一種可用于海上油田的石油防蠟技術(shù)

王穎(遼河油田鉆采工藝研究院儀表所，遼寧 盤錦 124010)

一種可用于海上油田的石油防蠟技術(shù)

王穎(遼河油田鉆采工藝研究院儀表所，遼寧 盤錦 124010)

由于傳統(tǒng)的防蠟、清蠟技術(shù)，在海上油井開采的應(yīng)用中存在一定的局限性。根據(jù)海上油井采油的特殊條件，研制了一種適合于海上油井的Enercat防蠟技術(shù)，能有效地控制和清除油井中石蠟的產(chǎn)生，安裝后無需后續(xù)維護(hù)。

海上油田；防蠟 ；Enercat技術(shù)

油井投產(chǎn)后，產(chǎn)出液在舉升過程中，隨著溫度的逐漸降低，原油開始析蠟，并在生產(chǎn)過程中石蠟沉淀變得越來越明顯，直至井筒嚴(yán)重結(jié)蠟，影響油井的正常生產(chǎn)。解決這個(gè)問題的傳統(tǒng)辦法有：一是注射熱油進(jìn)入油井鉆孔來溶化石蠟沉淀；二是每天/或定期注入化學(xué)藥品。而這些傳統(tǒng)的防蠟、清蠟技術(shù)，在海上油井開采的應(yīng)用中則存在更大的局限性。海上油井生產(chǎn)要求長(zhǎng)期不動(dòng)管柱，最大程度地減少維護(hù)作業(yè)，增加產(chǎn)油量。根據(jù)海上油井采油的特殊條件，研制一種適合于海上油井的防蠟技術(shù)是十分必要和迫切的。

1 結(jié)蠟分析和Enercat原理

石油原油含有4個(gè)組份，即石油成分、樹脂、瀝青和前瀝青烯。原油的化學(xué)和物理特性在很大程度上取決于每個(gè)組分的相對(duì)含量和特性。如圖1所示，在內(nèi)核外面是碳?xì)滏?，它是按向外輻射的方向排列的。在每一個(gè)碳?xì)滏溎┒说耐膺?，?fù)電荷與水分子鍵合。有時(shí)，這些鍵合的負(fù)電荷有氧、硫和氮等。由于電子感應(yīng)力，在固定不變的碳?xì)滏溨g，有著許多自由的碳?xì)滏湵蛔钃踉谥g。膠束的中心可能是金屬，粘土或者水?；咎攸c(diǎn)是分子極性基團(tuán)都集中朝向膠束體的中心。這經(jīng)常被稱名為“油在外、水在內(nèi)”，或“水在油中”的乳化液。當(dāng)壓力和溫度足夠高時(shí)，膠束體處于穩(wěn)定液相。隨著壓力和溫度的下降，內(nèi)部的水就變得不穩(wěn)定，膠束體膨脹，碳?xì)滏湹目障对黾?，電子感?yīng)力變小，從而使自由碳?xì)滏溼尫懦鰜?。接著，所有的自由碳?xì)滏湆⒁来芜B在一起，增加鏈長(zhǎng)，從而使石蠟和水將從“油-水”乳化液中釋放出來，石蠟此時(shí)就會(huì)在溫度降低的情況下固化和沉積。

圖1 石油分子電荷分布

圖2 經(jīng)Enercat技術(shù)后石油分子電荷分布

Enercat組份主要由鈀、鐒、鉑、白金等貴重金屬和高性能石英晶體組成，這些貴金屬和石英晶體被封裝在熔鋁里模件里。由石英晶體產(chǎn)生永恒的微能量。這個(gè)微弱持久的能量能使鍵合的水分子和膠束結(jié)構(gòu)變得比原先狀態(tài)更加穩(wěn)定，并在經(jīng)受溫度和壓力的下降時(shí)，仍保持原穩(wěn)定的液相狀態(tài)。Enercat微弱的振動(dòng)能量能使6到24個(gè)水分子在一個(gè)大于7.8g力的作用下鍵合形成一個(gè)延長(zhǎng)了的冰晶。這個(gè)冰晶即使在沸騰的水中也能存在而不會(huì)消失。這個(gè)冰晶在兩端載有正、負(fù)電荷。這樣，無機(jī)粒子將附著于冰晶，而不再附著于管道內(nèi)壁。在每個(gè)冰晶上，無機(jī)粒子將形成一個(gè)針狀晶體。在顯微鏡下觀察，它們看起來象細(xì)小的、針狀的鱗片。這些針狀晶體沒有足夠的能力鍵合到管道內(nèi)表面。高的流速和高的壓力不會(huì)減少冰晶的形成，而只有由Enercat產(chǎn)生的振動(dòng)才能打破冰晶的鍵合。試驗(yàn)表明，經(jīng)過Enercat，石油的狀況在地面和地下是完全接近的，石油和水的膠狀結(jié)構(gòu)將保持穩(wěn)定；隨著它們向上流經(jīng)井眼甚至地面管線，造成沉積的成分都不會(huì)從流體中釋放出來。

2 Enercat管具

Enercat管具配置J55管道和EUE8圓螺紋連接方式。定制完成的Enercat關(guān)具基本幾何尺寸和參數(shù)如表1：

表1 Enercat管具參數(shù)

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

由于對(duì)海上油井的生產(chǎn)有更高的安全、環(huán)保方面要求，不允許對(duì)海上油井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。因此選擇了與海上油藏情況非常相似的海南3塊的海12-3井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過對(duì)海南三塊25-17井?dāng)?shù)據(jù)的評(píng)定和分析，我們確認(rèn)該井是適合應(yīng)用Enercat技術(shù)，樣井基本數(shù)據(jù)如下：

當(dāng)前產(chǎn)量：油-4m3/天；水-14m3/天；生產(chǎn)系統(tǒng)：桿泵；

射孔井段深度:2563.6 to 2705.8米；生產(chǎn)套管尺寸：177.8mm；

油管：73mm；流體性質(zhì)：中等比重原油，石蠟15.28%，瀝青7.24%。

對(duì)上述該井?dāng)?shù)據(jù)的研究評(píng)價(jià)后，串聯(lián)形式安裝2個(gè)73mm長(zhǎng)的Enercat管具作為泵底部的尾部接頭，安裝時(shí)請(qǐng)確保在Enercat管具和泵之間有一個(gè)至少10米的標(biāo)準(zhǔn)短尺管。注意：泵筒不要直接進(jìn)入Enercat管具，否則會(huì)限制管具的效果。將Enercat工具下入海12-3井內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，截至目前已有六個(gè)多月，試驗(yàn)前后進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)效果跟蹤。從試驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)分析可知，安裝新型石油防蠟Enercat工具前：該井平均每天加藥9.6Kg，一周洗井4次，平均上下行電流為52/50A；安裝防蠟器Enercat工具進(jìn)行試驗(yàn)后：現(xiàn)場(chǎng)停止加藥和洗井，該井的上下行電流為53/49A與試驗(yàn)前基本保持一致，油井仍保持正常生產(chǎn)，說明試驗(yàn)的Enercat管具防蠟器有較好的降凝防蠟效果。

4 結(jié)語

Enercat技術(shù)完全可推廣到海上油井的防蠟應(yīng)用。也可用于任何有沉積問題的油井，如雙層完井、定向井、水平井、水源井和注水井等。除了電動(dòng)潛入泵，Enercat工具可工作于任何自噴井或抽油系統(tǒng)。每個(gè)應(yīng)用均根據(jù)管道系統(tǒng)尺寸、流量和流體性質(zhì)而設(shè)計(jì)定制。另外，Enercat既可安裝在泵的吸入端下部或泵的出口上部，也可以作為油管柱的尾部節(jié)頭。安裝極為簡(jiǎn)單，同時(shí)，Enercat管具不需要外部動(dòng)力源、維護(hù)和服務(wù)，值得廣泛推廣。

[1]張懷文,周江等.國(guó)外油井清防蠟工藝最新進(jìn)展.新疆石油科技，2003(3)：13.

[2]王仲?gòu)V.清防蠟工藝技術(shù)淺談.精細(xì)與專用化學(xué)品，2011 (11)：19.

王穎（1983-），女，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）無線電物理專業(yè)，目前為工程師，現(xiàn)在遼河油田公司鉆采工藝研究院儀器儀表所檢定中心從事儀器檢定工作。