聚合物驅(qū)油井復(fù)合藥劑清蠟技術(shù)探討

曾憲智

(第二采油廠工程技術(shù)大隊,黑龍江大慶 163000)

聚合物驅(qū)油井復(fù)合藥劑清蠟技術(shù)探討

曾憲智

(第二采油廠工程技術(shù)大隊,黑龍江大慶 163000)

本文提出了聚驅(qū)井結(jié)蠟嚴(yán)重對油田生產(chǎn)的危害,通過分析影響聚驅(qū)油井結(jié)蠟程度的不同因素,簡述了高效復(fù)合解堵劑的所應(yīng)具備的功能、主要成分及個成分的溶蠟機(jī)理,優(yōu)化現(xiàn)場操作工藝,核定標(biāo)準(zhǔn)使用劑量,評價經(jīng)濟(jì)效益,得出幾點綜合性結(jié)論。

聚驅(qū)油井結(jié)蠟 復(fù)合藥劑清蠟 低風(fēng)險解堵

1 問題的提出

隨著大慶油田聚驅(qū)開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大,聚驅(qū)油井出現(xiàn)蠟卡井?dāng)?shù)不斷增加,使油田生產(chǎn)增加了的管理成本,并且蠟卡井在作業(yè)過程中易發(fā)生飛桿傷人事故,又為油田增加了安全成本。本文將通過分析聚合物驅(qū)油井的結(jié)蠟機(jī)理,研究蠟的組成及影響蠟沉積的因素,提出使用復(fù)合藥劑方式清蠟的理論依據(jù),要求其有效成分能夠使沉積在油套環(huán)空內(nèi)的蠟快速溶解,同時該藥劑成分確保安全無毒,克服以往所用的清蠟劑易燃、易爆、有毒等缺點,實現(xiàn)施工過程高效安全環(huán)保。

2 聚合物驅(qū)油井結(jié)蠟機(jī)理

在原油開采過程中油井結(jié)蠟現(xiàn)象是不可避免的,影響石蠟沉積的因素有很多,其主要影響因素有原油的性質(zhì)、油溫和流動壓力3個主要因素。概括而言有以下幾點。

(1)油管外環(huán)境溫度越高,油溫與管外溫度的溫差越小,結(jié)蠟的速率也越小。在低于析蠟點溫度的情況下含蠟原油的結(jié)蠟速率正相關(guān)于油溫與管外溫度的溫差。

(2)當(dāng)管外溫度恒定時,管線中原油的流速對結(jié)蠟速率影響較大,流速低時結(jié)蠟速率加大,同樣流速下,蠟沉積的膠結(jié)強(qiáng)度越大,結(jié)蠟速率極大值越大。

(3)油管表面的粗糙程度影響結(jié)蠟程度,表面粗糙的管道更易結(jié)蠟。

為了降低油井在開采過程中結(jié)蠟程度,通過開采實踐經(jīng)驗的總結(jié)和對油井結(jié)蠟理論知識的掌握,可從以下幾方面入手。

(1)降低油蠟晶體的析出。在原油開采的過程中,充分利用提升油管溫度、增加壓力等措施,使原油流動的溫度高于原油中蠟的溫度,從而阻止油蠟的析出,防止油蠟產(chǎn)生。

(2)提高油管表面的光滑度。摩擦力是阻礙物體流動速度的重要因素,由此而言,油管表面越粗糙,原油的流動速度就減緩,越容易造成蠟的沉積。因此要創(chuàng)造不利于蠟在油管表面沉積的條件,提升油管表面的光滑度,及時清理油管表層,抑制油臘的產(chǎn)生。

(3)利用化學(xué)方法和物理方法相結(jié)合的方式抑制油井結(jié)蠟。在油井開采過程中,油蠟形成過程中是很長的沉積附著過程,在此階段中加入防止油蠟聚集的抑制劑,或者是利用增加原油稠度、提高管道溫度等物理方式抑制蠟的析出與沉積,降低沉積速度。

3 高效復(fù)合溶蠟劑溶蠟機(jī)理

根據(jù)以上篇章的分析,注入井下清蠟的高效復(fù)合溶蠟劑應(yīng)該能夠溶解復(fù)雜成分及各種雜質(zhì)混合物、能夠破壞蠟質(zhì)大分子團(tuán)、提高石蠟在混合藥劑中的溶解度、降低油管表面摩阻。

首先復(fù)合高效溶蠟劑是化學(xué)清蠟劑,主要成分要包括蠟晶溶蠟劑、重油蠟晶分散劑、油溶性分散劑、全氟辛酸酯互溶劑、液體石蠟、表面活性劑等成分,分散、清除沉積粘附在桿管上沉積物中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和蠟,使其完全溶解在溶劑中,同時起到降凝及降粘的作用。這些成分主要分為油基溶蠟劑類、水基清蠟劑類及表面活性劑類。

油基溶蠟劑主要由各種溶蠟劑和分散劑組成,是起到主要清蠟作用的組分。其本身雖不能改變蠟的熱力學(xué)性質(zhì),但由于電化學(xué)作用,通過電子遷移使大分子的極性減弱或消除,使液體中的蠟質(zhì)大分子團(tuán)減小和松散,在溫度降至析蠟溫度時,結(jié)晶的速率減緩,蠟晶變小,延緩小蠟晶聚集成大塊蠟晶。如果析出的蠟晶足夠小,而且團(tuán)聚成塊的傾向弱,在同性相溶作用下,會懸浮在液體中,并隨液體流出。

水基溶蠟劑由水溶性藥劑組成,是起到綜合輔助功效的組分。通過液體組分的電負(fù)性差產(chǎn)生的靜電位催化特性,通過電化學(xué)的方式使液體和液體中含有的其它物質(zhì)的特性發(fā)生改變,于是液體中的固相顆粒受其影響處于懸浮狀態(tài)或溶解狀態(tài),表觀上凝固點大幅度地降低,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,不易組成大網(wǎng)格結(jié)構(gòu),改善低溫流動性,降低凝固點,使蠟晶不再沉淀或吸附到管壁或其他設(shè)施的金屬表面上。

表面活性劑的作用是幫助有機(jī)溶劑沿沉積蠟中的縫隙和蠟與油井管壁的縫隙滲入進(jìn)去以增加接觸面積,提高溶解速度,另外在溶蠟過程中,表面活性劑會附著在管壁表面形成表面光滑親水憎油的水潤濕層,既有助于沉積蠟從桿管表面脫落,又可有效的阻止蠟的吸附,防止解堵后二次沉積聚集,從而起到清防蠟的作用。

從高效復(fù)合溶蠟劑的溶蠟機(jī)理可以看出,溶蠟解堵過程屬于物理作用與化學(xué)作用同時進(jìn)行,但過程平穩(wěn),無劇烈化學(xué)反應(yīng),不產(chǎn)生無有毒有害物質(zhì)。

4 現(xiàn)場操作工藝制定

4.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)選定井號的實際情況準(zhǔn)備適量解堵劑,及各種加藥替液設(shè)備。

(1)一般蠟堵井,即歷次作業(yè)發(fā)現(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)象,因故障關(guān)井6個月以內(nèi),作業(yè)時洗井20MPa以上打不通的井,使用0.8-1t純解堵劑即可有效;(2)特殊井,即長關(guān)井時間在3年以上,需純解堵劑量達(dá)到1.5t。

4.2 施工步驟

(1)采用高壓泵車緩慢打入適量解堵劑;(2)完成藥劑注入后再追加打入2-3m3清水,使井下藥劑進(jìn)一步循環(huán)充滿油套環(huán)空及油管內(nèi)壁;(3)關(guān)井加封頂器靜置藥劑混合液,使藥劑與油套環(huán)空蠟塊充分反應(yīng),關(guān)井靜止期間每12h記錄實時套壓;(4)放壓確認(rèn)套壓降至最低時,取下封頂器,采用80℃以上熱水15-20m3添加水溶性解堵劑低排量循環(huán)洗井;(5)套壓升至10MPa關(guān)井靜置藥劑,2小時后循環(huán)步驟4,直至套壓不再升高。

5 結(jié)論

5.1 施工過程安全環(huán)保

高效復(fù)合解堵劑是無毒無害性質(zhì)穩(wěn)定的集清防蠟功能于一體混合化學(xué)藥劑。操作工序與所需人員與熱洗基本相同,操作風(fēng)險降低。

5.2 降低作業(yè)成本,增加經(jīng)濟(jì)效益

蠟堵井解堵降低了因場地受限、隊伍緊張等待大修作業(yè)造成的大量關(guān)井時間,節(jié)省大修作業(yè)費用及強(qiáng)行拔卡后造成桿管絲扣傷害的額外管材費用,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]陳濤平,胡靖邦.石油工程[M].北京石油工業(yè)出版社,2000.

[2]胡博仲.聚合物驅(qū)油采油工程[M].北京石油工業(yè)出版社,2000.

曾憲智，男，1988年9月出生，2010年7月畢業(yè)于東北石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)工作于黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠工程技術(shù)大隊，從事三次采油生產(chǎn)工藝技術(shù)的研發(fā)試驗與現(xiàn)場推廣工作。