浅谈原油含蜡机理及清蜡防蜡方式

摘 要：随着新型冠状病毒的爆发，原油价格的暴跌，严重影响石油行业的发展。原油结蜡现象阻碍了原油生产，增加了流体的流动阻力，增加了抽油机的运行负荷，提高了原油采油成本。随着结蜡原理的不断深入，我国已经研制了多种清防蜡的工艺，因地制宜的采用相应措施，可以减缓原油结蜡现象，为原油生产节约了成本，应对当前的形式。

关键词：原油;结蜡原理;清防蜡的工艺;成本控制

1 油井结蜡机理及危害

1.1 原油结蜡现象

对于含蜡的原油，在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的蜡便以结晶析出、长大聚集和沉积在油管，抽油杆，抽油泵等固相表面上，即出现所谓的结蜡现象。

1.2 油井结蜡的机理

原油在地层中处于高温高压状态，蜡在原油的溶解度大，析蜡温度低，当原油从地层中抽入到井筒，随着地层深度变浅原油压力，温度下降，蜡在原油的溶解度变小，析蜡温度升高，在到达析蜡点的时候就会出现分子扩散运动、蜡从原油中析出，伴随着紊流作用，重力作用，蜡会逐步在油管管壁，抽油杆，等处沉积形成固体蜡。

1.3 油井结蜡的危害

①当蜡在油管内壁、抽油杆外侧、油泵入口处聚集时，会缩小原油的流动横截面，降低了原油的产量，降低了泵效，严重时甚至停产;②阻碍着抽油设备的正常运转，蜡在抽油机系统内聚集，增加了抽油机的运行负荷。提高了油井维护成本，降低油井的使用效率。

2 油井结蜡影响因素

2.1 原油的性质及含蜡量

①原油中所含轻质馏分越多，蜡在原油的溶解度越大，则蜡的初始结晶温度就越低，保持溶解状态;原油中所含重质馏分越多，蜡在原油的溶解度越小，则蜡的初始结晶温度就越高，蜡越容易析出;②原油中含蜡量越高，析蜡温度越高，油井就越容易结蜡。我厂大部分原油都属于高蜡原油。

2.2 原油中的胶质、沥青质

胶质溶于油，其表面可以吸附初始结晶蜡，使其溶解于原油中，阻止蜡的继续结晶，沥青质是胶质的进一步聚集物。不溶于油，而是以极小的颗粒分散在油中，可成为石蜡结晶的中心，加速了蜡的结晶速度，因此在蜡初结晶阶段，胶质阻碍蜡的结晶，又在结蜡后沥青质使沉积蜡黏结强度增大而不易被油流冲走。

2.3 原油中的机械杂质

机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。原油中的细小砂粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，而促使石蜡结晶的析出，加剧了结蜡过程。

2.4 压力的影响

压力降低，气体从原油中不断溢出，导致原油的粘度增加，原油的流动性降低，为原油结蜡提供了物理条件。

2.5 温度的影响

地层中存在温度梯度，在我厂温度梯度2-3℃/100m，以2000m的井为列，井底的温度高于40-60℃。当原油从井底被抽油泵抽到地面时，温度不断降低，当温度低于析蜡温度，蜡便在油管，抽油杆上析出。

2.6 含水率的影响

原油的结蜡程度随着原油含水上升成下降趋势，二者呈相反状态。原油含水高时，在井筒内形成的水包油乳化液，在油管管壁内形成一层水膜，石蜡是亲油物质，不易在管壁上聚集结蜡;当原油含水降低时，形成油包水的乳化液，在油管管壁内形成一层油膜，对于亲油的石蜡来说，当石蜡从原油中析出后，可以吸附到管壁上，利于石蜡的析出，加大了原油中蜡的结晶速度。

3 油井清蜡防蜡方式

常见的油井清蜡防蜡方式有机械清蜡、热力清洗、化学防蜡、微生物防蜡、涂层防蜡、磁防蜡等。

3.1 机械清蜡

机械清蜡是一种常见的清除蜡的方法，对于不同采油方式，清蜡方式不同。自喷井主要利用清蜡钻头或者刮蜡片，抽油井则通过在抽油杆上安置可以多角度活动的刮蜡器进行刮蜡。利用清蜡装置把蜡刮落在原油中，并伴随着原油排除井筒。达到清蜡效果。

3.2 热力清洗

早期的热洗清蜡采用的是以热水为介质，采用反洗，热水从套管闸门进，提高油管的温度，高于析蜡温度时，蜡液化后脱落到原油中，随着原油的不断抽吸排出地面。但热水从射孔和压裂后的孔道进入油气层，容易污染地层，当大量的水进入地层，原油的含水率上升，很难降低到原来的含水率。后期开发的蒸汽热洗法，采用100℃的热蒸汽为介质，将热蒸汽由套管闸门注入井筒内，关闭闸门，蒸汽先凝结为100℃的水，此时物质由气体转化液体，发生物态变化，释放大量的潜热。当变成100℃的水，再继续放热。两者相比，相同的热量下，需要的蒸汽量很少，对地层的污染降低。恢复正常的生产周期仅需要0.5-1天。

3.3 化学药剂方法

化学清蜡防蜡应用十分广泛，不仅在于其清洗能力强大，而且具备良好的预防效果，并且还能起到降凝解堵的作用。主要是在原油中添加化学剂，使其充分溶解，改变石蜡结晶的化学结构，使其难以聚合，这种类型的化学剂在预防上具备很好的作用，通常被称为“水溶性清防蜡化学剂”，此外还有油溶性和乳液性以及固体化学用剂。一些化学剂还被用来喷射在油管内壁上，形成一层连续的保护层，与物理涂层一样具备良好的預防结蜡效果。

3.4 微生物清蜡

微生物主要有嗜蜡厌氧菌、嗜胶质微生物、嗜沥青质微生物。嗜蜡厌氧菌以蜡为食嗜，破坏了蜡的结构，嗜蜡厌氧菌在新陈代谢时，形成氮气、二氧化碳，有机酸，溶于原油中，降低原油的粘度，增加蜡在原油中的溶解程度，但是对于经过酸化处理的部分油井，以及油井产出液较低时，微生物防蜡、清蜡技术应用效果不佳。嗜胶质微生物、嗜沥青质微生物在使用中污染小，效果良好，但是在使用微生物清蜡时，技术要求高，原油温度，油层压力，要严格把控。

3.5 涂层防蜡

在油管内壁刷一层涂层，表面光滑，具有亲水性，降低蜡在油管内壁上吸附，但是作业时，易于碰伤管壁。导致油管表面粗糙，失去防蜡的效果。

3.6 磁防蜡

在使用磁防蜡时，还需综合考察油田磁场方向、强度。常见磁防蜡技术为电磁式、永磁式，两者从成本、耗能方面差别较大。要根据油田的具体的情况来选择防蜡的形式。

4 结论

原油结蜡阻碍了油田的生产，针对不同情况的油井结蜡，我们要根据具体的情况，选择合适的清防蜡方式，或者单一使用，或者多种结合使用，在选择合适的清防蜡方式，要合理科学操作，降低蜡对油田的危害性：①化学清蜡防蜡效果较好，但是成本较高，可以选用产量高、含水率低、油井结蜡严重的油井，进行化学防蜡清蜡。针对水溶性化学药剂和油溶剂化学药剂要进行室内配伍实验，和清蜡防蜡效果对比，选择适合的化学药剂;②热力清蜡有效井段为油井的上部井段，下部井段清蜡效果并不好，蒸汽清蜡效果优于热水清蜡，对地层的危害小;③磁防蜡，改变了蜡晶体运动方向，在磁场强的油田效果明显，在磁场强的油田效果不好;④油井见水后，低含水阶段结蜡严重，含水上升到一定程度结蜡减轻;⑤对于出砂的油井，砂充当了蜡结晶的核心，加剧了结蜡程度。

参考文献：

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[3]张乐，屈撑囤，李金灵.油井结蜡与防治技术研究[J].广州化工，2015，43（16）：60-62.

作者简介：

朱丽（1984- ），女，陕西省延安市人，工程师，本科，主要从事注水工艺研究。