在油井开采过程中,随着时间的推移,会有很大概率发生结蜡现象,若不及时进行妥善处理,会影响油井的产油量及开采效率。刚开采出的原油,其内部石蜡的碳原子数和温度之间存在密切关系,具体表现为随着温度的升高会形成晶体,一段时间后晶体会逐渐累积,固着在油管内壁,即形成所谓的油管壁结蜡现象,最终影响管道输送效率,增加油井安全隐患。
如果出现油井结蜡现象,会导致对地层的回压变大,从而影响出油量;如果抽油杆区域发生结蜡,那么会导致抽油机负载增加,进而可能导致抽油泵蜡卡问题;而如果是在泵入口处,抑或在地层射孔炮眼处出现结蜡现象,则会导致油流阻力变大,从而显著影响泵效,降低开采效率。因此,及时弄清结蜡机理、原因,采取针对性的措施进行妥善处理,才可以确保油田正常开采。
油田结蜡的机理
油井在开采过程中,随着时间的推移,原油中的蜡会受温度、气体和压力等综合因素的影响,出现结晶现象,附着在油管壁、抽油杆、泵口等位置,不断累积,最终形成结蜡问题,导致井筒内径慢慢变小,这样不但会使得油流阻力增加,还会在很大程度上影响油井产量。当结蜡厚度超过一定界限时,可能会导致井筒堵塞等问题,最终可能会引发严重的安全隐患,甚至迫使油井关闭。通过深入探究,对油田结蜡得到以下认识:①如果原油产量与井口出油量均较低,那么表明油井的结蜡现象严重。②油井结蜡现象还受油井开采时间的影响,具体表现为开采时间越长,结蜡厚度越厚;③油井结蜡现象还与原油的含蜡量存在着密切关系,具体表现为原油中的含蜡量越高,那么结蜡现象越显著;④油井结蜡现象还和油井的含水量有关,通常含水量越高的油井,更易发生结蜡现象。因此需着重关注以上问题,特别是深油井结蜡问题,采取针对性的举措,以确保油井安全稳定运行。
油井结蜡的原因
导致油井结蜡的原因有以下几点:①在油田开发过程中,在注水阶段原油中的主要成分会发生一定的变化,生成氮或其他可以和原油有效融合的化学元素,致使原油黏稠度增加,密度变大,最终导致油井结蜡显著加快。②原油中所含的水、泥沙等,会严重影响油井结蜡现象,具体表现为如果原油中含水量越低,那么结蜡的含水量也越低,此时结蜡紧密性较高。③管道结蜡现象还受油田现场开采条件的影响,油田进入开发后期后,如果向其中添加过量的冷水,则会导致温度降低,从而加剧结蜡问题。若内部发生液流现象,油管中的原油与内壁之间的接触面积会变大,也会产生更多的蜡晶体。④地表设备设施和温度管理等方面,也会在一定程度上导致油井结蜡。在油井开采后期,原油温度一般会慢慢下降,动液面和含水量均低于一定阈值时,油管内部就会出现结蜡问题。
综上所述,油管中石蜡的沉积与附着现象,主要和结蜡速度、温度等因素有关,具体表现为当温度变低时,结蜡效率会变快,从而导致管道附着更为明显。
油田开发后期清蜡防蜡措施
负压冲击波与油管注入清蜡法是当下应用较为广泛的清蜡方式,其原理为依托于强大的压力流体系统,对油田内部各结蜡位置展开清理。具体机制是,凭借压力流体系统产生的负压力,清除油管中附着和沉积的石蜡。通常负压力造成的冲击波会使流体变为剧烈沸腾状态,从而生成气体。一旦气体过多,气蚀和气泡数量会相应变多,从而形成冲击压差,最终达到清蜡的目的。在这里需要着重强调的是,在实际开采过程中,务必要严格遵守相关规章制度,结合现场实际情况,以确保整个开采工作安全稳定进行。为增大井口位置压力,需要将井口的出油阀关闭5~15秒,然后再打开井阀。此时油管中会生成负压冲击波,从而达到清蜡的目的,此举可以显著提升油井产量及开采效率。但是在这里需要指出的是,并非一切结蜡问题,都能选择负压冲击波清蜡法,这种方法一般适用于含蜡量在1.5%~3%的结蜡油井,且方法成本不高,有助于后续作业。除该方法之外,还有一种常见的清蜡方法是油管注入清蜡法,凭借液压来达到清蜡的目的。通常应用于活动连接处和油套环空等位置的清蜡。这种清蜡方法应用十分广泛,几乎适用于各类结蜡油井,尤其是含蜡量超过3%的结蜡油井,效果非常显著。这种方法不但能够有效提高开采效率及产量,还能够有效控制成本,显著减少清理时间,提升经济效益。但需要强调的是当采用此方法时,应采取相契合的管道,紧密连接热油注入器与井口,关闭出油阀,将超过125℃的热油倒进油管,送到油套环空中来进行清蜡。在实际操作时,一定要依照施工图纸进行,缓缓释放油管中所产生的压力,之后管柱中的注入阀受重力作用会自动闭合。约10min后,这一阶段蜡在高温的作用下会渐渐融化,然后开井,再借助输油管道输出已成为液体的石蜡。
磁防蜡技术的应用。除以上方法外,还有一种清蜡方法,那就是磁防蜡技术,其效果与磁场强度、方向、时间等因素存在密切关系。通常情况下,由于电磁式装置需消耗较高的能源,操作难度高,在实际应用中并不常见。而永磁式防蜡器是以永磁体生成磁场,无需传统电源等设施,便于安装,具有非常光明的应用前景。就目前的永磁式防蜡器而言,常见的有内磁式防蜡器和外磁式防蜡器,这两种设备在连接方式、磁场强度、油温要求等方面,均有显著差异。其中,内磁式防蜡器常见的有中心杆与梯度磁场型等,而外磁式防蜡装置只有一种型号,只是长度不同,其磁感会根据磁场强度而发生变化,能够承受不同的载荷。为确保防蜡效果满足既定要求,不但要在抽油杆中安装专门的磁防蜡器,还要在油管中布置内磁式或外磁式防蜡器,两者搭配应用可以达到理想的清蜡效果。目前,比较常见的磁防蜡器有以下若干类型:①投捞式磁防蜡器,通常应用于自喷井中,可确保油流顺畅通过磁防蜡器;②抽油杆磁防蜡器,通常连接抽油杆,再放到油井中,一般与固定式配套使用;③固定式磁防蜡器,一般在自喷井或抽油井中较为常见,直接和油管柱相连接,最后置于井内。
机械清蜡与超声波清蜡技术。机械清蜡即借助一定的工具,通过刮涂等手段处理油管内壁上的石蜡,然后再通过液流带出除掉的石蜡,以达到清蜡的目的。当对自喷井除蜡时,通常采用刮蜡钻头或刮蜡片等工具来清理石蜡。而当对杆泵抽油井除蜡时,一般是选择油井自身附带的装置来开展,无需借助其他设备设施,通常是借助抽油杆中的刮蜡器将抽油杆中的石蜡直接刮掉,如此循环往复,最终达到将石蜡彻底清除的目的。以上两种清蜡方式在清蜡效果方面,前者要好于后者。超声波清蜡法机制如下:借助超声波振动来加快原油的流动速度,使得分子摩擦加剧,因为石蜡烃为长链结构,所以当受到剧烈摩擦后,十分容易出现断裂,最终导致石蜡原分子团被破坏,从而达到清蜡的目的。
结语
为切实做好油井的清蜡防蜡工作,首先需要深入探究导致出现油井结蜡问题的原因和机理,然后在此基础上,研究有效的应对办法。除此之外,还应严格遵守油田开采的相关规章制度,来进行油田开采。此外,非常有必要以油井实际开采现状作为切入点,来采取最合适的清蜡防蜡方式。