8-2防蜡与清蜡.ppt

第二节防蜡与清蜡 石蜡 paraffinwax CnH2n 2主要组分为直链烷烃 约为80 95 还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃 两者合计含量20 以下 主要为16到64的烷烃 C16H34 C64H130 纯石蜡为白色 略带透明的结晶体 密度880 905kg m3 熔点为49 60 它不溶于水 但可溶于醚 苯和某些酯中 第二节防蜡与清蜡 结蜡现象 对于溶有一定量石蜡的原油 在开采过程中 随着温度 压力的降低和气体的析出 溶解的石蜡便以结晶析出 长大聚集和沉积在管壁等固相表面上 即出现所谓的结蜡现象 油井结蜡的危害 1 影响着流体举升的过流断面 增加了流动阻力 2 影响着抽油设备的正常工作 3 增加作业工作量 一 影响结蜡的因素 一 油井结蜡的过程 1 当温度降至析蜡点以下时 蜡以结晶形式从原油中析出 2 温度 压力继续降低和气体析出 结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体 3 蜡晶体沉积于管道和设备等的表面上 蜡的初始结晶温度或析蜡点 当温度降低到某一值时 原油中溶解的蜡便开始析出 蜡开始析出的温度 二 影响结蜡的因素 1 原油的性质及含蜡量 2 原油中的胶质 沥青质 原油中含蜡量越高 油井就越容易结蜡 原油中所含轻质馏分越多 则蜡的初始结晶温度就越低 保持溶解状态的蜡就越多 即蜡不易出 胶质含量增加 蜡的初始结晶温度降低 沥青质对石蜡结晶起到良好的分散作用 且使沉积蜡的强度将明显增加 而不易被油流冲走 温度对蜡溶解度的影响1 汽油 2 原油 3 脱气原油 二 影响结蜡的因素 3 压力和溶解气在P Pb条件下 压力降低 原油不会脱气 蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低 在P Pb条件下 压力降低时油中气体的逸出与气体的膨胀都使油温降低 降低了对蜡的溶解能力 因而使初始结晶温度升高 压力愈低 结晶温度增加的愈高 采油过程中由于压力不断降低 气体的逸出降低了油对蜡的溶解能力和油温 有利于蜡结晶析出和结蜡 二 影响结蜡的因素 4 原油中的水和机械杂质 油中含水率增高后对结蜡过程产生两方面的影响 1 水的比热容大于油 故含水后可减少液流温度的降低 2 含水率增加后易在管壁形成连续水膜 不利于蜡沉积到管壁 因此油井随着含水量增加 结蜡程度有所减轻 水和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 5 液流速度 管壁粗糙度及表面性质 1 高产量井结蜡比低产井轻 产量高 流速大 温度也减低得慢 2 液流速度大 对管壁的冲刷作用强 悬浮在油中的蜡的结晶颗粒还来不及吸附在油管壁上就被油流带走 减少了结蜡机会 3 管壁表面粗糙 亲油性强易结蜡 二 油井防蜡方法 1 阻止蜡晶的析出 在原油开采过程中 采用某些措施 如提高井筒流体的温度等 使得油流温度高于蜡的初始结晶温度 从而阻止蜡晶的析出 2 抑制石蜡结晶的聚集 在石蜡结晶已析出的情况下 控制蜡晶长大和聚集的过程 如在含蜡原油中加入防止和减少石蜡聚集的某些化学剂 抑制剂 使蜡晶处于分散状态而不会大量聚集 3 创造不利于石蜡沉积的条件 如提高表面光滑度 改善表面润湿性 提高井筒流体速度等 二 油井防蜡方法 1 油管内衬和涂层防蜡 作用 通过表面光滑和改善管壁表面的润湿性 使蜡不易在表面上沉积 以达到防蜡的目的 1 玻璃衬里油管防蜡原理 油管表面具有亲水憎油特性 玻璃表面十分光滑 玻璃具有良好的绝热性能 2 涂料油管防蜡原理 在油管内壁涂一层固化后表面光滑且亲水性强的物质 二 油井防蜡方法 2 化学防蜡 向井筒中加入液体化学防蜡剂或在抽油管柱上装有固体化学防蜡剂 防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡目的 1 活性剂型防蜡剂 通过在蜡结晶表面上的吸附 形成不利于石蜡继续长大的极性表面 使蜡晶以微粒状态分散在油中易被油流带走 还可吸附于固体表面上形成极性表面 阻止石蜡的沉积 2 高分子型防蜡剂 油溶性的 具有石蜡结构链节的支链线性高分子 在浓度很小的情况下能够形成遍及整个原油的网状结构 而石蜡就可在这网状结构上析出 因而彼此分散 不能聚集长大 也不易在固体表面沉积 而易被液流带走 二 油井防蜡方法 3 热力防蜡 提高流体温度 采油成本高 4 磁防蜡技术 1 原油通过强磁防蜡器时 石蜡分子在磁场作用下定向排列作有序流动 克服了石蜡分子之间的作用力 不能按结晶的要求形成石蜡晶体 2 对于已形成蜡晶的微粒通过磁场后 石蜡晶体细小分散 并且有效地削弱了蜡晶之间 蜡晶与胶体分子之间的粘附力 抑制了蜡晶的聚集长大 3 磁场处理后还能改变井筒中结蜡状态 使蜡质变软 易于清除 三 油井清蜡方法 1 机械清蜡 常用的工具主要有刮蜡片和清蜡钻头等 主要有刮蜡片清蜡和套管刮蜡 原理 自喷井的机械清蜡如图8 16所示 是在井场用电动绞车将刮蜡片下入油井中 在油管结蜡部位上 下活动 将管壁上的蜡刮下来被油流带出井口 适应范围 结蜡不严重的井 当结蜡严重时 可用麻花钻头或矛刺钻头清蜡 1 刮蜡片清蜡 2 套管刮蜡 套管刮蜡的主要工具是螺旋式刮蜡器 原理 将螺旋式刮蜡器接在油管下部 利用油管的上下活动将套管壁上的蜡清理掉 也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削 同时利用液体循环把刮下的蜡带到地面 三 油井清蜡方法 二 热力清蜡 热流体循环清蜡法的热载体是在地面加热后的流体物质 如水或油等 通过热流体在井筒中的循环传热给井筒流体 提高井筒流体的温度 使得蜡沉积熔化后再溶于原油中 从而达到清蜡的目的 热力清蜡 利用热力学能提高液流和沉积表面的温度 熔化沉积于井筒中的蜡 根据提高温度的方式不同可分为热流体循环清蜡 电热清蜡和热化学清蜡三种方法 1 热流体循环清蜡法 热洗清蜡 三 油井清蜡方法 2 电热清蜡法 电热清蜡 把热电缆随油管下入井筒中或采用电加热抽油杆 接通电源后 电缆或电热杆放出热量 提高液流和井筒设备的温度 熔化沉积的石蜡 达到清防蜡的作用 3 热化学清蜡法 热化学清蜡方法 是利用化学反应产生的热能来清除蜡堵 例如氢氧化钠 铝 镁与盐酸作用产生大量的热力学能 NaOH HCl NaCl H2O 99 5kJMg 2HCl MgCl2 H2 462 8kJ2Al 6HCI 2A1C13 3H2 529 2kJ 这种方法常与酸处理联合使用 以作为油井的一种增产措施 4 蒸汽清蜡将井内油管起出来 摆放整齐 然后利用蒸汽车高压蒸汽熔化并刺洗管内外的结蜡 三 油井清蜡方法 三 微生物清蜡用于清蜡的微生物主要有