LP－Ⅰ清防蜡剂的研制及应用

2014-12-28

化学与生物工程 2014年12期

（长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023）

蜡是常温下为固体的C15～C70直链烷烃，油井结蜡会影响正常生产［1］。常用的清防蜡方法包括机械法、物理法、化学法、微生物法以及这些方法的结合使用。机械法是使用专门的清蜡工具将附在油管里的蜡刮掉；物理法主要是电热清蜡、磁防蜡以及超声波清蜡等；化学法主要采用有机溶剂抑制蜡晶的析出、生长和清除积蜡［2］；微生物法是利用微生物及其代谢产物的作用，阻止石蜡结晶，防止或缓解井筒结蜡，达到清防蜡的目的。目前，机械法和化学法广泛应用于各大油田［3］。

作者在此针对长庆油田元300、元301区油井严重结蜡的问题，在对现场蜡样进行分析的基础上，优化筛选出一种适合该区块的LP－Ⅰ清防蜡剂，并对该清防蜡剂清蜡、防蜡效果进行了研究。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

元300－58、元301－56、元301－59蜡样，长庆油田；0号柴油、煤油，中国石油化工集团公司；58号石蜡，广州市长榕化工有限公司。

二甲苯，化学纯，广东西陇化工有限公司；甲苯，分析纯，天津市光复精细化工研究所；丙酮，武汉市鑫华松化工有限公司；石油醚、萘、石油磺酸钠，分析纯，天津市河东区红岩试剂厂。

X－4型显微熔点测定仪，上海金鹏分析仪器有限公司；GC－6890N 型气相色谱仪，美国安捷伦公司；傅立叶红外光谱仪，美国尼高力公司；清防蜡剂防蜡率测定仪，荆州塔林机电设备制造有限公司。

1.2 蜡样分析

分别对长庆油田元300－58、元301－56、元301－59蜡样进行熔点、组分、气相色谱及红外光谱分析。

1.3 LP－Ⅰ清防蜡剂的研制

在蜡样分析的基础上，分别对适合该区块的清蜡剂和防蜡剂进行筛选评价，确定最佳的清蜡剂和防蜡剂，进一步复配得到LP－Ⅰ清防蜡剂，并对其性能进行评价。

1.4 现场试验

将LP－Ⅰ清防蜡剂应用于长庆油田元300、元301区油井，通过抽油机载荷功图并结合检泵周期判断结蜡程度，评价清防蜡效果。

1.5 测定方法

1.5.1 清蜡率的测定

取一定量的蜡样，在45 ℃水浴中恒温1h 后取出，晾干，称重，按式（1）计算清蜡率：

式中：f为清蜡率，%；m0为初始蜡样的质量，g；mf为蜡样溶解1h后的质量，g。

1.5.2 防蜡率的测定

参照石油天然气行业标准SY／T 6300－2009《采油用清、防蜡剂技术条件》对防蜡剂进行评价，按式（2）计算防蜡率：

式中：f′为防蜡率，%；mo′为空白试液的蜡沉积量，g；mf′为加药试液的蜡沉积量，g。

信息时代优秀的图书馆员必须要有广博的知识以及强烈的事业心和责任感，同时更要更新知识与观念，提炼各项专业知识和技能，使图书馆的管理始终处在一个高品位的层面上，为读者提供优质的服务。只有注重图书馆馆员能力的培养和发展，图书馆才会有更好的持续发展下去的动力和源泉，才能提高图书馆的社会地步。大数据作用下，个性化信息的推送丰富了图书馆的日常服务，在数据化认知结构的基础上，以创新图书馆服务模式为目标，向读者提供内容更精准，方式更智能，模式更开放，形式更多样的个性化服务。图书馆馆员职业能力的提升不仅是为了满足自身工作的需要，也是应对图书馆未来发展所需。[3]

2 结果与讨论

2.1 蜡样分析

2.1.1 析蜡点及熔点分析（表1）

表1 蜡样的析蜡点及熔点／℃Tab.1 Wax precipitation point and melting point of wax samples／℃

由表1可知，元300－58 蜡样析蜡点和熔点较元301－56、元301－59高，而元301－56和元301－59蜡样的析蜡点和熔点较接近。

2.1.2 组分分析

按石油天然气行业标准SY／T 5119－2008《岩石中可溶有机物及原油族组分分析》测定蜡样中饱和烃、芳香烃、沥青质、胶质和机械杂质的含量，结果见表2。

表2 蜡样的组分／%Tab.2 Composition of wax samples／%

由表2可知，元300－58蜡样中不溶物含量较高，即蜡样重质组分含量较高。元301－56和元301－59蜡样化学组分较相似，其饱和烃含量均在84%以上，其它组分含量相对较少。

2.1.3 气相色谱分析

按石油化工行业标准SH／T 0653－1998《石油蜡正构烷烃和非正构烷烃碳数分布测定法（气相色谱法）》测试蜡样中的碳数分布情况，结果见图1。

图1 蜡样的碳数分布Fig.1 Carbon number distribution of wax samples

由图1 可知，元300－58 蜡样中碳数主要集中在C35～C49之间，低碳数的成分较多；元301－59蜡样中碳数峰值在C29，碳数主要集中在C25～C37之间，属于微晶蜡范围，低碳数的成分较少。

由图2可知：在第一峰区（3 700～2 500cm－1），共出现2 848cm－1、2 916cm－1、2 954cm－1等3个峰，其中2 954cm－1处为－CH3的伸缩振动吸收峰，2 848 cm－1、2 916cm－1处均为－CH2－的伸缩振动吸收峰；在1 600～1 450cm－1之间没有出现多个峰，说明蜡样分子结构中不存在芳环及杂芳环；1 462cm－1处为－CH3的不对称面内弯曲振动吸收峰；1 377cm－1处是－CH3的对称面内弯曲振动吸收峰，为－CH3的特征峰；730cm－1处为－CH2－的面外弯曲振动吸收峰；719cm－1处是长链烷基的显著特征，而且峰较强，说明蜡样中异构现象较少，高碳数直链烷烃含量占绝对优势。这些表明，蜡样中基本为正构烷烃，不含芳烃、环烷烃等非链状烃，含有极少量胶质、沥青质。因此，对于只含烷烃的蜡样采用化学清防蜡技术，使用油溶性、芳烃、重芳烃类的防蜡剂效果最佳。

图2 蜡样的红外光谱Fig.2 IR Spectra of wax samples

2.2 LP－Ⅰ清防蜡剂的筛选及评价

2.2.1 清蜡剂的筛选及评价

对文献报道清蜡效果较好的清蜡剂单剂进行了清蜡率测定［4－7］，结果如表3所示。

表3 清蜡剂单剂的清蜡率Tab.3 Paraffin removal rate of single paraffin remover

由表3可知，甲苯、二甲苯具有良好的清蜡效果，但考虑到长庆油田禁用甲苯作为清防蜡剂，因此选择清蜡效果较好的石油醚、二甲苯、环己烷、煤油与0.5%（质量分数）的清防蜡剂助剂（己二醇∶Span80∶渗透剂JFC＝4∶1∶4）复配进行清蜡率测定。结果发现，当复配溶剂为石油醚∶二甲苯∶环己烷∶煤油＝7∶5∶1∶2时，清蜡率最高为96.23%。

2.2.2 防蜡剂的筛选及评价

根据该区蜡样特点，对适合该区的防蜡剂进行筛选评价，结果如表4所示。

由表4可知，3种防蜡剂单剂的防蜡率大小顺序为：萘＞石油磺酸钠＞高压聚乙烯，均低于20%，无法达到现场应用要求。因此，按萘∶石油磺酸钠∶高压聚乙烯＝2∶2∶1的比例配制复配防蜡剂进行防蜡率测试，防蜡率为32.47%，表明该复配防蜡剂具有良好的防蜡效果。

表4 防蜡剂的防蜡率Tab.4 Parraffin inhibition rate of paraffin inhibitor

2.2.3 LP－Ⅰ清防蜡剂的配制与评价

将筛选得到的复配清蜡剂和复配防蜡剂按2∶1的比例进行复配，得到清防蜡剂LP－Ⅰ，其清蜡率为85.23%、防蜡率为27.59%，完全满足现场应用要求。

2.3 现场试验

2.3.1 试验井参数及加药情况

在长庆油田元300、元301区的3个单井进行LP－Ⅰ清防蜡剂的现场试验，3口井的结蜡周期均在10d左右，管线更换周期在18个月左右。

该区油井原先使用的是QL－30清防蜡剂，加药周期为10d，每次加药量为30kg·井－1，加药方式为人工油套环控加药。自2012年5月22日开始投加LP－Ⅰ清防蜡剂，加药周期为10d，加药方式为人工油套环控加药。试验分为两个阶段：第一阶段加药量为40 kg·井－1，加药周期为20d；第二阶段加药量为30kg·井－1，加药周期为10d。

2.3.2 现场试验效果分析

2012年5月22日至8月23日间，投加LP－Ⅰ清防蜡剂后，在线跟踪抽油机的载荷情况，结果如图3所示。

由图3可看出，加入LP－Ⅰ清防蜡剂后，元300－58和元301－59抽油机的载荷没有明显的波动，运行情况良好。