淺談油井清防蠟劑的研究現狀及發展方向

范天龍

（玉門石油分公司油田作業公司，甘肅 酒泉 735100）

我國開采的油氣中蠟含量不低，很多地區發掘出來的油氣含蠟量遠遠高于標準。主要因為蠟在油氣中的儲存狀態是氣態，在油氣開采過程中能夠沿著油管進入收集的原油中。油氣處在被開采階段，其溶解蠟的能力隨著壓力減小而減小，再加上這蠟隨著溫度的降低開始結晶，經過長時間變化發生沉淀，對油氣的含量純度造成影響。

1 石蠟堆積給石井帶來的危害

蠟通常以液體狀態分布于油氣中，不會發生結晶沉淀等化學現象。然而一旦油氣被開采，其中含有的蠟會隨著油管被開發出來，隨著開采工作的進行，蠟受到的壓力越來越小，生存環境的溫度也越來越低，便會發生結晶反應，在油氣中發生沉淀，會給油井的產油量造成消極后果，甚至還會使采油工作無法進行。

2 油井清防蠟劑的研究現狀

2.1 油井中出現蠟的原理

在采油工作即將完成時，油井中的壓力以及溫度等環境會發生變化，再加上采油工作導致的地理變化，使整個油井中蠟結晶的內部機理發生了改變，并且結蠟的分布范圍也得到增大。當蠟在開采的油氣中溶解時，會變成有固定形狀的晶體蠟分子，成為油井中蠟堆積的重要因素。在蠟慢慢結晶完成后，其在油氣中沉積的原理主要依靠2 種吸附方式：液滴吸附和薄膜吸附。以下2 種吸附方式做簡要介紹。

（1）液滴吸附。液滴吸附指由于采油設備的影響，尤其會液化成乳狀，隨著油管從油井中上升，這個過程中會產生一定的能量，而懸浮在油管中的液滴會受到這個能量的作用而與油管接觸。經過研究與計算，一滴與油管口相距10m的小液滴可以與油管壁碰撞達到50 次左右。經過碰撞，含有石蠟的小液滴會被吸附在油管表面，久而久之，石蠟也就堆積在了油管壁上。

（2）薄膜吸附。薄膜吸附指放油氣液化成乳狀的液滴之后和采油管的表面以及采油的機器發生碰撞，生成2 種有一定差異的定向層。油滴中含有的烴類物質中含有未被吸附到采油管表面的活性物質，具有親水性質，可與新生成的油面相結合。此時油管的2 個金屬表面都會生成活性物質，慢慢向周邊擴散，一旦周圍的溫度達到石蠟的結晶點，油面上將會出現一層蠟膜。

2.2 油井清蠟試劑的種類

（1）化學清蠟劑：①乳狀清蠟劑。以乳液形態存在的試劑，依靠將開采的油氣乳化的原理，是近幾年才被發明并且得到廣泛使用的一種清蠟劑。乳狀清蠟劑有內相和外相，2 種材料的種類與作用不同。內相的除蠟作用比較強，而外相則使用蠟表面的活性物質，兩者結合即可形成乳液狀的內部呈油狀，外部呈水狀的清蠟劑。其優點在于不僅充分利用了石蠟中烴類物質中活性試劑以及有機溶液的除蠟作用，而且大大降低了這些溶劑會給人的身體造成的危害。②水型清蠟劑。以水作為清除石蠟的溶劑，借助石蠟表面的活性物質再加上一些能夠與之融合物質并且顯堿性的清蠟劑。其中石蠟表面的活性物質起到的作用是潤滑和轉化作用，使得具有石蠟結晶物質的表面轉化成清水，幫助除去石蠟物質。與此同時，水型清蠟劑還能使石蠟表層的張力下降，一些活性分子能夠進入石蠟分子結構內部，進而降低石蠟分子與吸附表面的化學力，最終造成脫落。表面活性物質主要是由陰陽離子組成的離子型物質。互相融合的物質的主要功效是使油氣和水能夠更好地融合在一起，通常含有酒精、二乙二醇乙醚等分子的物質可以作為促融劑。最后，水型清蠟劑中含有的堿性物質能夠與油氣中存在的瀝青等具有極性分子的物質發生化學反應，而這些反應最后生成的物質便會分布在水面上，常見的堿性物質有硅酸鈉等硅酸鹽以及磷酸鈉等等。

（2）化學防蠟劑：①表面活性物質防蠟劑。表面活性物質的防蠟劑大致可以分成2 種：一種是水溶性的表面活性物質防蠟劑；另一種是油溶性的表面活性物質防蠟劑。對于水溶性的表面活性物質防蠟劑，其主要發揮著2 方面作用：第一是由于這種類型的防蠟劑擁有兩親的分子結構，水能夠在石蠟晶體的旁邊生成外表面為極性基團，內表面為非極性基團的吸附面，其中外表面能夠高效率地將反應機制中產生的水都吸附起來，進而生成一個以活性分子組成的薄膜，這個薄膜可以有效防止石蠟分子的結晶沉淀過程；第二是對于油溶性表面物質的防蠟劑來說，其作用機理是能夠在石蠟附著的物體表面進行吸附作用，使石蠟晶體的表面形成一層極性薄膜，呈現非極性的石蠟無法在物體的表面繼續吸附結晶沉淀，這種防蠟劑最主要的優勢就是可以有效抑制石蠟晶體沉淀的進一步形成。②芳香型烴類防蠟劑。芳香型烴類防蠟劑工作的主要原理是：該試劑先在石蠟分子最終析出晶體之前就已經大量存在于油氣當中。而當石蠟晶體析出后，這種防蠟劑使晶體都呈現散開分布的情形，懸浮在油氣表層。由于晶體晶核形成過程具有吸附作用，防蠟劑又可以順利參與晶核的形成，從而打亂其生成軌跡，使晶核無法呈現出正常的形態，也沒有辦法自然生長，這樣就達到了防蠟的效果。

3 油井清防蠟劑的發展前景研究

截至目前，對于油井清防蠟劑的發展，國內外的學者都做了很多具體研究，并且在這些不斷觀察的過程中也生產出了很多新型清防蠟的產品，然而依舊沒有得到一個令人非常滿意的結果。現階段，存有的絕大部分清防蠟劑要么就是作用效果過于單一，要么就是安全風險過高，亦或是選擇性大等。以水型清蠟劑為例，雖然作用機理比較科學合理，但是主要的作用物質成本過高，并且需要的濃度大，使這種清蠟劑投入市場使用后收效甚微，并沒有長遠光明的發展前景。而乳狀清蠟劑的優勢就比較明顯，不僅除蠟效率高，而且安全性比較大、毒性也小，在未來可以得到很好的發展。未來清防蠟劑的研究生產大致方向是：以乳狀清防蠟劑為基礎，制造出清防蠟效率高、效果穩定、毒性低、安全性有保障，并且容易保存的清防蠟劑；制造出分子內部有多條支鏈，分子成星型構造或者梳型構造看的防蠟劑，這些都能夠提升防蠟的效果。要做到這些，就需要工作者對油井清防蠟劑做以下研究：（1）對石蠟結晶沉淀的微觀結構和清防蠟劑的作用機理進行更深層次的探究，找到研發生產新式清防蠟劑的理論依據。（2）積極優化水型清蠟劑的原料物質，研制出成本更加合理、功效更加優良的石蠟表面活性物質，使清蠟劑的效果得到提高的同時還能降低生產成本。（3）積極開發并利用天然高分子物質，并將其運用到新型防蠟劑的生產中去，降低防蠟劑的毒性，提高防蠟的效果。利用天然高分子，使防蠟劑原本的內部分子的鏈狀結構得到改變，進而呈現出星型或者梳型的狀態，使生產的新型防蠟劑應用范圍更廣泛，優化清防蠟效果。（4）積極展開對清防蠟工作的研究討論，試著將多種清防蠟的方法進行科學合理的融合，觀察是否能夠得到更好的清防蠟結果。

4 結語

綜上所述，對于油氣行業來說，相關的研發人員應該積極研制出對環境更加友好、清防蠟效果更好、功能應用更加廣泛的清蠟劑，以滿足我國社會市場發展的需要,使清防蠟劑的發展前景有所保障。