LP－Ⅰ清防蠟劑的研制及應(yīng)用

（長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023）

蠟是常溫下為固體的C15～C70直鏈烷烴，油井結(jié)蠟會(huì)影響正常生產(chǎn)［1］。常用的清防蠟方法包括機(jī)械法、物理法、化學(xué)法、微生物法以及這些方法的結(jié)合使用。機(jī)械法是使用專門的清蠟工具將附在油管里的蠟刮掉；物理法主要是電熱清蠟、磁防蠟以及超聲波清蠟等；化學(xué)法主要采用有機(jī)溶劑抑制蠟晶的析出、生長(zhǎng)和清除積蠟［2］；微生物法是利用微生物及其代謝產(chǎn)物的作用，阻止石蠟結(jié)晶，防止或緩解井筒結(jié)蠟，達(dá)到清防蠟的目的。目前，機(jī)械法和化學(xué)法廣泛應(yīng)用于各大油田［3］。

作者在此針對(duì)長(zhǎng)慶油田元300、元301區(qū)油井嚴(yán)重結(jié)蠟的問題，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)蠟樣進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化篩選出一種適合該區(qū)塊的LP－Ⅰ清防蠟劑，并對(duì)該清防蠟劑清蠟、防蠟效果進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料、試劑與儀器

元300－58、元301－56、元301－59蠟樣，長(zhǎng)慶油田；0號(hào)柴油、煤油，中國(guó)石油化工集團(tuán)公司；58號(hào)石蠟，廣州市長(zhǎng)榕化工有限公司。

二甲苯，化學(xué)純，廣東西隴化工有限公司；甲苯，分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；丙酮，武漢市鑫華松化工有限公司；石油醚、萘、石油磺酸鈉，分析純，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠。

X－4型顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀，上海金鵬分析儀器有限公司；GC－6890N 型氣相色譜儀，美國(guó)安捷倫公司；傅立葉紅外光譜儀，美國(guó)尼高力公司；清防蠟劑防蠟率測(cè)定儀，荊州塔林機(jī)電設(shè)備制造有限公司。

1.2 蠟樣分析

分別對(duì)長(zhǎng)慶油田元300－58、元301－56、元301－59蠟樣進(jìn)行熔點(diǎn)、組分、氣相色譜及紅外光譜分析。

1.3 LP－Ⅰ清防蠟劑的研制

在蠟樣分析的基礎(chǔ)上，分別對(duì)適合該區(qū)塊的清蠟劑和防蠟劑進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)，確定最佳的清蠟劑和防蠟劑，進(jìn)一步復(fù)配得到LP－Ⅰ清防蠟劑，并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

將LP－Ⅰ清防蠟劑應(yīng)用于長(zhǎng)慶油田元300、元301區(qū)油井，通過抽油機(jī)載荷功圖并結(jié)合檢泵周期判斷結(jié)蠟程度，評(píng)價(jià)清防蠟效果。

1.5 測(cè)定方法

1.5.1 清蠟率的測(cè)定

取一定量的蠟樣，在45 ℃水浴中恒溫1h 后取出，晾干，稱重，按式（1）計(jì)算清蠟率：

式中：f為清蠟率，%；m0為初始蠟樣的質(zhì)量，g；mf為蠟樣溶解1h后的質(zhì)量，g。

1.5.2 防蠟率的測(cè)定

參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY／T 6300－2009《采油用清、防蠟劑技術(shù)條件》對(duì)防蠟劑進(jìn)行評(píng)價(jià)，按式（2）計(jì)算防蠟率：

式中：f′為防蠟率，%；mo′為空白試液的蠟沉積量，g；mf′為加藥試液的蠟沉積量，g。

信息時(shí)代優(yōu)秀的圖書館員必須要有廣博的知識(shí)以及強(qiáng)烈的事業(yè)心和責(zé)任感，同時(shí)更要更新知識(shí)與觀念，提煉各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)和技能，使圖書館的管理始終處在一個(gè)高品位的層面上，為讀者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。只有注重圖書館館員能力的培養(yǎng)和發(fā)展，圖書館才會(huì)有更好的持續(xù)發(fā)展下去的動(dòng)力和源泉，才能提高圖書館的社會(huì)地步。大數(shù)據(jù)作用下，個(gè)性化信息的推送豐富了圖書館的日常服務(wù)，在數(shù)據(jù)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以創(chuàng)新圖書館服務(wù)模式為目標(biāo)，向讀者提供內(nèi)容更精準(zhǔn)，方式更智能，模式更開放，形式更多樣的個(gè)性化服務(wù)。圖書館館員職業(yè)能力的提升不僅是為了滿足自身工作的需要，也是應(yīng)對(duì)圖書館未來發(fā)展所需。[3]

2 結(jié)果與討論

2.1 蠟樣分析

2.1.1 析蠟點(diǎn)及熔點(diǎn)分析（表1）

表1 蠟樣的析蠟點(diǎn)及熔點(diǎn)／℃Tab.1 Wax precipitation point and melting point of wax samples／℃

由表1可知，元300－58 蠟樣析蠟點(diǎn)和熔點(diǎn)較元301－56、元301－59高，而元301－56和元301－59蠟樣的析蠟點(diǎn)和熔點(diǎn)較接近。

2.1.2 組分分析

按石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY／T 5119－2008《巖石中可溶有機(jī)物及原油族組分分析》測(cè)定蠟樣中飽和烴、芳香烴、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和機(jī)械雜質(zhì)的含量，結(jié)果見表2。

表2 蠟樣的組分／%Tab.2 Composition of wax samples／%

由表2可知，元300－58蠟樣中不溶物含量較高，即蠟樣重質(zhì)組分含量較高。元301－56和元301－59蠟樣化學(xué)組分較相似，其飽和烴含量均在84%以上，其它組分含量相對(duì)較少。

2.1.3 氣相色譜分析

按石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH／T 0653－1998《石油蠟正構(gòu)烷烴和非正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布測(cè)定法（氣相色譜法）》測(cè)試蠟樣中的碳數(shù)分布情況，結(jié)果見圖1。

圖1 蠟樣的碳數(shù)分布Fig.1 Carbon number distribution of wax samples

由圖1 可知，元300－58 蠟樣中碳數(shù)主要集中在C35～C49之間，低碳數(shù)的成分較多；元301－59蠟樣中碳數(shù)峰值在C29，碳數(shù)主要集中在C25～C37之間，屬于微晶蠟范圍，低碳數(shù)的成分較少。

由圖2可知：在第一峰區(qū)（3 700～2 500cm－1），共出現(xiàn)2 848cm－1、2 916cm－1、2 954cm－1等3個(gè)峰，其中2 954cm－1處為－CH3的伸縮振動(dòng)吸收峰，2 848 cm－1、2 916cm－1處均為－CH2－的伸縮振動(dòng)吸收峰；在1 600～1 450cm－1之間沒有出現(xiàn)多個(gè)峰，說明蠟樣分子結(jié)構(gòu)中不存在芳環(huán)及雜芳環(huán)；1 462cm－1處為－CH3的不對(duì)稱面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰；1 377cm－1處是－CH3的對(duì)稱面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰，為－CH3的特征峰；730cm－1處為－CH2－的面外彎曲振動(dòng)吸收峰；719cm－1處是長(zhǎng)鏈烷基的顯著特征，而且峰較強(qiáng)，說明蠟樣中異構(gòu)現(xiàn)象較少，高碳數(shù)直鏈烷烴含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這些表明，蠟樣中基本為正構(gòu)烷烴，不含芳烴、環(huán)烷烴等非鏈狀烴，含有極少量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。因此，對(duì)于只含烷烴的蠟樣采用化學(xué)清防蠟技術(shù)，使用油溶性、芳烴、重芳烴類的防蠟劑效果最佳。

圖2 蠟樣的紅外光譜Fig.2 IR Spectra of wax samples

2.2 LP－Ⅰ清防蠟劑的篩選及評(píng)價(jià)

2.2.1 清蠟劑的篩選及評(píng)價(jià)

對(duì)文獻(xiàn)報(bào)道清蠟效果較好的清蠟劑單劑進(jìn)行了清蠟率測(cè)定［4－7］，結(jié)果如表3所示。

表3 清蠟劑單劑的清蠟率Tab.3 Paraffin removal rate of single paraffin remover

由表3可知，甲苯、二甲苯具有良好的清蠟效果，但考慮到長(zhǎng)慶油田禁用甲苯作為清防蠟劑，因此選擇清蠟效果較好的石油醚、二甲苯、環(huán)己烷、煤油與0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的清防蠟劑助劑（己二醇∶Span80∶滲透劑JFC＝4∶1∶4）復(fù)配進(jìn)行清蠟率測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)配溶劑為石油醚∶二甲苯∶環(huán)己烷∶煤油＝7∶5∶1∶2時(shí)，清蠟率最高為96.23%。

2.2.2 防蠟劑的篩選及評(píng)價(jià)

根據(jù)該區(qū)蠟樣特點(diǎn)，對(duì)適合該區(qū)的防蠟劑進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，3種防蠟劑單劑的防蠟率大小順序?yàn)椋狠粒臼突撬徕c＞高壓聚乙烯，均低于20%，無法達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。因此，按萘∶石油磺酸鈉∶高壓聚乙烯＝2∶2∶1的比例配制復(fù)配防蠟劑進(jìn)行防蠟率測(cè)試，防蠟率為32.47%，表明該復(fù)配防蠟劑具有良好的防蠟效果。

表4 防蠟劑的防蠟率Tab.4 Parraffin inhibition rate of paraffin inhibitor

2.2.3 LP－Ⅰ清防蠟劑的配制與評(píng)價(jià)

將篩選得到的復(fù)配清蠟劑和復(fù)配防蠟劑按2∶1的比例進(jìn)行復(fù)配，得到清防蠟劑LP－Ⅰ，其清蠟率為85.23%、防蠟率為27.59%，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2.3.1 試驗(yàn)井參數(shù)及加藥情況

在長(zhǎng)慶油田元300、元301區(qū)的3個(gè)單井進(jìn)行LP－Ⅰ清防蠟劑的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，3口井的結(jié)蠟周期均在10d左右，管線更換周期在18個(gè)月左右。

該區(qū)油井原先使用的是QL－30清防蠟劑，加藥周期為10d，每次加藥量為30kg·井－1，加藥方式為人工油套環(huán)控加藥。自2012年5月22日開始投加LP－Ⅰ清防蠟劑，加藥周期為10d，加藥方式為人工油套環(huán)控加藥。試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：第一階段加藥量為40 kg·井－1，加藥周期為20d；第二階段加藥量為30kg·井－1，加藥周期為10d。

2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析

2012年5月22日至8月23日間，投加LP－Ⅰ清防蠟劑后，在線跟蹤抽油機(jī)的載荷情況，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可看出，加入LP－Ⅰ清防蠟劑后，元300－58和元301－59抽油機(jī)的載荷沒有明顯的波動(dòng)，運(yùn)行情況良好。

圖3 抽油機(jī)載荷功圖Fig.3 Load intensity diagrams of pumping unit

為了進(jìn)一步對(duì)載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，在7月12日和8月23日使用便攜式載荷測(cè)試儀，分別對(duì)元301－56、元301－59油井進(jìn)行載荷測(cè)試，試驗(yàn)前后油井示功圖如圖4所示。

圖4 元301－56井（a、b）和元301－59井（c、d）試驗(yàn)前后示功圖Fig.4 Dynamometer cards of Yuan 301－56（a，b）and Yuan 301－59（c，d）before and after testing

由圖4可看出，元301－56井和元301－59井抽油泵進(jìn)液、排液正常，示功圖的最高載荷下降，最低載荷略有上升，載荷曲線面積明顯變小，未出現(xiàn)明顯結(jié)蠟現(xiàn)象。元301－56井試驗(yàn)前后均受殘余氣體影響，而元301－59井在試驗(yàn)一段時(shí)間后也受到殘余氣體影響。

3 結(jié)論

（1）元300－58 蠟樣不溶物含量、析蠟點(diǎn)、熔點(diǎn)較高，碳數(shù)分布主要集中在C35～C49之間，低碳數(shù)的成分較多；元301區(qū)蠟樣烷烴含量達(dá)84%以上，碳數(shù)主要集中在C25～C37之間。

（2）LP－Ⅰ清防蠟劑的清蠟率為85.23%、防蠟率為27.59%，并且在元300－58、元301－56 和元301－59油井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果良好，未出現(xiàn)明顯結(jié)蠟現(xiàn)象。

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