伴生氣加熱裝置在永寧區塊油井結蠟中應用分析及清蠟技術探討

＊葉慶偉 高罡罡 曹光黎 周雪 范春高

（延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 717500）

碳氫化合物是原油的主要組分。故原油在生產過程中有氣體析出，溶解力降低導致石蠟析出，結蠟是由石蠟聚集和沉積所造成的，容易造成地層和生產設備堵塞，從而降低原油產量，油井故障、油井停產現象。根據永寧區塊油井結蠟情況有針對性地采取清蠟措施，有效解決油井結蠟問題，這對石油開采能力提升有助推作用，也將促進油田可持續發展。

1.油井結蠟機理及危害

原油中石蠟沉積是一非常復雜的問題，一是原油組成多樣性，各種組分對石蠟沉淀要進一步研究，二是沉積過程還有許多理論問題。

(1)采油井結蠟機理

原油中的蠟是以分子狀態溶解的，我們在原油開采過程中，隨著地層復雜情況和采油溫度的下降，溫度降到石蠟析出點時，石蠟就會結晶，從而被析出。當地層變化導致溫度、壓力繼續降低時，烴類分子很容易達到飽和點就會發生液體到氣體的氣化現象，蠟的溶解能力降低，石蠟微晶會大量的聚集，形成石蠟顆粒，顆粒逐漸增多，會不斷的沉淀聚集在采油井內的管壁和設備，當套管壁、油管壁、泵中結蠟量大的時候，抽油設備正常運行就會受到影響，嚴重的情況下在地層的油層中間都會形成蠟的沉積，就會影響油的運移通道，影響到油井產量。油層的膠質、泥砂、石蠟、瀝青等雜質混合，都是因為油井的結蠟呈黑色半固體和固體狀態，生產油井的井筒生產通道變小，那是因為油井結蠟所致，這無疑增加了油流阻力，采油井產然會降低，嚴重時堵塞井筒造成停產，油井的生產能力就會受到影響。之外，油泵吸進蠟塊，那么就會造成油泵堵塞或者漏失，就會出現減產或者不產液的現象。

石蠟溶解度關系式：

式中，Rp-石蠟的溶解度，g/100mL；

TV-溶劑的體積平均沸點，℃；

Tf-溶液溫度，℃；

Tm-石蠟的熔點，℃。

溫度下降，石蠟在原油中的溶解度降低，當溫度達到某一值即析蠟點時，溶液呈過飽和狀態，那么就會有固體石蠟析出，相反溫度升高，石蠟在油中溶解度增大，就會融入液體中，這樣容易從井中舉升到地面。

(2)結蠟的危害

地層滲透率低說明本油層原油含蠟量高，二者之間是呈反比例關系，滲透率越低那么原油采出量就會降低，蠟在沉淀過程中，很容易堵塞產油口，降低原油采出效率，影響井的產能。蠟大量聚集到產油通道后，很容易造成抽油桿斷脫和卡泵等問題，開采設備的損壞就是結蠟嚴重，同時就會影響到我們石油開采，無形中開采成本就會增加。

2.油井結蠟的主要影響因素

(1)原油性質

原油融蠟主要靠烴質餾分能，天然氣分離速度使得地層壓力下降，從而降低原油的熔蠟能力，原油中的石蠟析點升高會出現較為嚴重的結蠟。

(2)地層溫度

結蠟的直接原因就是地層的溫度，出現蠟析出現象時地層溫度低于石蠟析出溫度，反之油井也就不會結蠟。原油生產成分變化，石蠟析出的溫度也是會變化的。

(3)原油所含成分

地層的原油中含有瀝青質、膠質，析出的石蠟和瀝青質膠質有一定關聯，因為瀝青質是再生聚合物，它不溶于油，有緩解結蠟作用。膠質是與蠟析出溫度有關系，膠質含量越高析蠟溫度就會越低，當原油溫度高于蠟析出溫度時就不會出現蠟析出現象。膠質瀝青質，當結臘沉積時會增加硬度，那么清蠟難度也會增加。

3.永寧區塊結蠟分析

（1）XX采油隊長6油井650口，易結蠟油井125口。2019年4月-2020年4月因油井結蠟造成油井檢修共計65口，維修作業135井次，合計影響產量125.6t，作業費用110.2萬元，因油井結蠟造成產量下降的油井有42口，影響產量88.5t；2020年4月-2021年4月因油井結蠟造成油井檢修共計55口，維修作業121井次，合計影響產量130.2t，作業費用105萬元。因油井結蠟造成產量下降的油井有33口，影響產量68.8t。

（2）XX采油隊長6層油井625口，易結蠟油井145口。2019年4月-2020年4月因油井結蠟進行檢修作業共計52口，維修作業120井次，影響產量93.6t，作業費96.5萬元，因油井結蠟造成降產油井51口，影響產量91.8t；2020年5月-2021年4月因油井結蠟進行檢修作業55口，維修作業132井次，影響產量99.3t，作業費用105.6萬元。因油井結蠟造成降產的油井56口，影響產量100.8t。

（3）目前采用熱洗和地面刺洗對延長組油井進行清蠟，但熱洗周期不規律，地面清蠟后很快油井又開始結蠟，成本居高不下。

（4）油井防蠟措施。防止析出結晶體和抑制結晶聚集這是油井防蠟主旨，防蠟目的是把石蠟沉積破壞，不允許蠟的沉淀和析出。主要的方法是電磁防蠟、微生物、化學藥劑、設備涂層等，磁式不用通電，且使用方便、成本較低，石蠟磁場強度大，那說明它擁有的碳數越高，磁場方向和磁場度也越強。

4.項前油井清蠟技術應用

(1)機械清蠟

利用機械刮片對管壁上的蠟進行清理。桿柱進行改造，不僅可以刮蠟還可以扶正管柱，從而降低摩擦，減輕油井生產負荷。

(2)微生物清蠟

這個方法就是放入地層微生物破除原油中長碳機構和原油分子，通過代謝形成活性劑、有機質，能降低原油粘度，這樣原油易流動，同時可以化學反應，生成二氧化碳、氫氣等氣體，在原油流動過程中溶解，從而降低粘度并能清蠟，這是最經濟又能提高原油采收率，能有效降低油井因結蠟造成故障。生物法經濟成本低，能有效提高油井產量，微生物菌制劑無毒無害無副作用，也不會造成生態環境破壞。

(3)化學藥劑清蠟技術

這個定義就是在井內加入化學藥劑來清蠟，這樣的方法叫化學藥劑清蠟技術，我們是往油套環空或者生產管柱內加入化學制劑，主要起防蠟和清蠟作用，這個有解堵、降黏作用。

(4)熱力清蠟技術

顧名思義，就是在井內安裝熱力設備或者通過地面熱力設備對流體進行加熱到一定溫度注入井內，清蠟法就是通過利用熱力學能提高油管與油流溫度來清除油管壁積蠟的的方法，主要的方法有熱化學、蒸汽機、電熱器、熱液體循環方法，靠熱傳導辦法把熱量傳導給井筒從而提高原油溫度，熔化聚集的含蠟流體。目前這是探索出永寧區塊延長組油井成本最低、效果最佳的清蠟方法，不僅對油層和油井井下管柱進行了保護，還解決了油井結蠟的問題。

5.永寧區塊結蠟防范措施

（1）油區延長組油井結蠟機理及影響因素。根據井史、高壓物性、巖心、油區科研報告、文獻、采油作業參數等資料，發現本區塊油井結蠟主要是井口到井下300m之內溫度過低。

（2）對5口結蠟油井進行定期活性水熱洗（鍋爐車+活性水）（伴生器制加熱裝置），錄入熱洗參數，通過和歷史結蠟參數進行對比，分析后熱洗效果較好。

（3）對5口帶壓結蠟油井，安裝帶壓加熱裝置，將熱油通過循環泵泵入井中，定期數據檢測，錄入熱洗參數，通過和歷史結蠟參數進行對比，分析出此類方法熱洗效果較好，且成本較以往熱洗方法低15%。

6.結論及建議

本文介紹了結蠟的一般機理和防清蠟技術，結蠟的影響因素，仔細敘述了油井防蠟辦法和清蠟措施，主要闡述了永寧區塊結蠟情況，著重介紹伴生器加熱裝置在結蠟中油井清蠟技術應用及效果，因結蠟造成的損害會降低、油井負荷也會減少、原油產量也會增加，為區塊開發提供了技術幫扶。介紹了目前國內清防蠟技術，使用好伴生氣（套管氣）加熱裝置清蠟，得出在永寧區塊加熱清蠟是經濟高效的方法結論。建議在今后生產中繼續探討經濟可行的技術措施，為油田開發貢獻自己的力量。