一种乳液型清防蜡剂的研制及现场应用试验

徐 勇，高锋博，李金灵，朱世东，张 乐，马禧庆，白一凡

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西西安 710021；2.西安石油大学化学化工学院，陕西西安 710065；3.西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安 710065）

一种乳液型清防蜡剂的研制及现场应用试验

徐 勇1，高锋博1，李金灵2，朱世东3，张 乐2，马禧庆2，白一凡3

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西西安 710021；2.西安石油大学化学化工学院，陕西西安 710065；3.西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安 710065）

针对新安边区块油井原油性质、蜡质特点及油井结蜡规律，研制开发出一种乳液型清防蜡药剂，该药剂的溶蜡率为0.025g/min、防蜡率为38.53%，且稳定性良好。对新安边4口高含蜡油井的现场应用结果表明，该清防蜡剂可使抽油井平均清蜡周期从1.57月/次延长到5.2月/次，单井清蜡次数平均减少5.3次/年，应用效果显著。

乳液清防蜡剂；含蜡原油；乳化

我国大部分原油含蜡量高，蜡的质量分数超过10%的原油几乎占整个产出原油的90%，有的甚至高达40%～50%[1]。随着石油开发向纵深方向发展，蜡沉积现象越来越严重，石油开采过程中的蜡沉积问题已成为我国各大油田亟需解决的难题之一。目前的清防蜡技术中，广受欢迎的是化学清防蜡技术，是通过加入化学药剂将已沉积在管壁上的蜡溶解或分散开，使其重新溶解或以小颗粒的形态悬浮于原油油流中并随着油流流出，常用的化学药剂有油基清防蜡剂、水基清防蜡剂和乳液型清防蜡剂，从各国清防蜡剂的发展趋势和对环保的要求来看，未来清防蜡剂的发展方向是制备高效、稳定、安全无毒且易存储的乳液型清防蜡剂[2]。乳液型清防蜡剂克服了油基型清防蜡剂对人体毒害性较大和水基型清防蜡剂受温度影响较大的缺点[3]。基于此，本文研究开发了一种乳液型清防蜡剂并对新安边区块油井进行了现场应用试验，结果表明该乳液型清防蜡剂效果良好，可有效延长油井清蜡周期，减少洗井次数。

1 试验部分

1.1 试验材料和仪器

试验材料：煤油、石油醚、二甲苯、乙醇、丙酮、正己烷、环己烷、正庚烷，0π-10、水杨酸钠、油酸钠、正戊醇。

试验用原油和蜡块取自新安边油田。

试验仪器：H18641型原油动态结蜡仪、85-2型恒温磁力搅拌器、CP214型电子天平，501型恒温循环水水浴锅。

1.2 试验方法

防蜡率和溶蜡速率的测定根据SY/T6300-2009《采油用清、防蜡剂技术条件》。

2 清防蜡剂的室内研究

2.1 清防蜡剂主要成分

该乳液型清防蜡剂主要由主剂有机溶剂、表面活性剂、碱性调节剂、互溶剂及水组成。

清防蜡剂中主要成分为有机溶剂。有机溶剂在已沉积蜡的溶解过程中起主要作用[4]。以前常用的清蜡溶剂有二硫化碳、四硫化碳、二氯甲烷等含硫、含氯溶剂、一些极性与蜡分子相近的溶剂以及化工过程中的副产品等[5]，但是这些溶剂不仅毒性大，还会溶于原油中对后续的原油加工过程产生不利影响，随着国家对环保要求日益严格，含硫、含氯等毒性较大的溶剂逐渐被各油田摒弃[6]。因此，试验过程中，选择毒性较小、市售常见有机溶剂进行了不同温度下的溶蜡速率测定，结果（见表1）。由表1可以看出，随着温度的升高，溶剂的清蜡速率逐渐加快，鉴于试验用油井原油析蜡点在38℃左右，后续试验温度在40℃时进行。40℃时，二甲苯和石油醚的溶蜡速率最快，分别为0.0195g/min和0.0188g/min。另外，这几种溶剂中，二甲苯的密度最大，为0.86g/cm3，溶蜡性强，与其他的主剂和溶剂互溶性好，因此，以二甲苯作为主剂有机溶剂。

在清蜡剂中加入表面活性剂，利用表面活性剂的润湿、渗透、分散和清洗作用，不仅可以帮助有机溶剂沿沉积蜡的缝隙和蜡与油井管壁的裂缝渗入，促进沉积在管壁表面上的蜡从管壁面脱落，被油流带出油井，提高蜡溶解速度，还可以通过表面活性剂在蜡晶表面或结蜡表面的吸附，起到防蜡作用[7]。由于非离子型表面活性剂在稳定性、乳化性以及耐硬水方面上的优势，选用非离子型表面活性剂0π-10作为表面活性剂。

另外，碱与蜡中的沥青质等极性物质可发生反应生成能溶于水的产物，在研究过程中加入碱性调节剂水杨酸钠和油酸钠，它们与沥青质中的-COOH、-OH等基团作用生成-COONa和-ONa等相应的盐，不仅提高沥青质在水中的分散能力，还能增加乳状液中水相的极性，减少乳化剂在水相中的溶解度，提高乳状液的稳定性[8]。

表1 有机溶剂溶蜡速率

同时，在该乳液清防蜡剂中，还加入了正戊醇作为互溶剂，用以增加油与水的相互溶解度，促使蜡晶溶解而进入油流中。

2.2 清防蜡剂性能评价

2.2.1 稳定性评价 良好的稳定性是乳液型清防蜡剂研制过程中需考虑的一个关键因素，为了得到乳化状态良好的清防蜡药剂，根据清防蜡剂的技术指标、各项成分和作用效果，设计了10组清防蜡剂配方，首先对它们的乳化状态进行了评价，结果（见表2）。可以看出，放置2 h后，10组配方中第8组与第9组乳化状态较好，后续对这两组配方放置观察5天，仍没有明显分层（见图1和图2）。

图1 第8组放置1、3、5天的乳化效果

图2 第9组放置1、3、5天的乳化效果

另外，除了制备和储存时需稳定外，乳液型清防蜡剂到达井底后在井底温度下必须立即破乳，否则难以起到清防蜡作用，对这两组配方进行40℃下的破乳试验，发现9组配方可以快速完全破乳。因此，选择9组作为此乳液型清防蜡剂的配方。

2.2.2 技术指标评价 依据石油天然气行业标准规定的方法，采用晶态溶蜡法进行溶蜡速率的测定，采用结蜡观法测定清防蜡剂的防蜡率，对9组配方进行溶蜡率和防蜡率测定，得到平均溶蜡率为0.025g/min，防蜡率为38.53%，溶蜡速率和防蜡率性能均较好，完全符合SY/T6300-1997《采油用清防蜡剂通用技术条件》中规定的技术指标的要求。

表2 不同配方乳液型清防蜡剂量2 h后乳化状态

3 清防蜡剂的现场应用

自2015年10月至2016年11月，对新安边油田其中4口高含蜡油井进行了现场应用试验，通过实施前后对比（见表3），清防蜡效果显著。加入该药剂后清蜡周期明显延长，使清蜡周期由平均1.57月/次延长到5.2月/次，甚至更长，也就是说使清蜡周期由7.6次/年降低到2.3次/年，按单口井加药1次平均1.0万元，每年每口井节省5.3万元，推广应用经济效益显著。

表3 新安边油井加入清防蜡药剂前后情况对比

4 结论

（1）研制了一种安全、稳定的乳液型清防蜡药剂，确定复配体系为：V（有机溶剂）：V（乳化剂）：V（表面活性剂）：V（互溶剂）：V（碱性调节剂）：V（水）=12:0.7:0.5:0.1:0.2:6.5。

（2）该乳液型清防蜡剂的溶蜡速率为0.025g/min、防蜡率为38.53%，均符合相关要求。

（3）该乳液型清防蜡剂的现场应用试验结果表明，可使抽油井平均清蜡周期从1.57月/次延长到5.2月/次，单井清蜡次数平均减少5.3次/年。

［1]董智勇，王明勇，黄文辉.高蜡原油开发中的清防蜡技术进展［J］.能源与节能，2013，（1）：49-51.

［2]王毛毛，董颖女，熊青昀，等.油井清防蜡剂的国内研究进展［J］.石油化工应用，2014，33（12）：6-8.

［3]程宗强，乔炜娟，等.化学清防蜡剂在江汉油田的应用和展望［J］.油气井测试，2006，15（3）：72-74.

［4]吕雷，李克华，张权.清防蜡剂的作用机理及影响因素［J］.精细石油化工进展，2011，12（2）：17-20.

［5]李明忠，赵国景，张贵才，等.油基清蜡剂性能研究［J］.石油大学学报（自然科学版），2004，28（2）：61-64.

［6]赵杰.分散剂解决蜡沉淀问题［J］.国外油田工程，2001，17（8）：20-21.

［7]黄河，谭磊.化学清防蜡剂在公山庙油田的应用和展望［C］.第二届油田化学剂质量管理、检测与应用技术学术研讨会，2009：183-186.

［8]廖久明，王秀艳，王国宇.新型乳状液清防蜡剂的研究［J］.日用化学工业，1998，（6）：14-18.

The development and the field test of an emulsifier paraffin removal and inhibition

XU Yong1，GAO Fengbo1，LI Jinling2，ZHU Shidong3，ZHANG Le2，MA Xiqing2，BAI Yifan3
（1.Shanxi Yan'an Petroleum and Gas Limited Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China；3.College of Materials Science and Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China）

According to the oil property,waxy character and wax deposition law of Xinanbian oil well,an emulsifier paraffin removal and inhibition was developed.The wax dissolution rate and ratio of paraffin control of which are 0.025g/min and 38.53%,respectively.Then the potion was applied to four oil wells of Xinanbian,the results show that for average well washing the wax removal period was reduced from 1.57 months per time to 5.2 months per time,and well washing was reduced by 5.3 times per year because of the usage of the potion.

emulsifier paraffin removal and inhibition；waxy crude oil；emulsive state

TE358.2

A

1673-5285（2017）09-0015-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.09.004

2017－08-07

陕西省青年科技新星计划项目，项目编号：2016KJXX-13、2017KJXX-49；陕西省大学生创新创业训练计划项目，项目编号：1482、1501。

徐勇，男，陕西延安石油天然气有限公司勘探开发处，高级工程师。