散得比较均匀，不易聚集结蜡。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。 表2 胶质含量对蜡的初始结晶温度的影响 含量，％ 初始结晶温度，℃ 蜡 胶质 煤油 8 － 92 18.5 8 1 92 17.0 8 2 90 16.5 4）原油中的机械杂质 油中的细小砂粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，使蜡晶体易于聚结长大，加速了结蜡的过程。油中含水量增高时，由于水的热容量大于油，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，石蜡不易沉积在管壁上。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、管子表面粗糙程度和表面性质 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，初始结晶温度低，同时液流速度大，井筒中热损失小，油流温度较高蜡不易析出，即使油蜡晶体析出也被高速油流带走不易沉积在管壁上。如管壁粗糙，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。 2．油井结蜡现象和结蜡规律 国内各油田的油井均有不同程度的结蜡现象，总结分析，大致有如下规律： （1）原油中含蜡量愈高，油井结蜡越严重，某油田原油含蜡量为1.5％～5.0％的区域，二至三天清一次蜡，含蜡量在5％～8.6％的区域一天清蜡两次，含蜡量在8.6％以上者一天清蜡二至三次。 （2）油井开采后期较开采初期结蜡严重。 （3）高