聚合物驅油井復合藥劑清蠟技術探討

曾憲智

(第二采油廠工程技術大隊,黑龍江大慶 163000)

聚合物驅油井復合藥劑清蠟技術探討

曾憲智

(第二采油廠工程技術大隊,黑龍江大慶 163000)

本文提出了聚驅井結蠟嚴重對油田生產的危害,通過分析影響聚驅油井結蠟程度的不同因素,簡述了高效復合解堵劑的所應具備的功能、主要成分及個成分的溶蠟機理,優化現場操作工藝,核定標準使用劑量,評價經濟效益,得出幾點綜合性結論。

聚驅油井結蠟 復合藥劑清蠟 低風險解堵

1 問題的提出

隨著大慶油田聚驅開采規模的不斷擴大,聚驅油井出現蠟卡井數不斷增加,使油田生產增加了的管理成本,并且蠟卡井在作業過程中易發生飛桿傷人事故,又為油田增加了安全成本。本文將通過分析聚合物驅油井的結蠟機理,研究蠟的組成及影響蠟沉積的因素,提出使用復合藥劑方式清蠟的理論依據,要求其有效成分能夠使沉積在油套環空內的蠟快速溶解,同時該藥劑成分確保安全無毒,克服以往所用的清蠟劑易燃、易爆、有毒等缺點,實現施工過程高效安全環保。

2 聚合物驅油井結蠟機理

在原油開采過程中油井結蠟現象是不可避免的,影響石蠟沉積的因素有很多,其主要影響因素有原油的性質、油溫和流動壓力3個主要因素。概括而言有以下幾點。

(1)油管外環境溫度越高,油溫與管外溫度的溫差越小,結蠟的速率也越小。在低于析蠟點溫度的情況下含蠟原油的結蠟速率正相關于油溫與管外溫度的溫差。

(2)當管外溫度恒定時,管線中原油的流速對結蠟速率影響較大,流速低時結蠟速率加大,同樣流速下,蠟沉積的膠結強度越大,結蠟速率極大值越大。

(3)油管表面的粗糙程度影響結蠟程度,表面粗糙的管道更易結蠟。

為了降低油井在開采過程中結蠟程度,通過開采實踐經驗的總結和對油井結蠟理論知識的掌握,可從以下幾方面入手。

(1)降低油蠟晶體的析出。在原油開采的過程中,充分利用提升油管溫度、增加壓力等措施,使原油流動的溫度高于原油中蠟的溫度,從而阻止油蠟的析出,防止油蠟產生。

(2)提高油管表面的光滑度。摩擦力是阻礙物體流動速度的重要因素,由此而言,油管表面越粗糙,原油的流動速度就減緩,越容易造成蠟的沉積。因此要創造不利于蠟在油管表面沉積的條件,提升油管表面的光滑度,及時清理油管表層,抑制油臘的產生。

(3)利用化學方法和物理方法相結合的方式抑制油井結蠟。在油井開采過程中,油蠟形成過程中是很長的沉積附著過程,在此階段中加入防止油蠟聚集的抑制劑,或者是利用增加原油稠度、提高管道溫度等物理方式抑制蠟的析出與沉積,降低沉積速度。

3 高效復合溶蠟劑溶蠟機理

根據以上篇章的分析,注入井下清蠟的高效復合溶蠟劑應該能夠溶解復雜成分及各種雜質混合物、能夠破壞蠟質大分子團、提高石蠟在混合藥劑中的溶解度、降低油管表面摩阻。

首先復合高效溶蠟劑是化學清蠟劑,主要成分要包括蠟晶溶蠟劑、重油蠟晶分散劑、油溶性分散劑、全氟辛酸酯互溶劑、液體石蠟、表面活性劑等成分,分散、清除沉積粘附在桿管上沉積物中的膠質、瀝青質和蠟,使其完全溶解在溶劑中,同時起到降凝及降粘的作用。這些成分主要分為油基溶蠟劑類、水基清蠟劑類及表面活性劑類。

油基溶蠟劑主要由各種溶蠟劑和分散劑組成,是起到主要清蠟作用的組分。其本身雖不能改變蠟的熱力學性質,但由于電化學作用,通過電子遷移使大分子的極性減弱或消除,使液體中的蠟質大分子團減小和松散,在溫度降至析蠟溫度時,結晶的速率減緩,蠟晶變小,延緩小蠟晶聚集成大塊蠟晶。如果析出的蠟晶足夠小,而且團聚成塊的傾向弱,在同性相溶作用下,會懸浮在液體中,并隨液體流出。

水基溶蠟劑由水溶性藥劑組成,是起到綜合輔助功效的組分。通過液體組分的電負性差產生的靜電位催化特性,通過電化學的方式使液體和液體中含有的其它物質的特性發生改變,于是液體中的固相顆粒受其影響處于懸浮狀態或溶解狀態,表觀上凝固點大幅度地降低,結構強度降低,不易組成大網格結構,改善低溫流動性,降低凝固點,使蠟晶不再沉淀或吸附到管壁或其他設施的金屬表面上。

表面活性劑的作用是幫助有機溶劑沿沉積蠟中的縫隙和蠟與油井管壁的縫隙滲入進去以增加接觸面積,提高溶解速度,另外在溶蠟過程中,表面活性劑會附著在管壁表面形成表面光滑親水憎油的水潤濕層,既有助于沉積蠟從桿管表面脫落,又可有效的阻止蠟的吸附,防止解堵后二次沉積聚集,從而起到清防蠟的作用。

從高效復合溶蠟劑的溶蠟機理可以看出,溶蠟解堵過程屬于物理作用與化學作用同時進行,但過程平穩,無劇烈化學反應,不產生無有毒有害物質。

4 現場操作工藝制定

4.1 施工準備

根據選定井號的實際情況準備適量解堵劑,及各種加藥替液設備。

(1)一般蠟堵井,即歷次作業發現結蠟現象,因故障關井6個月以內,作業時洗井20MPa以上打不通的井,使用0.8-1t純解堵劑即可有效;(2)特殊井,即長關井時間在3年以上,需純解堵劑量達到1.5t。

4.2 施工步驟

(1)采用高壓泵車緩慢打入適量解堵劑;(2)完成藥劑注入后再追加打入2-3m3清水,使井下藥劑進一步循環充滿油套環空及油管內壁;(3)關井加封頂器靜置藥劑混合液,使藥劑與油套環空蠟塊充分反應,關井靜止期間每12h記錄實時套壓;(4)放壓確認套壓降至最低時,取下封頂器,采用80℃以上熱水15-20m3添加水溶性解堵劑低排量循環洗井;(5)套壓升至10MPa關井靜置藥劑,2小時后循環步驟4,直至套壓不再升高。

5 結論

5.1 施工過程安全環保

高效復合解堵劑是無毒無害性質穩定的集清防蠟功能于一體混合化學藥劑。操作工序與所需人員與熱洗基本相同,操作風險降低。

5.2 降低作業成本,增加經濟效益

蠟堵井解堵降低了因場地受限、隊伍緊張等待大修作業造成的大量關井時間,節省大修作業費用及強行拔卡后造成桿管絲扣傷害的額外管材費用,經濟效益顯著。

[1]陳濤平,胡靖邦.石油工程[M].北京石油工業出版社,2000.

[2]胡博仲.聚合物驅油采油工程[M].北京石油工業出版社,2000.

曾憲智，男，1988年9月出生，2010年7月畢業于東北石油大學資源勘查工程專業，現工作于黑龍江省大慶油田有限責任公司第二采油廠工程技術大隊，從事三次采油生產工藝技術的研發試驗與現場推廣工作。