三種驅(qū)替方式下熔蠟實驗研究

油田開發(fā)進入中后期，特別是隨著化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的工業(yè)化推廣和開發(fā)規(guī)模的不斷擴大，結(jié)蠟影響油井生產(chǎn)已成為常見的破壞性問題[1～3]，尤其是驅(qū)替方式的改變，導(dǎo)致采出液性質(zhì)發(fā)生很大變化，油井結(jié)蠟日益復(fù)雜,清防蠟日益困難。目前最常用的清防蠟方法是熱洗泵洗井清蠟工藝[4,5]。但是傳統(tǒng)水驅(qū)油井的熱洗清蠟方法是否能適應(yīng)化學(xué)驅(qū)油井的清蠟，是急需解決的問題。

為了確定合理的熱洗參數(shù)，保證洗井效果，本研究選擇水驅(qū)、聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)(簡稱三元驅(qū))三種驅(qū)替方式開展了熔蠟實驗研究。通過對原油性質(zhì)的分析，確定原油結(jié)蠟的原因及影響因素；通過室內(nèi)熔蠟實驗，觀察熔蠟時間、熔蠟溫度及在不同溫度下的熔蠟速度，確定油井清蠟所需的溫度，擬為現(xiàn)場確定油井的熱洗參數(shù)提供依據(jù)，保證熱洗效果乃至油井的正常生產(chǎn)。

1 實驗

1.1 水浴熔蠟實驗

將恒溫水浴升溫到一定的溫度，然后放入裝有50 mL水的燒杯，預(yù)熱15 min。稱取2.00 g蠟樣，將其制成致密的球形后放入燒杯中，記錄蠟樣的熔解時間，并求得蠟樣的熔解速度。分別考察了溫度為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃時蠟樣的熔解速度。對于難熔蠟樣，觀察其30 min的熔解情況。

1.2 烘干熔蠟實驗

將烘箱升溫到一定的溫度，然后掛進用鐵絲自制的螺旋狀小勺，預(yù)熱15 min。稱取2.00 g蠟樣，將其制成致密的球形后放入小勺中，記錄蠟樣的熔解時間，并求得蠟樣的熔解速度。分別考察了溫度為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃時蠟樣的熔解速度。對于難熔蠟樣，觀察其60 min的熔解情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 原油性質(zhì)分析(表1)

表1 各驅(qū)替方式的原油性質(zhì)分析

從表1可以看出：(1)各驅(qū)替方式油井油樣的飽和烴含量、析蠟點、凝點：三元驅(qū)≈聚合物驅(qū)>水驅(qū)，這是因為三元驅(qū)、聚合物驅(qū)提高了波及系數(shù)，較小狹縫中的輕質(zhì)組分也能被驅(qū)替出來，因而三元驅(qū)、聚合物驅(qū)的飽和烴含量較水驅(qū)的稍高；此外，飽和烴含量越高，其析蠟點、凝點也越高，這是因為蠟主要為大于C16的正構(gòu)烷烴；(2)各油樣的運動粘度：三元驅(qū)>聚合物驅(qū)≈水驅(qū)，這是因為粘度與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量有關(guān)，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量越高，其粘度也越大;同時，粘度與組分的分子量也有很大關(guān)系，三元驅(qū)原油粘度最大，說明組分分子量大，驅(qū)油效果很好；(3)各油樣的相對密度：水驅(qū)≈三元驅(qū)<聚合物驅(qū)；(4)各油樣含蠟量：聚合物驅(qū)>水驅(qū)>三元驅(qū)。從表1數(shù)據(jù)知聚合物驅(qū)油井飽和烴含量較高，因此其蠟含量也相對較高，理論上三元驅(qū)油井蠟含量也應(yīng)較高，但實際卻最低，這可能是因為表面活性劑影響了蠟的析出。

2.2 熔蠟實驗

2.2.1 三元驅(qū)1#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察1#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關(guān)系，結(jié)果見圖1。

圖1 三元驅(qū)1#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關(guān)系

從圖1可以看出：(1)1#井蠟樣在同一深度處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快，溫度越高越易熔解。(2)蠟樣的水浴熔解速度一直快于烘干熔解，可能是因為在水浴熔蠟中當蠟開始熔解的時候，水能將熔解的蠟很好地分散開來，使未熔解的蠟繼續(xù)受熱直至熔解。而烘干熔蠟中熔解蠟只能靠重力的作用滴下，而且未熔解的蠟與已熔的蠟還有相互粘附的作用，因而烘干熔解時間比水浴熔解時間更長，熔解速度更慢。

2.2.2 聚合物驅(qū)2#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察2#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關(guān)系，結(jié)果見圖2。

圖2 聚合物驅(qū)2#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關(guān)系

從圖2可以看出：(1)2#井蠟樣在同一井深處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快，溫度越高越易熔解。(2)蠟樣的水浴熔解速度一直快于烘干熔解。(3)井深370 m處2#井蠟樣的水浴熔蠟和烘干熔蠟均出現(xiàn)了反常，井越深反而越易熔蠟。這可能是因為此蠟樣含雜質(zhì)較多，尤其是其中的水(蠟樣表面能見到水珠)影響了正常的熔蠟規(guī)律，使水浴熔蠟和烘干熔蠟產(chǎn)生了井越深所結(jié)的蠟反而熔得更快的現(xiàn)象。

2.2.3 水驅(qū)3#油井蠟樣的熔蠟實驗

考察3#井蠟樣水浴熔蠟和烘干熔蠟時熔解溫度與熔解速度的關(guān)系，結(jié)果見圖3。

圖3 水驅(qū)3#油井蠟樣熔解溫度與熔解速度的關(guān)系

從圖3可以看出：(1)3#井蠟樣在同一井深處，熔解速度隨著熔解溫度的升高而加快。(2)相對于取合物驅(qū)、三元驅(qū)，水驅(qū)所結(jié)出的蠟?zāi)軌蛟诟偷臏囟热刍?3)隨著熔解溫度的降低，不同深度蠟樣的最終熔解速度均逐漸減緩直至不能熔解。(4)熔蠟溫度范圍為60～80℃，所需時間為4～6 min。水浴熔蠟實驗中，在同一溫度下，隨著井深的增加，蠟樣的熔解速度也相對減緩；而烘干熔蠟并不符合這個規(guī)律，其原因可能是熔解介質(zhì)不同而造成的。

2.3 不同驅(qū)替方式油井蠟樣的水浴熔蠟對比

2.3.1 不同驅(qū)替方式油井中部蠟樣的水浴熔蠟程度分析

對各取樣井中部(400 m左右)蠟樣的水浴熔蠟的初熔溫度、熔蠟溫度、熔蠟時間、熔蠟程度進行了對比分析，如表2所示。

表2 不同驅(qū)替方式油井中部蠟樣水浴熔蠟實驗結(jié)果對比

從表2可以看出，三元驅(qū)和水驅(qū)油井蠟樣的初熔溫度比較高，聚合物驅(qū)初熔溫度相對較低。三元驅(qū)油井蠟樣在70℃時11.33 min全熔，聚合物驅(qū)油井蠟樣在70℃時9.7 min全熔，水驅(qū)油井蠟樣在65℃時10.38 min全熔，因此，各驅(qū)替方式油井中部蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅(qū)>聚合物驅(qū)>水驅(qū)。

2.3.2 不同驅(qū)替方式油井深部蠟樣的水浴熔蠟程度分析

對各取樣井深部(750 m左右)蠟樣的水浴熔蠟的熔蠟溫度、熔蠟時間、熔蠟程度進行了對比分析，如表3所示。

表3 不同驅(qū)替方式油井深部蠟樣水浴熔蠟實驗結(jié)果對比

從表3可以看出,在同一溫度條件下，油井深部蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅(qū)>聚合物驅(qū)>水驅(qū)，這與油井中部蠟樣的水浴熔蠟規(guī)律一致。

綜合分析可知，對于三種驅(qū)替方式下的油井，熱水洗井時的溫度至少應(yīng)達到蠟樣的初熔溫度，才可以使析出的掛在油管和抽油桿上的蠟從軟化到開始熔化；如果想取得好的熱洗效果，熱洗溫度應(yīng)該達到桿、管上的蠟?zāi)苋咳刍臏囟?。因此，三元?qū)和聚合物驅(qū)油井的熱洗溫度應(yīng)達到70℃，水驅(qū)油井應(yīng)達到65℃。

3 結(jié)論

(1)隨著油井深度的增加，各驅(qū)替方式下油井蠟樣的熔解速度均相應(yīng)減緩，完全熔解時間延長；對同一深度蠟樣，熔解速度隨溫度的降低而逐漸減緩。

(2)各驅(qū)替方式油井蠟樣水浴熔蠟的困難程度依次為：三元驅(qū)>聚合物驅(qū)>水驅(qū)。

(3)三元驅(qū)和聚合物驅(qū)油井熱洗溫度應(yīng)達到70℃，水驅(qū)油井應(yīng)達到65℃。

(4)現(xiàn)場實際生產(chǎn)過程中，如洗井液溫度不能達到各驅(qū)替方式下的最低熔蠟溫度，建議考慮其它的清防蠟方法，以保證油井的正常生產(chǎn)。

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