论文部分内容阅读
[摘 要]结蜡、结垢严重影响油井的正常生产，易造成油层渗透率下降、油井产量降低、地面设备负荷增大甚至卡泵躺井，从而增大油井维护成本。新型油井防蜡防垢装置有效解决此类问题，延长了油井结蜡、结垢周期。
[关键词]出蜡 结垢 防垢防蜡 装置
中图分类号：P715.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0350-01
前言
在油田生产实践中，油井出蜡、结垢问题始终影响油井正常生产，易造成油层渗透率下降、油井产量降低、地面设备负荷增大甚至卡泵躺井，从而增大油井维护成本。一般多采用机械防蜡清垢、热洗防蜡、液体化学清防蜡（垢），甚至电缆加热防蜡等来处理此类问题，而上述几种防蜡防垢技术在生产过程中均存在不完善之处。机械防蜡清垢技术是靠机械运动清理抽油杆上蜡垢，由于蜡垢刮落后易落入泵筒造成卡泵，从而引起作业；热洗清蜡技术存在着入井液污染油层，特别是漏失量大的油井不能建立循环问题；液体化学清防蜡虽然工艺简单，但液体药剂是从油套环空中加入很难迅速作用于下部结蜡区，加之加药繁锁工作量较大，很难适应现代油井生产管理的问题；电缆加热防蜡技术效果明显，但耗电量大，作业费用高。针对上述问题，开发出了新型油井防蜡防垢装置，克服了上述清蜡防垢技术的缺点，达到清蜡防垢的目的。
防蜡防垢装置的基本结构及工作原理
1、基本结构
清蜡防垢器主要由浓缩固体防蜡药块、浓缩固体防垢药块及机械装置组成，机械装置内部包含液流增速装置。液体可通过装置下方通过中心管及环空两个方向流出，进入泵体后排出（图1）。
2、药剂防蜡防垢机理
防蜡块是一种将油基清防蜡剂和水基清防蜡剂乳合在一起的新型固体产品，以混合芳香烃作油相，乳化剂（有清蜡、防蜡作用的表面活性剂）作水相，在油井结蜡以下温度达到或超过它的浊点，在油井中液体（产出水）通过清、防蜡块时，能够缓慢地释放出有效物，从而使这种混合型清、防蜡块分出两种清防蜡剂同时起作用，达到清、防蜡效果。这样既克服了油基清防蜡剂有毒、易燃易爆的缺陷，也避免了水基清防蜡剂低效、成本高的不足。
防垢块在产出水中解离后的阴离子与成垢的阳离子通过反应加络合作用，产生稳定的水溶性环状结构大分子物质，将成垢的阳离子稳定的存在于产出水介质中，并随产出水来到地面，是络合增溶作用以及晶格畸变共同作用的结果。络合增溶作用是防垢剂中的阻垢成分和钙镁离子能生成很稳定的络合物，因此降低了水中钙镁离子的浓度，使水中析出碳酸钙等沉淀的可能性减小了。同时还能和已经形成碳酸钙晶体中的钙离子作用，这种作用时的碳酸钙小晶体在与其它碳酸钙微晶体碰撞过程中，难于按严格的晶格排列次序排列，故而不易生成碳酸钙的大晶体。由于碳酸钙晶体只能保持在小颗粒范围内，因此就相应地提高了碳酸钙结晶在水中的溶解性能和晶体颗粒溶解性能的效应，也就是对一定量的水可以使更多的碳酸钙稳定在水中而不析出。
3、流速防蜡防垢机理
在油层与地表压差及抽油机总功率不变的前提下，油管内简化其他因素，可视为有压恒定流，适用于实际流体总流伯努利方程的各项解。进入新型油井防蜡防垢装置后的原油处在加速度运动状态，当原油从液流增速装置喷出时，其速度一般要比初始速度大1-2个数量级。
原油流速提高有利于防蜡防垢。参考流速与结蜡量关系曲线⑴（见图2），在析蜡范围内，析蜡量与流速近似呈正态分布。当流速达到一定值后，随流速增加，析蜡量急剧下降。经计算，油井日产液大于2.4方，液流增速装置就能将流速提高到30cm/s这个临界速度之上。结蜡与结垢具有相似机理，都经历晶核形成、聚集、管壁吸附、扩展等过程，如果提高流速至一定程度，就能在一定程度上抵制蜡晶和垢层的形成。
4、现场运用及效果
该装置在首次应用于冀东陆上油田，主要选取出蜡、结垢油井（表1）。
在可对比的30井次中，平均洗井周期由86天延长至132天，大大降低了洗井周期，降低了油井维护费用。通过现场跟踪发现，该装置内化学药剂，溶蚀均匀，无其他大颗粒杂志产生。
5、结论
新型油井防蜡防垢装置用于含蜡、结垢油井，改善原油流动性、降原油凝固点。结蜡量、结垢量的降低，使上下行电流下降，载荷减轻，达到油井增产的目的。同时，也有效延长了清蜡周期，减少了因蜡卡、垢卡造成的检泵维护措施。
作者简介
何海燕（1983年1月），女，工程师，2007年毕业于西南石油大学资源勘查专业，目前从事油田采油工艺工作。
参考文献
[1] 万仁溥主编.采油工程手册（精要本）.北京：石油工业出版社，2003.3.
[关键词]出蜡 结垢 防垢防蜡 装置
中图分类号：P715.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0350-01
前言
在油田生产实践中，油井出蜡、结垢问题始终影响油井正常生产，易造成油层渗透率下降、油井产量降低、地面设备负荷增大甚至卡泵躺井，从而增大油井维护成本。一般多采用机械防蜡清垢、热洗防蜡、液体化学清防蜡（垢），甚至电缆加热防蜡等来处理此类问题，而上述几种防蜡防垢技术在生产过程中均存在不完善之处。机械防蜡清垢技术是靠机械运动清理抽油杆上蜡垢，由于蜡垢刮落后易落入泵筒造成卡泵，从而引起作业；热洗清蜡技术存在着入井液污染油层，特别是漏失量大的油井不能建立循环问题；液体化学清防蜡虽然工艺简单，但液体药剂是从油套环空中加入很难迅速作用于下部结蜡区，加之加药繁锁工作量较大，很难适应现代油井生产管理的问题；电缆加热防蜡技术效果明显，但耗电量大，作业费用高。针对上述问题，开发出了新型油井防蜡防垢装置，克服了上述清蜡防垢技术的缺点，达到清蜡防垢的目的。
防蜡防垢装置的基本结构及工作原理
1、基本结构
清蜡防垢器主要由浓缩固体防蜡药块、浓缩固体防垢药块及机械装置组成，机械装置内部包含液流增速装置。液体可通过装置下方通过中心管及环空两个方向流出，进入泵体后排出（图1）。
2、药剂防蜡防垢机理
防蜡块是一种将油基清防蜡剂和水基清防蜡剂乳合在一起的新型固体产品，以混合芳香烃作油相，乳化剂（有清蜡、防蜡作用的表面活性剂）作水相，在油井结蜡以下温度达到或超过它的浊点，在油井中液体（产出水）通过清、防蜡块时，能够缓慢地释放出有效物，从而使这种混合型清、防蜡块分出两种清防蜡剂同时起作用，达到清、防蜡效果。这样既克服了油基清防蜡剂有毒、易燃易爆的缺陷，也避免了水基清防蜡剂低效、成本高的不足。
防垢块在产出水中解离后的阴离子与成垢的阳离子通过反应加络合作用，产生稳定的水溶性环状结构大分子物质，将成垢的阳离子稳定的存在于产出水介质中，并随产出水来到地面，是络合增溶作用以及晶格畸变共同作用的结果。络合增溶作用是防垢剂中的阻垢成分和钙镁离子能生成很稳定的络合物，因此降低了水中钙镁离子的浓度，使水中析出碳酸钙等沉淀的可能性减小了。同时还能和已经形成碳酸钙晶体中的钙离子作用，这种作用时的碳酸钙小晶体在与其它碳酸钙微晶体碰撞过程中，难于按严格的晶格排列次序排列，故而不易生成碳酸钙的大晶体。由于碳酸钙晶体只能保持在小颗粒范围内，因此就相应地提高了碳酸钙结晶在水中的溶解性能和晶体颗粒溶解性能的效应，也就是对一定量的水可以使更多的碳酸钙稳定在水中而不析出。
3、流速防蜡防垢机理
在油层与地表压差及抽油机总功率不变的前提下，油管内简化其他因素，可视为有压恒定流，适用于实际流体总流伯努利方程的各项解。进入新型油井防蜡防垢装置后的原油处在加速度运动状态，当原油从液流增速装置喷出时，其速度一般要比初始速度大1-2个数量级。
原油流速提高有利于防蜡防垢。参考流速与结蜡量关系曲线⑴（见图2），在析蜡范围内，析蜡量与流速近似呈正态分布。当流速达到一定值后，随流速增加，析蜡量急剧下降。经计算，油井日产液大于2.4方，液流增速装置就能将流速提高到30cm/s这个临界速度之上。结蜡与结垢具有相似机理，都经历晶核形成、聚集、管壁吸附、扩展等过程，如果提高流速至一定程度，就能在一定程度上抵制蜡晶和垢层的形成。
4、现场运用及效果
该装置在首次应用于冀东陆上油田，主要选取出蜡、结垢油井（表1）。
在可对比的30井次中，平均洗井周期由86天延长至132天，大大降低了洗井周期，降低了油井维护费用。通过现场跟踪发现，该装置内化学药剂，溶蚀均匀，无其他大颗粒杂志产生。
5、结论
新型油井防蜡防垢装置用于含蜡、结垢油井，改善原油流动性、降原油凝固点。结蜡量、结垢量的降低，使上下行电流下降，载荷减轻，达到油井增产的目的。同时，也有效延长了清蜡周期，减少了因蜡卡、垢卡造成的检泵维护措施。
作者简介
何海燕（1983年1月），女，工程师，2007年毕业于西南石油大学资源勘查专业，目前从事油田采油工艺工作。
参考文献
[1] 万仁溥主编.采油工程手册（精要本）.北京：石油工业出版社，2003.3.