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【摘要】阐述了原油中高碳蜡的定义、结蜡机理及影响因素，简要介绍了目前油井中常用的几种清防蜡技术，并结合高碳蜡原油的结蜡机理，探索出了适合高碳蜡原油的清防蜡方法。
【关键词】高碳蜡结蜡机理清防蜡
在原油的开采和集输过程中，随着温度和压力降低，轻质组分不断逸出，原油中的蜡便以结晶体形式析出，聚集并沉积在油井井壁、输油管管壁及相关设备等金属表面，即出现结蜡现象。油田开发过程中的油井结蜡，严重影响了油井的正常生产，成为各油田生产单位普遍存在并急需解决的问题。
1 蜡的定义
原油中的蜡通常是指碳数大于C16的正构烷烃以及多种化合物的混合物，多数原油中，蜡的碳数主要分布于C20～C30之间，称之为低碳蜡；高碳蜡原油除含低碳蜡外，还含有碳数大于C40的蜡，称之为高碳蜡。高碳蜡在世界上极为罕见，这种蜡容易析出沉积，且蜡质坚硬熔点高，很难清理，严重制约油田正常生产。我国西部的吐哈、塔西南、火焰山油田原油中C36~C70的石蜡几乎占整个蜡含量的50%。
2 高碳蜡结蜡机理
高碳蜡在较高的温度下就结晶析出，形成多个稳定的晶核，成为蜡分子聚集生长的中心；随着原油温度不断降低，越来越多的蜡分子从原油中结晶析出，很快吸附在高碳蜡晶体或聚集体表面，蜡分子的浓度也会越来越大，使蜡晶增长。蜡沉积量的不断增加导致泵效降低、抽油机载荷增加及油井产量降低，甚至导致井筒堵塞以致无法生产。油井结蜡在很大程度上会影响油井产油量，防蜡和清蜡便成为油井管理的重要内容。结蜡过程见图1：
图1结蜡过程
3 影响结蜡的因素
影响结蜡的主要因素包括原油的组成（蜡、胶质和沥青含量）、油井的开采条件（温度、压力、气油比和产量）、原油中的杂质（泥、砂和水等）、管壁的光滑程度及表面性质。其中原油组成是结蜡的内在因素，而温度和压力等则是外部条件。
4 国内外油田常用清防蜡技术
油田常采用各种手段来防止或减轻原油的结蜡状况，常用的油井清防蜡技术主要有以下7种：
4.1机械清蜡技术
机械清蜡就是用专门的刮蜡工具，将附着于油井中的沉积蜡刮掉，这是一种简单有效的方法。刮蜡工具见图2、3。
图2“8”字刮蜡片 图3麻花钻头
4.2加热清防蜡技术
加热清防蜡技术基本原理就是利用热能来提高油管或抽油杆的温度，达到清防蜡的目的。
4.3内衬油管防蜡技术
内衬油管就是创造不利于蜡晶在壁面上吸附和沉积的条件，包括玻璃油管和涂料油管。
4.4磁防蜡技术
一般认为强磁场对蜡晶具有“磁致胶体效应”，“氢键异变作用”和“内晶核改变”的机理。随油田含水率的增加，防蜡效果降低，另外对有些特殊油性的原油（如高碳蜡）防蜡效果比较差。
4.5微生物清防蜡技术
微生物清蜡主要有两种，一种是食蜡性微生物，一种是食胶体沥青质性微生物。
4.6超声波清防蜡技术
超声波+电热清蜡技术的清蜡机理：一是在超声波作用下，井内蜡和油管壁之间形成错位而相互剥离，达到清洗油管壁作用，从而阻碍了蜡对油管壁的重新附着。二是超声波能够击碎蜡的高分子链成低分子链，从而提高了蜡的流动性，再辅以电热电缆释放的热能（100℃以上）使蜡熔化，然后随井液一起排出。
4.7化学清防蜡技术
用化学剂对油井进行清蜡和防蜡是目前油田应用比较广泛的方法。通常将药剂从油套环空中加入或通过空心抽油杆加入，不会影响油井的正常生产和其他作业。除可以起到清、防蜡效果外，使用某些药剂还可以起到降凝、降粘、解堵的作用。
5 高碳蜡的清防措施
除了我国西部高碳蜡问题严重之外，近些年来，随着石油海外业务的发展，我国在海外收购的油田越来越多，产量逐年迅速增加，在生产过程中，结蜡问题日益突出。哈萨克斯坦PK油田原油中含大量的高碳蜡，在较高的温度下就结晶析出，结蜡严重，部分油井清蜡周期仅为2天，极大地影响了油井生产的正常进行。通过对结蜡机理的研究，并基于共晶、分散及润湿理论，综合考虑清蜡和防蜡两个方面，研制出了解决高碳蜡问题的清防蜡剂。高碳蜡的清防机理有如下几点：
（1）在表面活性剂的协同作用下，清防蜡剂沿蜡沉积的缝隙以及蜡与油井管壁的缝隙渗入，促使沉积在管壁表面上的蜡溶解，并与管壁表面脱落，达到清蜡目的。
（2）根据共晶、分散理论，在蜡晶改进剂的分子结构中引入与高碳蜡结构相似的烷基链，确保清防蜡剂分子与高碳蜡形成牢固的共晶体，并能将高碳蜡晶稳定地分散在原油中，抑制其在结蜡表面的沉积，实现防蜡效果。
（3）根据润湿理论，在清防蜡剂的分子结构中引入适宜极性强度的极性基团，以平衡清防蜡剂的亲油性和亲水性，提高其润湿性，确保清防蜡剂在结蜡表面形成牢固的水化膜，抑制蜡在金属表面的沉积，提高防蜡性能。
采用这种清防蜡方法，在解决高碳蜡原油结蜡严重的问题上，取得了良好的效果。
参考文献
[1] 王彪.油井结蜡和清防蜡剂[J].精细石油化工,1994,(6):64-71.
[2] 魏刚,刘兴勤.高效水基乳液清蜡剂的研制[J].内蒙古石油化工,2000,(26).
[3] 肖进军.油井结蜡及清防蜡技术探讨.化学工程与装备,2010,(7):65-66.
[4] 赵福麟.采油用剂.山东东营:石油大学出版社,2000.
[5] Fu Shengzhang,Jian Ouyang,Muxi Wu. Enhancing water-flooding effectiveness of the heavy oil reservoirs by using the viscosity reducer,2010,SPE133214:18-20.
[6] 张付生,方甲中,朱福民等.哈萨克斯坦PKKR原油特性及HS防蜡剂的研究[J].石油学报(石油加工),2010,(5):712-717.
中国矿业大学（北京）硕士研究生开题报告
【关键词】高碳蜡结蜡机理清防蜡
在原油的开采和集输过程中，随着温度和压力降低，轻质组分不断逸出，原油中的蜡便以结晶体形式析出，聚集并沉积在油井井壁、输油管管壁及相关设备等金属表面，即出现结蜡现象。油田开发过程中的油井结蜡，严重影响了油井的正常生产，成为各油田生产单位普遍存在并急需解决的问题。
1 蜡的定义
原油中的蜡通常是指碳数大于C16的正构烷烃以及多种化合物的混合物，多数原油中，蜡的碳数主要分布于C20～C30之间，称之为低碳蜡；高碳蜡原油除含低碳蜡外，还含有碳数大于C40的蜡，称之为高碳蜡。高碳蜡在世界上极为罕见，这种蜡容易析出沉积，且蜡质坚硬熔点高，很难清理，严重制约油田正常生产。我国西部的吐哈、塔西南、火焰山油田原油中C36~C70的石蜡几乎占整个蜡含量的50%。
2 高碳蜡结蜡机理
高碳蜡在较高的温度下就结晶析出，形成多个稳定的晶核，成为蜡分子聚集生长的中心；随着原油温度不断降低，越来越多的蜡分子从原油中结晶析出，很快吸附在高碳蜡晶体或聚集体表面，蜡分子的浓度也会越来越大，使蜡晶增长。蜡沉积量的不断增加导致泵效降低、抽油机载荷增加及油井产量降低，甚至导致井筒堵塞以致无法生产。油井结蜡在很大程度上会影响油井产油量，防蜡和清蜡便成为油井管理的重要内容。结蜡过程见图1：
图1结蜡过程
3 影响结蜡的因素
影响结蜡的主要因素包括原油的组成（蜡、胶质和沥青含量）、油井的开采条件（温度、压力、气油比和产量）、原油中的杂质（泥、砂和水等）、管壁的光滑程度及表面性质。其中原油组成是结蜡的内在因素，而温度和压力等则是外部条件。
4 国内外油田常用清防蜡技术
油田常采用各种手段来防止或减轻原油的结蜡状况，常用的油井清防蜡技术主要有以下7种：
4.1机械清蜡技术
机械清蜡就是用专门的刮蜡工具，将附着于油井中的沉积蜡刮掉，这是一种简单有效的方法。刮蜡工具见图2、3。
图2“8”字刮蜡片 图3麻花钻头
4.2加热清防蜡技术
加热清防蜡技术基本原理就是利用热能来提高油管或抽油杆的温度，达到清防蜡的目的。
4.3内衬油管防蜡技术
内衬油管就是创造不利于蜡晶在壁面上吸附和沉积的条件，包括玻璃油管和涂料油管。
4.4磁防蜡技术
一般认为强磁场对蜡晶具有“磁致胶体效应”，“氢键异变作用”和“内晶核改变”的机理。随油田含水率的增加，防蜡效果降低，另外对有些特殊油性的原油（如高碳蜡）防蜡效果比较差。
4.5微生物清防蜡技术
微生物清蜡主要有两种，一种是食蜡性微生物，一种是食胶体沥青质性微生物。
4.6超声波清防蜡技术
超声波+电热清蜡技术的清蜡机理：一是在超声波作用下，井内蜡和油管壁之间形成错位而相互剥离，达到清洗油管壁作用，从而阻碍了蜡对油管壁的重新附着。二是超声波能够击碎蜡的高分子链成低分子链，从而提高了蜡的流动性，再辅以电热电缆释放的热能（100℃以上）使蜡熔化，然后随井液一起排出。
4.7化学清防蜡技术
用化学剂对油井进行清蜡和防蜡是目前油田应用比较广泛的方法。通常将药剂从油套环空中加入或通过空心抽油杆加入，不会影响油井的正常生产和其他作业。除可以起到清、防蜡效果外，使用某些药剂还可以起到降凝、降粘、解堵的作用。
5 高碳蜡的清防措施
除了我国西部高碳蜡问题严重之外，近些年来，随着石油海外业务的发展，我国在海外收购的油田越来越多，产量逐年迅速增加，在生产过程中，结蜡问题日益突出。哈萨克斯坦PK油田原油中含大量的高碳蜡，在较高的温度下就结晶析出，结蜡严重，部分油井清蜡周期仅为2天，极大地影响了油井生产的正常进行。通过对结蜡机理的研究，并基于共晶、分散及润湿理论，综合考虑清蜡和防蜡两个方面，研制出了解决高碳蜡问题的清防蜡剂。高碳蜡的清防机理有如下几点：
（1）在表面活性剂的协同作用下，清防蜡剂沿蜡沉积的缝隙以及蜡与油井管壁的缝隙渗入，促使沉积在管壁表面上的蜡溶解，并与管壁表面脱落，达到清蜡目的。
（2）根据共晶、分散理论，在蜡晶改进剂的分子结构中引入与高碳蜡结构相似的烷基链，确保清防蜡剂分子与高碳蜡形成牢固的共晶体，并能将高碳蜡晶稳定地分散在原油中，抑制其在结蜡表面的沉积，实现防蜡效果。
（3）根据润湿理论，在清防蜡剂的分子结构中引入适宜极性强度的极性基团，以平衡清防蜡剂的亲油性和亲水性，提高其润湿性，确保清防蜡剂在结蜡表面形成牢固的水化膜，抑制蜡在金属表面的沉积，提高防蜡性能。
采用这种清防蜡方法，在解决高碳蜡原油结蜡严重的问题上，取得了良好的效果。
参考文献
[1] 王彪.油井结蜡和清防蜡剂[J].精细石油化工,1994,(6):64-71.
[2] 魏刚,刘兴勤.高效水基乳液清蜡剂的研制[J].内蒙古石油化工,2000,(26).
[3] 肖进军.油井结蜡及清防蜡技术探讨.化学工程与装备,2010,(7):65-66.
[4] 赵福麟.采油用剂.山东东营:石油大学出版社,2000.
[5] Fu Shengzhang,Jian Ouyang,Muxi Wu. Enhancing water-flooding effectiveness of the heavy oil reservoirs by using the viscosity reducer,2010,SPE133214:18-20.
[6] 张付生,方甲中,朱福民等.哈萨克斯坦PKKR原油特性及HS防蜡剂的研究[J].石油学报(石油加工),2010,(5):712-717.
中国矿业大学（北京）硕士研究生开题报告