高效防蜡防垢装置在油田的应用

刘智伟 李鹏 郭雄 丁子东

摘 要：结蜡结垢现象，是石油油田当中常见的现象。受到结蜡和结垢的影响，油田开采工作会更加困难，因此需要选定高效装置对其进行处理。本文结合油田开采过程中防蜡防垢的实践经验，分别对油田环境当中结蜡特点、结垢特点进行论述，同时结合技术手段，对高效装置运用下的油田防蜡防垢方式进行总结，帮助相关技术人员进行作业参考。

关键词：高效装置;油田开采工程;石油;防蜡防垢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.079

0 前言

石油作为一种化学原料，其内部常常存在一些化合物，目前化学检验当中已经能够识别的石油内部化合物多达数十种，其中芳香族环化合物和脂环族化合物，在石油内部都是以直链结构存在的。这些化合物的存在导致油田开采当中常常出现结蜡、结垢现象，为石油油田的开采带来严重困扰。随着石油开采技术条件的不断深入，目前油田结蜡结垢的处理方式也有了全新突破。

1 石油开采中油田防蜡装置技术的应用

（1）油田结蜡现象。油田内部出现的结蜡现象，主要受到正链烷烃的影响。正链烷烃是一种十分清晰的针状晶体，同时也是构成油田石蜡的主要分子。研究表明，油田结蜡的石蜡是一种直链烃类物质，其分子内部有着少量分支，同时包含大量碳原子，这使得石蜡的强度极高，部分石蜡分子强度能够达到C80标准。在进行油田结蜡分析时，研究人员通常需要对正链烷烃浓度、分子内碳元素分布以及气候状态进行统计，从而判断当前油田内部的石蜡潜在沉积情况。

油田内部的石蜡沉积现象影响深远，除了会影响油流通道截面积，造成油田生产困难、产量降低之外，部分油田由于受到石蜡沉积和油田内大面积结蜡问题的影响，还会造成油管堵死、活塞泵失灵，造成油田开采的成本增加。

（2）油田中高效防蜡装置的运用。目前应用于油田生产中的防蜡装置主要集中在高效油管装置和防蜡抑制剂装置两个方面。

高效油管装置分为涂料油管和玻璃油管兩种，其中涂料油管是通过对常规传统油管进行内壁涂饰的方式，将具有亲水性物质在油管内壁中逐渐固化，使其表面光滑。目前主要采用的聚氨基甲酸酯有机涂料应用十分广泛，相较于传统油漆涂料，具有更强的粘合强度和防蜡效果;玻璃油管主要是将厚度为1mm以内的工业玻璃装置在油管内壁之上，工业玻璃自身具有极高的亲水憎油特点，其光滑内壁能够避免油管内部的结蜡问题，使油管能够更好地完成油田原油运输[1]。

防蜡抑制剂在高效防蜡装置当中应用同样广泛，油田当中采用防蜡抑制剂能够有效地进行对于石蜡分子的包裹，从而组织石蜡分子在油田内部进行结晶。同时没在油管表面运用防蜡抑制剂还可以改变油管特性，促使油管转变成为亲水特性，避免石蜡出现沉积。常见的防蜡抑制剂为表面活性剂材料，该材料应用水膜原理，通过表面亲水新方式进行防蜡。抑制剂能够将亲油基吸附到结蜡设备的最内层，而亲水基则在最外层，从而形成了活性水膜。油管原本的表面非极性转变成为极性，最终实现有效防蜡。

2 石油开采中油田防垢装置技术的应用

（1）油田结垢现象。油田结垢现象的出现和形成，主要由于油田内部离子浓度发生变化。当油田所处地层当中产出液与油田液体发生混合后，油田内部原本的离子平衡态就会遭到破坏。其中混合后的离子浓度会逐渐增加，当增加量超过物质的容积度之后，就会发生油田内部的沉淀。沉淀物主要以盐类为主。混合后的液体由于存在由大规模的化学沉淀，因此被成为“不相容的水”。受到不相容的水影响，过饱和盐离子并不会直接析出，而是以单相状态存在。这种状态之中，溶液处于不稳定态。油田所处环境受到污染或杂质影响，会形成分子热运动。分子之间互相作用会产生离子固相微晶体，这种微晶体则会与单相状态存在的盐离子进行结合，形成晶核。晶核逐渐堆积，在油田内产生大量肉眼可见的垢。

（2）油田中高效防垢装置的运用。目前应用于油田当中的主要防垢装置技术根据运用方法可以被分为机械法、物理法以及化学法三个方面。

机械法主要采用热交换器装置，通过冲刷和自由面接触，来实现油田防垢。在实际应用中，工作人员需要选取细砂粒材料加入到热交换器设备的进水之中，再将热交换器设备投入到油田内部的结垢部分。热交换器的电动刷需要与结垢位置相接触，热交换器设备通电之后，电动刷利用细砂粒对结垢面进行自动清洗，使结垢转变为流态化，垢则沿着热交换器装置的壁面流出，实现除垢。机械法是早期油田防垢技术，主要通过机械设备和出力控制，实现对结垢表面进行刮擦除垢。

物理法当中所采用的声波防垢法是目前主要采用的高效防垢方法。工作人员选用声波设备，对油田内部结垢位置进行声波扫射。声波在液体当中能够通过对液体进行震荡的方式，实现机械效应和热效应、空化效应[2]。其中空化效应可以使声波再液体内部产生小气泡，气泡则随着声波拉伸作用，逐渐膨胀，直至破裂。破裂气泡会带给结垢面以高温高压的冲击，其所带来的微射流冲击效应，能够使结垢迅速分散，从而实现垢的清除，且避免油田内部垢的沉积。

化学法主要借助化学试剂来完成油田内部的防垢和除垢。在油田作业当中，马来酸钠、氧基磺酸盐、丁烯二酸盐等是常用的化学制剂，其中马来酸钠作为一种典型的水溶性盐，在油田内部能够将垢直接转化成为水溶性化合物，并通过水洗方式，实现去垢。相比于其他试剂，马来酸钠可以省去酸洗步骤，具有一定的应用优势。

3 结论

综上所述，随着油田开采技术水平的不断提升，油田内部的防蜡防垢技术也应当具备高效、简便、实用等特点。结合以往防控措施和现代防控技术的优势特征总结可以看出，新型油管装置和声波装置更符合油田的生产实际，在应用当中也表现出效率性和应用广泛性，值得借鉴和推广。

参考文献：

[1]王国春.浅谈井下固体防蜡阻垢技术在低渗透油田的应用[J].化学工程与装备，2018（04）：85-86.

[2]高永华，李康，刘华伟等.金县1-1油田稠油井电加热清防蜡工艺研究[J].石油和化工设备，2017，20（10）：66-69.