电磁防蜡装置应用及效果评价

张明明 王国维 江淑丽 孙晓光

（中国石油华北油田第四采油厂 河北廊坊 065000）

如何解决油井筒结蜡减粘提高采油的产量并降低采油成本，是采油生产工艺过程中多年来需要解决的问题。目前，国内油田正在应用的化学添加剂、热清洗、磁防蜡等方法能够解决井筒结蜡问题，但是这些措施均存在使用缺陷，并受天气、环境等条件约束，长期使用，作业成本相对较高，不利于节能减排。在这种情况下，电磁防蜡技术成为解决油井筒结蜡问题、降低作业成本的手段之一。

1 各种防蜡措施的对比

1.1 采用化学添加剂法

该方法要根据原油性质、油井生产状况及具体结蜡程度，对化学添加剂类型、浓度实验摸索和筛选（单口井每年平均加药费用是1.7～3.6万元左右），并存在毒性、易燃等环保安全隐患。

1.2 热洗法

该方法重复作业频繁，劳动强度大，费用较高，有时会造成地层污染（单口井每年平均费用是2.2～2.8万元左右）。频繁的热洗会使入井液对油层造成一定污染，且因操作时需停产，每次操作过程都会影响产油量，同时还要与化防配合。

1.3 电加热防蜡

该方法是通过给井筒及抽油杆通电的方式，来加热井筒以达到防蜡的目地，安全防爆性能差，一旦绝缘出问题则存在重大隐患。

1.4 机械清蜡

该方法产生的积蜡容易落入井底，污染近井地层；对管柱磨损严重，增加负荷，甚至会造成蜡卡。

2 电磁防蜡技术

2.1 技术优势

该技术定向电磁能量极化前后，碳钢管线形成强大的磁力场，使上游油管和下游油管线的含蜡油流都受到磁处理，改变了原油的物性，达到井筒和管线的防蜡减粘目的。

该装置可连续工作，只要抽油机工作装置就开始发挥作用；性能稳定，基本上免维护，节省了大量人力物力。

电磁防蜡装置安装部位，在井上的井口出油管线上，与出油管线连成一体，大大减轻了井下作业的工作量，安装、操作、维修极为简便，安全性能优越。该技术对各类油田的油井有很强的适用特性。

2.2 设备原理

该装置主要由电源、电磁转换器和电缆组成（图1）。经电源变换后，给设备的电磁转换部分直接供电，电磁转换部分将电能变换成变化的电磁场。电磁变换过程中会释放部分磁力作为传输源，电磁场可以在油管内向井下延伸，电磁场作用于流体后可改变分子排列结构，使杂乱的分子团变成极化的稳定分子链，使石蜡分子电中性化，失去脱离溶液而析出的能力，从而达到防蜡的目的。该装置电源220V/50Hz，平均功率300W，工作压力＜16Mpa，环境温度-50℃～+65℃，作用距离＜2.2km。

图1 电磁装置示意图

从图2中可以很容易看出其作用前后的分子排列的改变，从而防止其从溶液中析出，堆积在油管内壁上，使其失去脱离溶液而附着到油管内壁的能力，使石蜡分子悬浮在原油中不易结晶析出，从而达到防蜡的目的。

图2 电磁防蜡装置作用前后示意图

该装置安装在井口出油管线上，该装置采用立式安装，即将电磁防蜡器垂直安装在井口生产闸门出口处，在井口生产管线出口处与电磁防蜡器的入口相连，电磁防蜡器的出口扣在生产管线的出口阀门上，连接方式采用法兰连接。若该装置不用，可安装同等长度的短接将管线连接，保证生产继续进行。

2.3 效果分析

该技术主要选择在化防加药油井和热洗周期短的油井上应用，安装调试正常后，停止化防加药措施。所选井的原油物性为含蜡量在5%～30%范围之内，含水在1%～98%范围之内，粘度在1.8～7mPa.s范围之内，凝固点在15℃～54℃范围之内。

应用初期在京327井进行安装，调试一周后停止化防加药，上、下电流为32/30A，与化防加药时期相比，电流保持稳定，没有发生突变。该井停药347天后进行检泵作业，起出杆管结蜡情况未发现异常。但是安装试用前作业时，发现起出全部油管自井口向下1200m，油管内壁有黑色结蜡，厚约3～5mm，粘附较牢固，说明电磁防蜡装置取得了较好的应用效果。同时，热洗周期得到了延长，由原来的90天延长至187天（图3）。

图3 京327井试用期间上、下行电流图

从目前推广使用电磁防蜡装置的50口井现场使用情况看，油井已经全部停止加药且生产正常；油井电流平稳或略有降低，没有发生突变，同时延长热洗周期31.3天，说明安装此装置在停药后仍可以达到防蜡的效果。

2.4 使用过程中的创新点

电磁防蜡装置对于地面管线的有效性于2013年进行了试验，结果发现试验2口井中，安106、京22-32井井口回压有一定幅度的降低，取得一定的效果（图4、5）。

图4 安106井回压曲线图

图5 京22-32井回压曲线图

3 结论

通过对电磁防蜡技术的应用，发现电磁防蜡技术针对抽油机井防蜡效果较为明显，达到了防蜡降粘效果。与化学清防蜡相比，没有维护工作量，不受雨雪天气和道路、机械故障的影响，解决了路途远和路况差的井加药和热洗作业难的问题。同时，电磁防蜡技术的应用可以解决药剂费用高、劳动强度大、清蜡次数频繁等问题，减少作业次数，降低油井维护费用。