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    海上油田高含蜡气井低成本化学清蜡技术研究

    时间：2023-03-23 16:45:06来源：百花范文网本文已影响人

    周文超，孙 君，付云川，孙艳萍，林 辉

    (中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

    蜡在油藏条件下以溶解态存在，在开采过程中，含蜡原油经井筒采出，随着压力和温度不断降低，以及溶解气不断逸出，原油中的蜡开始结晶析出，并不断沉积在油管内壁上，使油管内径缩小，从而导致油井产量下降，甚至造成停产，危害极其严重[1-3]。

    渤海B油气田主体储层原油为轻质油，地层原油具有密度低、黏度低、溶解气油比高、体积系数大、胶质和沥青质含量低、含蜡量高等特点。A8井是B油气田北断块一口气井，投产初期产气稳定在10×104m3/d，后期降至4×104m3/d，日产液84 m3，日产油70 m3，含水14.3%，且在井筒作业过程中有遇阻挂卡现象，含蜡量高达22.34%。综合分析认为A8井井筒结蜡严重，造成产量大幅降低，需对A8井进行清蜡处理。

    目前，海上结蜡油气井常用的井筒清蜡方式有3种：机械清蜡、热洗清蜡和化学清蜡[4-6]。机械清蜡需要油井停产，向井内下入清蜡工具刮掉沉积的蜡，再依靠生产油流带出蜡块。该清蜡方式对于产量低的井易造成蜡块淤积堵塞，不适合气井清蜡。热洗清蜡是将热水或热油注入油井，利用温度将沉积蜡块融化，并由热洗液带出。该技术主要受热源限制，选井局限。化学清蜡是通过加入清蜡剂溶解沉积蜡块达到清蜡的目的，化学清蜡可以在不影响油气井正常生产情况下作业，并有井筒防蜡的效果[7]。由于A8井为气井，为防止停产作业造成气井水锁伤害[8]，本工作优选出一种高效清蜡剂体系，并设计清蜡工艺方案，以解决海上高含蜡气井的结蜡问题，达到缩短清蜡周期，降低清蜡成本，保证气井稳产、高产的目的。

    1.1 主要试剂及仪器

    切片石蜡(熔点56～58 ℃)，13种商用清蜡剂试样，A8井脱水原油。

    蜡球模具，自制。

    1.2 实验方法

    清蜡剂性能评价方法依据标准SY T 6300—2009《采油用清、防蜡技术条件》。

    静态溶蜡速率：利用蜡球模具制作质量约为1 g的蜡球，再取15 mL清蜡剂试样加入50 mL的量筒中，置于45 ℃的恒温水浴中，用细线将蜡球悬挂浸没在清蜡剂中，测试蜡球完全溶解所用的时间，计算清蜡剂的静态溶蜡速率。静态溶蜡速率公式：

    式中：r0为静态溶蜡速率，g/min；
    m0为蜡球质量，g；
    t为蜡球溶完所用的时间，min。

    2.1 高效清蜡剂的优选

    表1是13种初步选取的清蜡剂试样的静态溶蜡速率。

    表1 不同清蜡剂试样的静态溶蜡速率

    从表1可以看出，相同实验条件下，清蜡剂C、清蜡剂D和清蜡剂K的静态溶蜡速率最高，明显高于标准中要求的清蜡剂最小溶蜡速率0.016 g/min，清蜡剂E和清蜡剂F为水溶性药剂，在45 ℃下溶蜡效果最差。

    表2为清蜡剂C、清蜡剂D和清蜡剂K的性能指标和使用安全性。从表2可以看出，清蜡剂C溶蜡效果最好，但是闪点低，使用安全差；
    清蜡剂D闪点最低，并且成分含有机氯，会对原油后期加工造成影响，不符合现场使用标准；
    清蜡剂K溶蜡速率为0.033 g/min，不含有机氯和二硫化碳，并且闪点大于55 ℃，对于海上平台作业更安全。综合性能分析，清蜡剂K更适合用于A8井井筒清蜡。

    表2 3种清蜡剂试样的性能指标

    清蜡剂K中溶剂油可将石蜡溶解，体系中加入的蜡晶分散剂可促进对蜡质沉积物的清除，同时具有预防沉积的双效作用，降黏剂成分可进一步降低原油黏度，提高流动性。

    2.2 温度对清蜡剂K溶蜡效果的影响

    根据A8井井筒结蜡段温度分布，在不同温度进行清蜡剂K的静态溶蜡实验，结果见表3。

    从表3可以看出，随着清蜡剂K使用温度的升高，清蜡剂K的溶蜡速率大幅增加，清蜡效果明显改善。对于现场井筒清蜡作业，可以适当提高清蜡剂K的注入温度以及在夏季进行井筒清蜡作业。

    表3 不同温度下清蜡剂K的溶蜡速率

    2.3 清蜡剂浓度对溶蜡效果的影响

    将清蜡剂K与A8井原油按不同比例混合，测定45 ℃下混合稀释后清蜡剂K的静态溶蜡速率，结果见表4。从表4可以看出，清蜡剂K随着被原油稀释比例的增加，溶蜡速率大幅减小，溶蜡效果逐渐变差。井筒注入清蜡剂K后被稀释浓度减小，清蜡剂K与原油1∶10混合，静态溶蜡速率降为0.003 1 g/min，溶蜡时间比单纯清蜡剂K增加近10倍。因此，现场清蜡作业要求设计合理的清蜡剂K的注入速度和注入时间，保证清蜡剂K在井筒内有良好的清蜡性能和清蜡时间。

    表4 不同浓度下清蜡剂K的溶蜡速率

    根据A8井的生产动态进行分析，在井深500 m的位置开始析蜡，井深200～400 m为结蜡最严重的位置，井筒总结蜡量为700 kg左右。

    针对A8井管柱设计以及考虑不影响气井的正常生产，选择通过加药管柱和连续油管注清蜡剂的工艺进行了考察。A8井加药管柱出口在井深300 m处，直接通过加药管柱注入清蜡剂清蜡作业工艺简单，成本相对较低，但不能清除300 m以下井筒的结蜡。而通过连续油管注入清蜡剂可以在气井不停产情况下清除井筒内任何位置的结蜡，并能实现机械刮蜡与化学清蜡技术相结合。所以选择连续油管注清蜡剂工艺对A8井进行清蜡作业。

    根据清蜡剂K性能影响因素的实验评价结果以及A8井生产动态，设计清蜡剂K用量为14 m3，注入速度为0.35 m3/h，清蜡剂采用连续油管注入的方式。预计A8井清蜡周期为89 d，日均增油量6.6 m3，日均增气0.51×104m3，投入产出比为1∶3.8，可大大降低A8井清蜡作业周期和费用，提高气井产能。

    a.优选出的清蜡剂K，静态清蜡效果好，药剂安全性满足海上平台使用要求，该清蜡剂在海上油气井清蜡作业中具有良好的应用前景。

    b.针对A8井清蜡作业，使用连续油管注入清蜡剂清蜡，清蜡彻底且不影响气井生产，产出投入比大于3。

    c.温度越高清蜡剂K的清蜡效果越好，建议冬季实施井筒防蜡，夏季实施井筒清蜡作业。针对高含蜡油气井清蜡，需充分考虑油气井生产条件，针对性开展动态清蜡效果的模拟实验研究，以保证现场实施效果。

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