基于原油及蜡样实验的油井井筒结蜡规律综合分析

刘韵秋 郭小哲 孙宝龙

（1.中国石油大学离退休工作处，北京 102249；2.中国石油大学石油工程学院，北京 102249；3. 中国石油西气东输豫皖管理处，上海 200122）

基于原油及蜡样实验的油井井筒结蜡规律综合分析

刘韵秋1郭小哲2孙宝龙3

（1.中国石油大学离退休工作处，北京 102249；2.中国石油大学石油工程学院，北京 102249；3. 中国石油西气东输豫皖管理处，上海 200122）

高含蜡原油生产时，油井井筒结蜡的影响因素很多也很复杂，仅通过对油样结蜡实验分析或者井筒结蜡厚度的理论分析进行结蜡规律研究比较片面，现场井筒蜡样实验分析及不同气油比压力下结蜡规律实验是必要的补充。以安塞油田高平2井区长10油层原油及蜡样为研究对象，通过黏温曲线测定析蜡温度、原油全组分实验分析、蜡样全组分实验分析、不同气油比和压力条件下实验分析、不同产液量和含水率的理论计算分析等多种手段，全面综合地研究和认识其结蜡规律，为制定清防蜡措施提供了更详实的依据。

含蜡原油；井筒结蜡；析蜡点；结蜡规律；分析方法

含蜡原油在生产过程中，当井筒环境发生变化利于蜡晶析出时，随着生产时间的增长，蜡晶会聚集在抽油杆和油管上，达到一定厚度时，会严重影响油井的正常生产。因此，对含蜡原油的结蜡规律综合研究有助于事前预防，并可据此优化生产制度。

安塞油田高平2井区长10油层在试油及开采过程中易形成井筒结蜡。为了科学及时地制定防蜡和清蜡措施，需要对区块油井井筒的结蜡规律进行系统研究。目前关于结蜡问题的研究主要集中在4个方面：含蜡原油结蜡机理及实验、防蜡措施、清蜡措施和井筒结蜡厚度理论计算［1-6］，但关于不同气油比、不同压力下原油结蜡规律及对井筒蜡样实验的相关研究较少。因此，从全面综合角度出发，对该区块除进行油样的黏温曲线实验、油样含蜡量分析、井筒结蜡厚度理论计算之外，还进行了现场井筒蜡样实验分析、不同气油比下的原油结蜡实验分析，以便更全面地掌握结蜡规律。

1 原油黏温曲线实验分析

含蜡原油会随着温度的降低呈现出在某一特征温度时黏度突然增高的现象，此特征温度即为原油结蜡温度。对高平2井长10油层油样的黏度进行了测量，通过黏温曲线（图1）来确定脱气原油析蜡点。

图1 高平2井长10油层原油黏温曲线

从图1中可以看出，温度高于40 ℃时，原油黏度变化不大，曲线拐点不明显，析蜡点的温度范围大约在40～50 ℃之间。用激光方法［1］测量脱气油的析蜡点温度为53.3℃，定量化更强，测定原理更科学，因此，本文在析蜡点温度实验中应用此方法。

2 油样含蜡量实验分析

图2为高平2井长10油层油样的全烃气相色谱分析， 可以看出，C21-/C22+的值为3.07，大于C16的蜡占总质量分数为57.97%，峰值碳数为C15，碳数分布在 C7～C41之间。

经测定原油含蜡量为24.7%，胶质含量1.8%，沥青含量小于0.1%。因此可判断，该油样为高含蜡原油，油样中的蜡组分以粗晶蜡组分（C16～C30）为主，蜡沉积不受胶质和沥青质影响。

3 蜡样实验分析

对该井分别进行抽油杆的上部和下部结蜡取样，蜡样组分实验分析结果见图3。

图3 上部蜡样与下部蜡样碳数分布

由图3可看出，上部蜡样峰值明显，峰值碳数为C39，小于C16的质量分数为5.279%，属于粗晶蜡碳数质量分数为30.977%，属于微晶蜡碳数质量分数为63.74%；下部蜡样峰值不太明显，碳数为C61之前的质量分数都大于1%，小于C16的质量分数为4.154%，属于粗晶蜡碳数质量分数为29.624%，属于微晶蜡碳数质量分数为68.254%。上部蜡样与下部蜡样在碳数小于C26时，碳数的质量分数分布规律相似；碳数大于C26小于C43时，上部蜡样的质量分数高于下部蜡样；碳数大于C43时，下部蜡样的质量分数高于上部蜡样。

从以上对比看，共性之处在于：虽然原油含蜡量测定时以粗晶蜡组分为主，但实际井筒蜡样多来源于微晶蜡组分；区别之处在于：下部蜡样微晶蜡组分更多一些。对两个蜡样进行实验室熔化时发现，下部蜡样在120 ℃时熔化，而上部蜡样在85 ℃时熔化，由此说明下部蜡样更为致密，清蜡处理较困难。

4 不同气油比、不同压力下结蜡实验分析

原油从井底向井口流动的过程中，气油比、压力都在发生变化，对原油的析蜡温度产生影响。为了得出气油比、压力对原油析蜡点的影响规律，对不同气油比、不同压力下的油样进行了激光测试析蜡点温度实验研究。该实验原理为蜡晶溶于原油中，原油对激光具有确定的透光率，当出现蜡晶固体颗粒时，穿透原油后的激光功率发生较大衰减，因此，接收到穿透原油的激光功率有明显衰减时，即认为该温度为原油的析蜡点温度。

配置了气油比为 160、120、80、40 m3/t的不同油样进行实验，结果见图4，可以看出，对于气油比为40 m3/t的含气原油，13 MPa下的含气原油析蜡点明显高于其他含气原油，这主要是因为40 m3/t的含气原油溶解气量较少，从而使得原油析蜡点较高；另外，当压力高于饱和压力时，随着压力的降低，含气原油析蜡点降低；当压力低于饱和压力时，随着压力的降低，含气原油析蜡点升高。

图4 不同气油比析蜡点关系对比

5 油井井筒结蜡厚度理论计算

根据文献［6］中的方法，计算了不同产液量和含水率油井结蜡的规律。

油层深度1 700 m，油压1 MPa，生产气油比为120 m3/m3，蜡的初始结晶温度为50 ℃，水的比热为4.19 kJ/（kg·℃），地面脱气原油黏度 86 mPa·s，地面脱气原油密度850 kg/m3，井筒直径0.062 m，蜡密度890 kg/m3，气体的相对密度0.7，地表温度20 ℃，地温梯度 2.39 ℃ /100 m，导热系数 2 W/（m·℃）。

5.1 产液量的影响

含水率为10%，生产10 d的油管壁结蜡厚度如图5所示。

图5 不同产液量下的结蜡厚度

从图5可以看出，在定含水率、生产时间、生产气油比的情况下，井筒结蜡量随日产液量的增加而减少。这是由于产液量的增加，使流体的流动速度加快，流体向上流动时能够保持较高的温度，使得处于溶解状态的蜡含量增高，而析出的蜡相对减少，井筒结蜡厚度减小。

5.2 含水率的影响

产液量为5 m3/d，生产10 d的油管壁结蜡厚度如图6所示。可以看出，在定产液量、生产时间、生产气油比的情况下，井筒结蜡量随着含水率的增大而减小。这是由于水的比热比原油的大，可以减少流体温度降低，而且含水量增加后易在管壁形成连续水膜，这不利于蜡的沉积，所以出现含水量增加、结蜡程度有所减轻的情况。

图6 不同含水率下的结蜡厚度

6 结论

（1）结合含蜡油样实验对现场蜡样进行实验分析，再辅助于井筒结蜡厚度理论计算，综合多种实验及分析手段，可以更全面地认识区块的结蜡规律。

（2）用黏温曲线测定原油析蜡点时，黏温曲线拐点不明显，激光法的光束对蜡晶颗粒敏感，能准确测量原油的析蜡点，建议在析蜡点温度实验中应用此方法。

（3）应用本文方法对安塞油田高平2井区长10油层原油进行分析，结果表明，相同气油比下，压力高于饱和压力时，压力越高，析蜡点越高；压力低于饱和压力时，压力越高，析蜡点越低；相同压力，不同气油比下，气油比越高，析蜡点越低。

［1］王宏，杨胜来，牛彩云，等.高含蜡原油生产中析蜡和熔蜡规律实验研究［J］.断块油气田，2010，17（5）：605-607.

［2］张劲军，朱英如，李鸿英，等.含蜡原油特征温度实验研究［J］.石油学报，2007，28（4）：112-115.

［3］王静，高光军，徐德福，等.清防蜡菌种的评价及现场试验［J］.石油钻采工艺，2006，28（1）：52-56.

［4］薛清祥，尤秋彦，董强，等.低压油井热洗清蜡油层保护器［J］.石油钻采工艺，2005，27（S0）：72-74.

［5］潘昭才，李颖川，阳广龙，等.一种新的化学生热体系在油井清蜡中的应用［J］.石油钻采工艺，2006，28（6）：74-76.

［6］陈德春，刘均荣，吴晓东，等.含蜡原油井筒结蜡剖面的预测模型［J］.石油大学学报：自然科学版，1999，23（4）：36-40.

（修改稿收到日期 2013-03-29）

Overall analysis on patterns of wax deposition in oil wellbore based on crude oil and wax tests

LIU Yunqiu1, GUO Xiaozhe2, SUN Baolong3

（1. Off i ce of the Retiree,China University of Petroleum, Beijing102249,China;2. College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum, Beijing102249,China;3. China Petroleum Yu-wan Management Off i ce of West to East Gas Pipeline, Shanghai200122,China）

There are many complex factors which cause wax deposition in wellbore during the high wax content oil production.Therefore, it is not enough to research the patterns of wax deposition only by wax deposition in crude oil testing analysis or calculating the thickness of the wax deposition on the well wall. Comprehensively, it is necessary to do complement research on wax experimental analysis on the well wall in-site and wax deposition pattern study for different GOR oil sample under different pressure. Taking the crude oil and wax from Chang10 reservoir of Gaoping2 district of Ansai oil fi eld as study objective, fi ve aspects are studied to overall analyze and understand patterns of wax deposition: testing wax deposition by viscosity-temperature curve, whole components experimental analysis of crude oil, wax sample whole components testing, wax deposition testing in different GOR and different pressure condition,and wax deposition thickness calculating on the well wall under different produced liquid quantity and produced water cut. Based the results of tests and calculation, wax deposition rules can be summarized comprehensively, which can help to guide projects of preventing and cleaning the wax with production.

wax-bearing crude oil; wax deposition in wellbore; wax precipitation point; wax deposition law; analysis method

刘韵秋，郭小哲，孙宝龙.基于原油及蜡样实验的油井井筒结蜡规律综合分析 ［J］. 石油钻采工艺，2013，35（3）：102-104.

TE358+.2

A

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0102 – 03

国家自然科学基金项目“低渗透油藏非达西渗流机理与应用研究”（编号：40974055）。

刘韵秋，1965年生。研究方向为石油工程管理，副研究员。电话：010-62317825。E-mail：lyq0911@sina.com。

〔编辑

朱 伟〕