油井加药其及防护技术

油井加药其及防护技术目录1.清防蜡技术2.稠油降粘技术3.金属缓蚀技术4.清防垢技术5.建议油井存在的主要问题：（3）产量降低（4）偏磨（5）油稠（6）结蜡（7）高含水引起的腐蚀，结垢（1）（2）（3）（4）采用工艺措施解决，(5）（6）（7）采用加药等维护措施解决。（1）出砂（2）含水急剧上升1、清防蜡1．1蜡的定义：碳数大于C16的直链烷烃。石蜡：蜡沉积物主要是石蜡，由C16-C35的正构烷烃组成，分子量300-500，主要为片状结晶，约占沉积物40%-60%；地蜡：C36-C64，主要为异构烷烃及少量带长链的环烷烃，分子量500-700，主要为针状结晶，约占10%；微晶蜡：C64-C75，主要由环状化合物组成，分子量700-1000，也是针状结晶，这部分蜡往往在地蜡中，故常常与地蜡划为一类，故地蜡也称微晶蜡。蜡晶：片状、针状、微晶蜡的总称。油田蜡：蜡与油质、沥青质、胶质、盐垢、铁锈、淤泥和油水乳状液混合的黑色粘糊状到坚硬固态物。项目抽油杆表面输油管线表面蜡中烷烃数范围18-6618-60蜡熔点℃74681、按含蜡量分类标准类别低蜡含蜡高含蜡特高含蜡含蜡量%0.5-55-2020-40＞402、按凝固点分类标准类别低凝易凝高凝特高凝凝固点℃＜00-3030-40＞401.2高凝原油分类标准和特点类别低胶含胶高含胶含胶质%88-25253、按胶质含量分类标准我国大部分原油含蜡量在20%以上，凝固点大于30℃，为高含蜡、高凝固点原油。4、含蜡油特点（1）、一般来说含蜡量高的原油凝固点也高，含蜡油即为易凝油，高含蜡即为高凝油（2）、高凝原油含蜡量高，但胶质沥青质含量不高，（3）、大部分高凝油粘度不高，50℃的粘度30mPa.s，其余也在50mPa.s以下。（4）、含蜡油因其低温下流动性差，测出的粘度高是因为其含蜡量高，凝固点高造成，并非真正粘度高，这种高凝油与高粘油粘度高的本质不同，故改善流动性处理的方法亦不同。1.3结蜡原因、过程：结蜡原因（1）压力的影响：压力降低，溶解在原油中的天然气和轻质组分逸出，使原油溶解蜡能力下降。（2）温度的影响：温度降低，减少原油对蜡的溶解度，这是影响蜡沉积的一个重要因素。（3）原油含蜡量和蜡的组成原油含蜡量越高，高碳蜡含量越多结蜡越严重。原油凝固点越高，结蜡越严重，也越难处理。（4）原油中水和盐等原油中泥砂、盐垢的存在易形成结晶中心，水与油形成W/O增加原油粘度，都可能促进蜡的沉积；（5）管线的光洁度：粗糙管线易结蜡，光滑不易结蜡（6）管径与流动速度：原油流动速度高，不易结蜡低产井比高产井更易结蜡。结蜡过程析蜡、蜡晶长大、沉积三个阶段。将结蜡过程控制在任一阶段都可达到防蜡目的1.4清防蜡方法：1、物理方法：（1）玻璃油管玻璃的主要成分是Si02,Na2O，还有A1203,CaO,B203等氧化物，玻璃表面为羟基化表面，因此是亲水表面，其表面比钢管光滑，减少了石蜡在管壁的结晶中心，同时玻璃的保温性能比钢管好，因此非极性的石蜡不易在玻璃管壁上沉积。（2）涂料防蜡这些化合物都有极性基团，涂在壁上可形成光滑的极性表面，不利于非极性的石蜡沉积，（3）磁防蜡：通过磁场的作用，原油中的蜡质产生极化，使分散在油中的蜡晶随温度、压力的变化不易集聚析出。（4）电加热、刮蜡器、超声波清蜡等。2、微生物清蜡微生物清防蜡是通过微生物及其代谢物来改变原油性质，从而起到清蜡增油的目的。3、热洗利用热油或高温水洗井或冲洗管线，必要时适当添加化学药剂以提高热洗效率。4、化学清防蜡：清蜡剂和防蜡剂1.5清蜡剂清蜡剂：能清除蜡沉积物的化学剂，用于清除杆管表面的蜡，还通过溶解原油中蜡晶起到防蜡作用。1、油基型清蜡剂由有机溶剂（混苯、轻质油）、互溶剂（醇、醚、醇醚）和活性剂组成。（1）油基清蜡剂配方成分煤油苯乙二醇丁醚异丙醇%45-855-450.5-61-151）、溶剂：溶蜡量很大，主要为芳香烃、混合芳香烃，常用苯、甲苯，还可用汽油、煤油等石油馏分。2）、互溶剂：由于油田蜡含有极性物质，所以加入有极性结构的互溶剂，提高清蜡剂对这些物质的溶解作用；互溶剂分三类：醇（异丙醇），醚（丁醚），醇醚（乙二醇丁醚）。3）、甲酚、乙胺等极性物质加在煤油。4）、表面活性剂：表面活性剂有极性部分，可以起分散作用，使蜡更快被溶解，以提高清蜡效果。（2）油溶性清蜡剂主要成分（3）油基型清蜡剂的缺点及注意事项易燃、刺激味大、有害、运输、使用过程中不够安全1）该产品应密闭储存于阴凉通风处，远离火源，远离生活、工作区。2）使用时，操作者应做好劳动防护，穿戴防护面罩和胶皮手套，小心操作，避免泄漏，严禁烟火。（4）现用油基型清蜡剂SLP-3A清蜡剂，临盘化工厂生产。溶标准蜡能力：50℃，60min,大于0.2g/ml。表1清防蜡剂溶标准蜡实验药品型号类型密度g/cm3溶蜡温度℃蜡球重量g溶蜡时间min溶蜡量g溶蜡速度g/min备注SLP-3（大样）油基0.9329401.0055102全溶0.0099450.997355全溶0.0179501.002131全溶0.0323井号蜡球重g溶蜡时间min溶蜡量g溶蜡速度g/min溶蜡率%备注S25-321.1617600.36040.00631.0P43-X51.0368600.47990.008046.3S25-X1731.0512600.77160.012873.4S23-301.0425600.45310.007643.5S25-401.0892600.56750.009653.2S13-1011.0674600.78080.013173.8S84-111.0290600.54440.008152.9S23-681.0075600.47210.008946.8表245℃SLP-3清蜡剂溶蜡管杆蜡样实验2、水基型清蜡剂以水为分散介质，其中溶有表面活性剂、互溶剂和碱性物质的清蜡剂表面活性剂---润湿反转，使结蜡表面反转为亲水表面，有利于蜡脱落。可用水溶性的磺酸盐、季胺盐、聚醚、吐温、平平加、OP型活性剂；互溶剂---增加蜡、油与水的相互溶解度。碱性物质---因沥青质中的—COOH、—SH、—OH等基团与碱作用转变为—COONa、—SNa、—ONa,使蜡中的沥青质易于分散到水中。可用有氢氧化钠和偏硅酸钠、磷酸钠等溶于水显碱性的盐。水基型清蜡剂配方成分%聚醚CH3OHH2O202060缺点：溶蜡能力较差，冬天易结冰。3、水包油型清蜡剂由有机溶剂、水、乳化剂制成稳定水包油乳白色液体。加入井底后，乳液升至一定温度后破乳，分出两种清蜡剂同时起清蜡作用。如：SLP-3清蜡剂。优点：保留油、水基两种清蜡剂的优点缺点：乳液不稳定，夏天易分层，冬天易结冰说明：乳状液分层后，摇匀可继续使用，不影响效果4、使用方法间歇式加入原液，加药量，加药周期根据结蜡程度定。1、不要用热水稀释2、小剂量加药，清蜡不彻底，但能溶解原油中的蜡晶，起到减少、防止结蜡的效果3、对结蜡严重井，需要结合定期大剂量加药或热洗。如100-300KG/次。1、化学防蜡降凝机理（1）水膜理论表面活性剂水溶液能大大降低水的表面张力并具有润湿作用，容易润湿接触的表面，在表面形成极性膜，石蜡为非极性烃故不易在有活性剂的亲水表而沉积。此外，活性剂还可在蜡晶表而上吸附，使蜡晶表面形成不利于蜡晶继续长大的极性表面，蜡晶保持细碎状态，易被油流带走。经验证明，用活性剂防蜡原油含水大于40％时，油井的防蜡效果较好，含水小于10％时效果差，不含水的原油无防蜡效果，含水多结晶减轻的原因是水的热容大于油的热容，含水多可以减少油流的温度降低，同时，含水增加后易在管壁形成连续水膜，不利于蜡沉积上去。1.6防蜡降凝剂抑制原油中蜡晶析出、长大、聚集和沉积在固体表面就是利用防蜡剂的作用，改变石蜡的结晶形态．一般说石蜡是片状结晶，地蜡为针状结晶，一旦蜡晶析出，就能聚集长大，形成网络结构使原油凝固，蜡晶改性剂的分子要有与石蜡分子相同的链节又有与石蜡分子不同的链节，这种化学剂加入原油中可以改变石蜡结晶形态，使蜡不能聚集长大成网络结构，不易沉积，而易被油流带走，所以能降低原油的凝固点和表观粘度，从而改进了原油的流动性．这类能改变石蜡结晶形态的化学剂就叫蜡晶改性剂，又叫降凝剂或流动性改进剂，（2）蜡晶改性理论1)分散理论：防蜡剂分子在蜡分子析出之前先从原油中析出，形成结晶中心，使蜡晶在防蜡剂边上结晶，蜡晶被分散了，不能聚集长大，从而减轻了蜡在设备上的沉积，2)共晶理论：防蜡剂分子与蜡分子同时析出，与蜡分子共结晶，使蜡晶不能聚集一长大，减轻了蜡在设备表面上的沉积，3)吸附理论：防蜡剂分子在蜡分子刚析出之后，立即从原油中析出，吸附在蜡分子表面，改变了蜡的固有结晶形态，使蜡晶不能聚集长大，从而减轻了蜡在设备上的沉积。从科研实践中发现，共晶理论为主，但往往三种理论同时起作用，有些降凝剂既可以和蜡共晶，同时又可将蜡分散，特别是某些高分子降凝剂，几种理论都有作用是很明显的．蜡晶改性理论用三种：2、防蜡剂分类与应用（1）、芳香烃及稠环芳香烃型如萘、菲、蒽。其防蜡机理：1、作为晶核，在石蜡析出前大量析出，石蜡以其为核结品，成为分散状态被油流带走；2、通过参与组成晶核，从而使晶核扭曲，不利蜡晶继续成长。使用时要用溶剂溶解。原油中的胶质沥青质具有稠环芳香烃型结构，能起防蜡作用（2）表面活性剂型1）油溶性型表面活性剂通过在蜡晶表面吸附使它变成极性表面，不利蜡分子进一步沉积。主要有石油磺酸盐和胺型表面活性剂2）水溶性型表面活性剂，防蜡机理即“水膜理论”通过吸附在结蜡表面，形成亲水膜的极性表面，使蜡不易在结蜡表面沉积，同时吸附蜡晶表面，使蜡分散随油流带走，就不易聚集长大而沉积。如：R-SO3Na（3）高分子聚合物型机理：蜡晶改性理论。这类防蜡剂都是油溶性的，聚合物非极性部分与蜡共结晶，极性部分使蜡晶的晶型产生扭曲，不利蜡晶继续长大形成网状结构，因而有优异的防蜡作用，也叫降凝剂。聚合物中类似石蜡结构的支链的平均碳数与原油蜡的烷烃峰值碳数相似时防蜡效果最好防蜡剂现场使用（1）配成油溶液（2）制成中空的防蜡块（3）将防蜡剂注入地层3、影响防蜡降凝效果的因素①原油性质的影响．主要与原油中的石蜡组成有关（脂型聚合物对正构烷烃的蜡降凝效果较好，烷基芳基型降凝剂对异构烷烃蜡更为有效）。原油中含胶质、沥青质、石蜡含量，各种蜡的分布等对降凝剂降凝效果也有影响，②降凝剂化学组成与结构的影响。根据共晶理论，降凝剂应有与石蜡分子相同的基团—长链烃基，又有和石蜡分子不同的基团—极性基团。③降凝剂用量的影响。降凝剂加入量有个最佳值，太少了不起作用，太多了造成浪费，加入量只要能与蜡晶共晶把蜡晶隔开使其不形成网络就行。目前对我国来说用50-200ppm较合适，200ppm经济上就可能不合理了，不同原油，降凝剂最佳用量不同；。④加入温度的影响。基于共晶理论，降凝剂加入温度必须高于原油中蜡全部熔化的温度，然后随原油中冷却与蜡共晶而起到降凝作用，⑤降温速度的影响。从加降凝剂的最高温度65℃降至35℃，要控制降温速度，均匀下降，因为此时正是蜡晶析出与降凝剂共阶段，如降温速度太快，则蜡晶生长速度快，来不及与降凝剂共晶，效果就差，降温速度控制7--9℃/h较为适宜；搅拌速度（剪切速率）的影响。管输条件下，降凝剂受动态剪切，实验室用搅拌器搅拌，在析蜡高峰区60-30℃层流流动（缓漫搅拌）可使降凝剂加速扩散与蜡共晶，紊流搅拌则会影响共晶，效果大减。1.7含蜡原油热处理添加剂降凝原油中含有天然表面活性剂～胶质沥青质，胶质分子量约500-1500,沥青质是胶质的缩合物，分子量约1500-500000，是带有非极性长链烷烃和一些极性基团（如羧基硫羟基）的稠环芳烃和环烷烃。（1)热处理降凝原理热处理将原油加热使其中的蜡全部熔化，然后以一定的剪切速率和降温速度冷却，蜡晶析出，原油中的胶质、沥青质吸附包围在蜡晶周围，改变了蜡晶结构，使蜡的结晶分散不能联成网络结构，因而降低了原油的凝固点、粘度及屈服值，改善了其流动性能。处理后的原油可实现常温输送，大大节约能源和降低轻油损耗。热