油井清防蜡剂的研究与进展.ppt

1、汇报人：都芳兰 2010年7月19日,油井清防蜡剂的研究与进展,二,三,四,一,主要内容,前言,油井结蜡规律及影响因素,清防蜡剂国内外研究现状,清防蜡剂在冀东油田的应用,清防蜡剂主要研究方向,五,冀东油田公司钻采工艺研究院,一,冀东油田钻采工艺研究院,前 言,在长期生产实践中，针对井筒结蜡的问题、油井的结蜡机理及影响结蜡的因素认识，形成了解决油井结蜡问题的多种工艺方法。解决油井的结蜡问题主要有防蜡和清蜡两种方法 。目前所采用的防蜡方法主要有：化学防蜡、内衬油管防蜡(内涂层油管、聚乙烯油管、玻璃衬油管等)、加热防蜡、磁防蜡、微生物防蜡等。清蜡方法主要有：机械清蜡、化学清蜡、热洗清蜡、电加热清蜡等

2、。在众多清防蜡技术研究中，用化学药剂对油井进行清蜡和防蜡是目前油田应用比较广泛的一种清防蜡技术。,冀东油田钻采工艺研究院,前 言,采用化学药剂进行清防蜡，通常药剂从油套环行空间加入或直接采用化学药剂注入阀将清防蜡剂注入到结蜡位置，达到清蜡、防蜡效果，同时不影响油井正常生产和其它作业。,三,四,一,主要内容,前言,油井结蜡规律及影响因素,清防蜡剂国内外研究现状,清防蜡剂在冀东油田的应用,清防蜡剂主要研究方向,五,冀东油田公司钻采工艺研究院,一,二,冀东油田钻采工艺研究院,结蜡机理 结蜡的影响因素 油井结蜡的一般规律,二 油井结蜡规律及影响因素,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,二 油井结蜡规律及影

3、响因素,石蜡是原油中碳原子数为1646 的直链烷烃，密度为0.880-0.995 g/cm3，熔点为49-60。在油田开发过程中，随着温度的降低和气体的析出，石蜡便以晶体析出，长大、聚集并沉积在管壁上，即出现结蜡现象。油田开发后期，由于采油地质、工艺条件的变化，导致油井的结蜡机理发生变化，结蜡范围扩大。溶于原油中的可形成固相晶格的石蜡分子，是造成油井结蜡的主要根源。,冀东油田公司钻采工艺研究院,结蜡机理,冀东油田钻采工艺研究院,结蜡机理 结蜡的影响因素 油井结蜡的一般规律,二 油井结蜡规律及影响因素,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,（1）原油中石蜡的含量 （2）沥青质和胶质的含量 （3）原油的

4、温度 （4）溶解气及压力 （5）原油中轻质馏分含量 （6）液流速度 （7）含水率 （8）泥砂及机械杂质对结蜡的影响 （9）油管内表面的粗糙程度和表面性质,二 油井结蜡规律及影响因素,结蜡的影响因素,冀东油田钻采工艺研究院,二 油井结蜡规律及影响因素,结蜡的影响因素,流速与结蜡量的关系,1-钢管 2,3-塑料管,管材不同，结蜡量也不同，管壁越光滑越不容易结蜡，表面亲水比亲油更不容易结蜡。,冀东油田钻采工艺研究院,二 油井结蜡规律及影响因素,结蜡的影响因素,现场结蜡深度和厚度曲线,冀东油田钻采工艺研究院,二 油井结蜡规律及影响因素,结蜡的影响因素,初始结晶温度与压力、溶解气的关系图,1-地层油 2

5、-脱气油 R-溶解气油气比 地层含蜡量4.51% 胶质2.85%,冀东油田钻采工艺研究院,结蜡机理 结蜡的影响因素 油井结蜡的一般规律,二 油井结蜡规律及影响因素,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,二 油井结蜡规律及影响因素,油井的析蜡、结蜡是一个复杂的过程，不同地区、不同油田、甚至不同油井，其结蜡规律均有所不同，但同时也存在一些共同点。油井结蜡一般规律可总结为:,(1)高含蜡井比低含蜡井结蜡严重 (2)产量低、井口温度低的井结蜡严重 (3)油井含水低时结蜡严重，含水高于60%结蜡不显著 (4)油管内壁粗糙容易结蜡，出砂井也容易结蜡 (5)油井结蜡最严重部位不在井底，也不在井口，一般位于井深50

6、一900米,油井结蜡的一般规律,四,一,主要内容,五,冀东油田公司钻采工艺研究院,一,二,三,前言,油井结蜡规律及影响因素,清防蜡剂国内外研究现状,清防蜡剂在冀东油田的应用,清防蜡剂主要研究方向,冀东油田钻采工艺研究院,三 清防蜡剂目前国内外研究现状,国内外一些油田及科研院所，对含蜡油田的蜡沉积及蜡清除开展了广泛的研究，同时研究出各种各样的清防蜡剂，以利用化学药剂达到油井清防蜡的目的，按照化学药剂的作用可分为清蜡剂和防蜡剂两大类。,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,有机溶剂将沉积在管壁上的蜡溶解。在表面活性剂的帮助下，沿蜡沉积的缝隙和蜡与油井管壁的缝隙渗入，促使沉积在管壁表面

7、上的蜡脱落，随油流带出油井。,清防蜡剂的作用机理,清蜡机理,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,油基清防蜡剂随着原油温度不断降低，熔点比较高的高碳数蜡会结晶析出，形成结晶中心，随后其它碳数的蜡不断结晶析出，改变蜡晶的结构使其不形成大块蜡团并使其不沉积在管壁上；水基清防蜡剂中的表面活性剂被吸附在金属表面（如井壁、抽油杆）而润湿金属表面，使其成为极性表面阻止非极性的蜡晶在金属表面的吸附和沉积从而起到防蜡的效果。,清防蜡剂的作用机理,防蜡机理,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,大部分化学清防蜡剂均具有清蜡和防蜡效果，但同时又以某种为主，根据其形态可分为油溶型、水溶型

8、、乳液型和固体型等四种类型。,清防蜡剂的种类,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,组成：主要由有机溶剂、表面活性剂和少量高分子聚合物组成。原理：有机溶剂主要是将沉积在管壁上的蜡溶解，表面活性剂提 高了有机溶剂与有关的接触面和溶解速度，聚合物能与原油中析出的蜡晶形成共晶体，也阻碍蜡的沉积。 优点：溶蜡速度快，加入油井后见效快； 产品凝固点低，在冬季使用方便。 缺点：比重小，对含水高的油井不太合适； 燃点低，易着火，使用时必须严格防火措施。,清防蜡剂的种类,油溶型清防蜡剂,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,组成：水和多种表面活性剂 原理：表面活性剂的润湿反转作用使

9、结蜡表面反转为亲水性表面，不利石蜡于在表面上沉积，同时能渗入松散结合的蜡晶缝隙里，使蜡分子之间的结合力减弱，从而导致蜡晶分散于油流中。 优点：比重较大，对高含水油井应用效果较好； 使用安全，无着火危险；防蜡效果好。 缺点：加入油井见效速度较慢；清蜡效果差。,水溶型清防蜡剂,清防蜡剂的种类,冀东油田钻采工艺研究院,三 油井结蜡规律及影响因素,原理：将油溶型清防蜡剂加入水、乳化剂、稳定剂后形成水包油乳状液，这种乳状液加入油井后，在井底温度下进行破乳而释放出对蜡具有良好溶解性能的有机溶剂和油溶性表面活性剂，从而起到清蜡和防蜡的双重效果。 优点：溶蜡速率大；防蜡效果好； 闪点高，使用安全，不易燃烧和爆

10、炸；比重大。 缺点：在制备和贮存时必须稳定，而到达井底后在井底温度下必须立即破乳，这就对乳化剂的选择和对井底破乳温度有着严格的要求，制备和使用时技术条件要求较高。,清防蜡剂的种类,乳液型清防蜡剂,冀东油田钻采工艺研究院,固体防蜡剂主要由高压聚乙烯、稳定剂等组成，它可以制成块状，或在模具中压成一定形状，置于油井一定的位置，在油井温度下逐步溶解而释放出药剂并溶入油中。 优点：作业一次防蜡周期较长(一般防蜡周期可达到8-12月左右)，成本较低。 缺点：防蜡剂对油品的针对性较强，原油的析蜡点不同，防蜡剂的配方也必须改变。,三 油井结蜡规律及影响因素,清防蜡剂的种类,固体清防蜡剂,一,主要内容,五,冀东

11、油田公司钻采工艺研究院,一,二,三,四,前言 油井结蜡规律及影响因素 清防蜡剂国内外研究现状 清防蜡剂在冀东油田的应用 清防蜡剂主要研究方向,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田清防蜡技术现状 冀东油田清防蜡剂应用历程 现场使用效果,四 清防蜡剂在冀东油田的应用,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,1 冀东油田清防蜡技术现状,冀东油田原油性质大多具有三高特点，即:高含蜡量，高胶质沥青质含量，高凝固点，原油含蜡及蜡性的特殊性，决定了油井结蜡严重，清防蜡工作难度大。因而油井清防蜡工艺技术水平的高低，直接影响了油井免修期的长短，成为制约油井免修期的瓶颈技术之一。,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田清防蜡油井统

12、计表,1 冀东油田清防蜡技术现状,化学加药,井下防蜡器,微生物,磁清防蜡,60%,8%,5%,23%,主体清防蜡技术现场应用组成图,1 冀东油田清防蜡技术现状,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田油井清防蜡技术较多，其中化学清防蜡技术3种，物理清防蜡技术8种，以及微生物清防蜡技术，部分清防蜡技术已经达到国内外先进水平，其中化学清防蜡技术占总清防蜡技术的60%，而油基清防蜡剂占化学清防蜡剂的75%。,1 冀东油田清防蜡技术现状,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田清防蜡技术现状 冀东油田清防蜡剂应用历程 现场使用效果,四 清防蜡剂在冀东油田的应用,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,2 冀东油田清防蜡剂使用

13、历程,2007年至2010年清防蜡技术应用情况对比图,清防蜡剂在冀东油田应用较早，1988年高尚堡油田开始应用BJ系列清防蜡剂，1992年开始JDW-3系列，目前应用有主要为JDW-3系列的油基清防蜡剂和自主开发的水基清防蜡剂。,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田清防蜡技术现状 冀东油田清防蜡剂应用历程 现场使用效果,四 清防蜡剂在冀东油田的应用,1,2,冀东油田钻采工艺研究院,油基清防蜡剂 水基清防蜡剂 固体防蜡剂,1,2,3 现场使用效果,3,冀东油田钻采工艺研究院,3 现场使用效果,加药后，油井电流明显降低，日产液稳定，说明加油基清防蜡清蜡效果明显，达到了清蜡的目的。,油基清防蜡剂现场应用

14、时间较长，在陆上采油作业区、南堡采油作业区全面应用，满足油井清防蜡要求，清防蜡效果较好。,油基清防蜡剂,冀东油田钻采工艺研究院,采用加油基清防蜡剂后，保证油井稳定生产，维护了油井产量，清防蜡效果明显。,3 现场使用效果,油基清防蜡剂,G15-10井采油曲线,冀东油田钻采工艺研究院,油基清防蜡剂 水基清防蜡剂 固体防蜡剂,1,2,3 现场使用效果,3,冀东油田钻采工艺研究院,水基清防蜡剂主要采用井口点滴加药技术，把加药箱中水基清蜡剂，通过供液泵的抽汲、增压，经过井口连接流程，均匀连续泵入井内。依靠水基清蜡剂清蜡和防蜡功能，抑制蜡晶形成、清除蜡块，保证油井正常生产。,3 现场使用效果,水基清防蜡剂

15、,点滴加药技术井口装置,冀东油田钻采工艺研究院,T109-1井采用水基清防蜡剂进行清防蜡，2009年10月份检泵一次，未发现异常后继续采用水基清防蜡剂清蜡，每天采用点滴加药的方式加药10-13kg。,从T109-1井采油曲线可以看出，日产液、日产油稳定，清防蜡效果明显。,3 现场使用效果,水基清防蜡剂,T109-1井采油曲线,冀东油田钻采工艺研究院,油基清防蜡剂 水基清防蜡剂 固体防蜡剂,1,2,3 现场使用效果,3,冀东油田钻采工艺研究院,油机溶剂清蜡多数采用轻烃类，易燃、易爆、用量大。工作量大，劳动强度大，往往因人、环境、条件等因素影响无法得到保证，水基清防蜡剂需要地面连续加药设备，现场维

16、护复杂。为克服上述清防蜡工艺技术缺陷和存在问题，调研并现场应用固体防蜡技术，它现场施工简单，固体防蜡块一次性投放后，有效期为8-12个月，在有效期内，基本不用采用其它的清防蜡措施，管理方便。,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,固体防蜡块采用挤压注塑成型工艺加工而成，形状为蜂窝煤状。既保证了油流通道的畅通，又增大了与原油接触的表面积，易被原油浸泡溶胀，缓慢溶解，保证原油中防蜡成分维持一定浓度，确保长时间防蜡效果。使用时将固体防蜡块按生产井的管柱结构，制成一定的形状，并装入防蜡管中，加挂在抽油泵与筛管之间，防蜡块缓慢地溶解，从而起到防蜡作用。,固体防蜡块,3 现场使用效果,防蜡

17、块,冀东油田钻采工艺研究院,固体防蜡块,3 现场使用效果,防蜡块参数,防蜡管参数,分体式固体防蜡技术,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田在防蜡块的使用上，有较长的使用经验。1995年在柳赞采油作业区现场试验应用5井次，有效率100%，平均有效期147天，增油216吨，节支31万元，投入产出比1：71。1996年在柳赞采油作业区进一步推广，并在高尚堡采油作业区进行试验，试验推广17口井，22井次，可统计井平均有效期157天，与未下防蜡块前对比直接增油685吨，投入产出比1：25。,固体防蜡块,3 现场使用效果,分体式固体防蜡技术,冀东油田钻采工艺研究院,防蜡块和防蜡管需要现场安装，增加了作业工序，

18、在安装时，固体防蜡块中的孔隙无法完全对齐，缩小了油流通道，增加了原油进泵阻力。现场试验有效天数为5-6月左右，分析认为使用周期较短。,固体防蜡块,3 现场使用效果,分体式固体防蜡技术,冀东油田钻采工艺研究院,将超浓缩固体防蜡块、精细过滤器、分流罩、上、下接头，以及89油管本体组成固体防蜡器，使防蜡块和防蜡管成为一体化结构，称为固体防蜡器型，在油井作业时直接与油管连接即可。,固体防蜡块,3 现场使用效果,一体式固体防蜡技术,冀东油田钻采工艺研究院,首先在南堡、老爷庙油田进行现场试验，老爷庙油田浅层、中深层出砂，需要使用侧进液防砂泵，而流体进入防蜡器型后增加了进泵难度，需要设计出适合测进液防砂泵的

19、固体防蜡器，该结构存在改进空间。,整体结构,型整体结构图,固体防蜡器型,固体防蜡块,3 现场使用效果,实物精细过滤网,冀东油田钻采工艺研究院,抽油泵为侧面进液防砂泵时，将防蜡器型直接接在泵下，流体经过固体防蜡器后，防蜡块缓慢地溶解在井液中，被流体融化的防蜡块从侧面的扩散孔流出，不断融入原液中，再进入防砂泵，达到防蜡的目的。,整体结构,型整体结构图,固体防蜡器型,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,油井现场应用效果来看，应用固体防蜡器后，平均月加药量由187kg减少到68kg，加药周期由16天延长到35天，清防蜡效果明显。,固体防蜡块,3 现场使用效果,部分井措施前后效果对比表

20、,冀东油田钻采工艺研究院,下固体防蜡块后，M28-36、M18-27井折算应力明显减少，最大减少为31%，最大载荷减少3.9KN；M26-26井虽然最大载荷和折算应力变法不大，但最小载荷变小，说明下行受力变大，摩擦力变小。,固体防蜡块,3 现场使用效果,部分油井应用固体防蜡块前后油井应力载荷变化数据表,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田公司钻采工艺研究院,固体防蜡块每套6000元; 每口井下入2套，12口井共投入 -14.4万元 1260002= 144000（元）,投入费用,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田公司钻采工艺研究院,减少了加药费用和洗井费用，高效清蜡剂每

21、月加药3次，每次加药300kg，6井次，10个月有效期内- 59.4万元 减少加药费用：11000100.336=594000（元） 减少了洗井恢复对油井生产的影响，普通洗井过程中含水恢复期为3-5天，日产液为15方，日产油为6方，热洗周期按90天计算- 103.3万元 间接增油：37006312=799200（元） 减少热洗费用：6500123=234000（元）,间接经济效益,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,冀东油田公司钻采工艺研究院,间接增油，减少加药、热洗，总经济效益为- 148万元 594000+799200+234000-144000=1483200（万元）,

22、总经济效益,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,固体防蜡块,3 现场使用效果,冀东油田钻采工艺研究院,2010年4月两口井下入固体防蜡棒进行现场试验，进行现场清防蜡实验。投完固体防蜡棒后十天未进行清蜡，再进行刮蜡片清蜡时，铅垂下行阻力小，下井速度很快。,3 现场使用效果,固体防蜡棒,冀东油田钻采工艺研究院,固体防蜡棒比重为0.9左右，通过应用自身重力顺油管下降，是否能到达结蜡位置，不能检测，特别是气举井、间出井，防蜡棒可能会随液流上行甚至会被顶出井筒，需要继续跟踪现场效果，不断改进现场应用技术。,固体防蜡棒,3 现场使用效果,现场应用效果,冀东油田钻采工艺研究院,存在问题,冀东油田公司钻采工艺研究院,老井含水增加，油溶性清防蜡剂的适用范围减少，但油基清防蜡剂清蜡效果目前没有其他药剂可以代替，需要进一步优化改进其配方，以适应高含水油井的清防蜡需要。,水基清防蜡剂需要地面配制连续加药泵，同时需要冬天保温、防腐等措施，