概念

油井结蜡的机理(油井结蜡的过程 影响结蜡的因素 油井防蜡方法 具体防蜡方法)

油井清蜡方法(机械清蜡 热力清蜡 化学清蜡 微生物清蜡)

概念

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。结蜡会堵塞产油层，降低油井产量，同时也会增大油井负荷，造成生产事故。

油井结蜡的机理

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。

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

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

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

（4）微生物防蜡技术

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有机械清蜡、热力清蜡、化学清蜡等。

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。

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。

机械清蜡不能清除抽油杆接头和限位器上的蜡，所以还要定期辅以其它清蜡措施，如热载体循环洗井或化学清蜡等措施。

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。

化学清蜡

用化学剂对油井进行清蜡和防蜡是目前油田应用比较广泛的方法。通常将药剂从油套环空中加入或通过空心抽油杆加入，不会影响油井的正常生产和其他作业。除可以起到清防蜡效果外，使用某些药剂还可以起到降凝、降粘、解堵的作用。化学清、防蜡剂有油溶性、水溶性和乳液型三种液体清、防蜡剂，此外还有一种固体清、防蜡剂。

1．油溶性清防、蜡剂

现场使用的油溶性清防蜡剂主要由有机溶剂、表面活性剂和少量的聚合物组成，例如大庆Ⅱ号清、防蜡剂的配方为铂重整塔底油30%、120号直馏溶剂汽油66.6%、聚丙烯酰胺0.3%，T—渗透剂0.3%。其中有机溶剂主要是将沉积在管壁的蜡溶解，加入表面活性剂的目的是帮助有机溶剂沿沉积蜡中缝隙和蜡与油井管壁的缝隙渗入以增加接触面，提高溶解速度，并促进沉积在管壁表面上的蜡从管壁表面脱落，使之随油流带出油井。部分油溶性清、防蜡剂加入高分子聚合物的目的是希望聚合物与原油中首先析出的蜡晶形成共晶体。由于所加入的聚合物具有特殊结构，分子中具有亲油基团，同时也具有亲水集团，亲油基团与蜡共晶，而亲水集团则伸展在外，阻碍其后析出的蜡与之结合成三维网目结构，从而达到降粘、降凝的目的，也阻碍蜡的沉积并起到一定的防蜡效果。

优点：对原油适应性较强；溶蜡速度快，加入油井后见效快；产品凝固点低，便于冬季使用。

缺点：相对密度小，对高含水油井不太合适；燃点低，易着火，使用时必须严格防火措施；一般这类清、防蜡剂具有毒性。

2．水溶性清防、蜡剂

水溶性清、防蜡剂是由水和许多表面活性剂组成。现场使用的配方是根据各油田原油性质、结蜡条件不同而筛选出来的。但都是在水中加入表面活性剂、互溶剂和碱性物质。常用的有磺酸盐型、季胺盐型、平平加型、聚醚型四大类。这种清、防蜡剂可以起到综合效应。其中，表面活性剂起润湿反转作用，使结蜡表面反转为亲水性表面，表面活性剂被吸附在油管表面有利于石蜡从表面脱落，不利于蜡在表面沉积，从而起到防蜡效果。表面活性剂的渗透性能和分散性能帮助清、防蜡剂渗入松散结构的蜡晶缝隙里，使蜡分子之间的结合力减弱，从而导致蜡晶拆散而分散于油流中。互溶剂的作用是提高油（蜡）与水的互溶程度，可用的互溶剂有醇和醇醚，如甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚等。碱性物质可与蜡中沥青质等有机极性物质反应，产生易分散于水的产物，因而可用水基清、防蜡剂将它从结蜡表面清除，常用的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钾等碱类和硅酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等一类溶于水，使水呈碱性的盐类。

优点：相对密度较大，对高含水油井应用效果较好；使用安全，无着火危险。

缺点：见效较慢；凝固点可达－20～―30℃，但在严寒的冬天使用，其流动性仍然有待改进。

3．乳液型清、防蜡剂

乳液型清、防蜡剂是将油溶性清、防蜡剂加入水和乳化剂及稳定剂后形成水包油乳状液。这种乳状液加入油井后，在井底温度下进行破乳而释放出对蜡具有良好溶解性能的有机溶剂和油溶性表面活性剂，从而起到清蜡和防蜡的双重效果。乳液型清、防蜡剂具有油溶性清、防蜡剂溶蜡速度快的优点。由于这种清、防蜡剂其乳液的外相是水，因而又像水溶性清、防蜡剂那样使用安全，不易着火且相对密度较大。它的缺点是在制备和贮存时必须稳定，而到达井底后必须立即破乳，这就对乳化剂的选择和对井底破乳温度有着严格的要求，制备和使用时间条件要求较高，否则就起不到清防蜡作用。

制备乳液型清、防蜡剂常用的乳化剂为OP型表面活性剂，以及油酸、亚油酸和树脂酸的复合酯与三乙醇胺的混合物。

4．固体防蜡剂

固体防蜡剂主要由高分子聚乙烯、稳定剂和EVA(乙烯-醋酸乙烯酯聚合物)组成,它可以制成粒状,或混溶后在模具中压成一定形状(如蜂窝煤块状)的防蜡块，将其置于油井一定的温度区域或投入井底,在油井温度下逐步溶解而释放出药剂并溶于油中。作为防蜡剂用的聚乙烯要求相对分子量为5000～30000，最好在20000左右，相对密度为0.86～0.94，熔点在102～107℃之间，且结晶比较少，或非结晶型为宜。防蜡剂中的EVA，由于具有与蜡结构相似的(CH2—CH2)n链节，又具有一定数量的极性基团，它溶于原油中。当冷却时它与原油中的蜡产生共晶作用，然后通过伸展在外的极性基团抑制蜡晶的生长。而溶解在原油中的聚乙烯，当油温降低时，它会首先析出，成为随后析出的石蜡晶核，蜡的晶粒被吸附在聚乙烯的碳链上，由于空间障碍和栏隔作用也阻碍晶体的长大及聚集，并减少EVA与蜡晶体之间的粘结力，从而使油井的结蜡减少，达到防蜡的目的。

优点：作业一次防蜡周期较长（一般长达半年左右），成本较低；

缺点：它对油品的针对性较强，其配方必须根据油井情况和原油析蜡点具体筛选。

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。