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摘 要：油田开发过程中存在的结蜡问题严重影响着油井的正常生产。如何有效解除井筒蜡等物质的沉淀，关系着油田能否安全、高效生产。本文在单剂筛选和复配实验的基础上，试制了一种油基清蜡剂以满足现场应用的需要。
关键词：结蜡 单剂筛选 复配实验 油基清蜡剂
一、试验准备
1.试验药剂
根据试制需要，并参考相关文献，准备包括乙二醇单丁醚、环己烷、甲苯、NaOH、OP-10、正辛醇、煤油、平平加、吐温、石蜡等在内的十余种试验药剂。
2.试验仪器
根据试制需要，结合重庆科技学院石油与天然气工程学院实验室现有条件，利用包括秒表、恒温水浴、CP213电子天平、JJ-1 精準定时搅拌器、大量杯、小量杯、试管、烧杯和自制结蜡管在内的试验仪器。
二、油基清蜡剂试制
1.单剂筛选
参考相关文献资料，分别按照溶蜡速率的测定方法和饱和溶蜡量的测定方法测定石油醚、乙二醇单丁醚、环己烷、苯、甲苯和二甲苯的溶蜡速率和饱和溶蜡量，结果见表1。
表1 单剂溶蜡速率和饱和溶蜡量测定结果
由表1可知，按溶蜡速率（从大到小），单剂排序如下：石油醚、甲苯、二甲苯、环己烷、苯、乙二醇单丁醚；按饱和溶蜡量（从大到小），单剂排序如下：甲苯、苯、二甲苯、石油醚、环己烷、乙二醇单丁醚。这一结果与蜡的基本性质有关，即温度和压力较低时，蜡中呈锯齿状的长链正烷烃会互相紧密的结合形成晶状蜡。此时，高分子有机物（如乙二醇单丁醚）就不容易进入蜡中，而石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯带有一个小的支链或不带支链的小分子有机物则比较容易进入，可以实现快速溶蜡。此外，由于苯环的存在，可促使结晶蜡以分散状态而溶解于含有苯环的物质中，含有苯环的物质饱和溶蜡量较大。
2.复配实验
从以上单一溶蜡性能测定可看出，甲苯的溶蜡速率快、饱和溶蜡量大，但我们应认识到甲苯毒性较大。为了试制低毒清蜡防蜡剂，分别将甲苯、乙二醇单丁醚、正辛醇加入到煤油中配制成相应的油基溶蜡剂。
本文采用正交实验的方法，将甲苯、乙二醇单丁醚、正辛醇三种试剂的用量作为三因素，每因素设三水平，进行正交实验以实现最少的实验次数获得最佳实验结果。复配实验因素设计如表2所示。
备注：实验过程中采用溶蜡速率作为评价有机溶蜡剂的指标，测定温度为40℃时有机溶蜡剂的溶蜡速率。
由于正交实验为三因素，且取值为三水平，为此，选择L9-3-4正交表安排实验，采用直观分析法对实验结果进行分析，其结果见表3。
表2 正交实验的因素及取值
表3 正交实验结果及直观分析
从表3极差比较可知，影响溶蜡效果的因素从大到小的顺序为：甲苯 > 乙二醇单丁醚 > 正辛醇。
三、油基清蜡剂配方及优化
1.油基清蜡剂配方
由单剂筛选和复配实验结果，试制的油基清蜡剂配方如下30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。
2.油基清蜡剂配方优化
鉴于单剂筛选和复配实验结果得到的最佳配方效果不甚理想，进一步通过对比实验进行配方优化，其实验结果见表4。
表4 饱和溶蜡量测定结果
由表4可知，油基清蜡剂配方可进一步优化为：30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。
四、结论与建议
1.由单剂筛选实验可知，石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蜡速率都比较快，乙二醇单丁醚的溶蜡速率较慢。
2.由复配实验可知，甲苯对溶蜡效果的影响高于乙二醇单丁醚，而乙二醇对溶蜡效果的影响高于单丁醚正辛醇。
3.在单剂筛选和复配实验结果得到的最佳配方基础上，进一步通过对比实验进行配方优化，油基清蜡剂优化配方为：30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。
关键词：结蜡 单剂筛选 复配实验 油基清蜡剂
一、试验准备
1.试验药剂
根据试制需要，并参考相关文献，准备包括乙二醇单丁醚、环己烷、甲苯、NaOH、OP-10、正辛醇、煤油、平平加、吐温、石蜡等在内的十余种试验药剂。
2.试验仪器
根据试制需要，结合重庆科技学院石油与天然气工程学院实验室现有条件，利用包括秒表、恒温水浴、CP213电子天平、JJ-1 精準定时搅拌器、大量杯、小量杯、试管、烧杯和自制结蜡管在内的试验仪器。
二、油基清蜡剂试制
1.单剂筛选
参考相关文献资料，分别按照溶蜡速率的测定方法和饱和溶蜡量的测定方法测定石油醚、乙二醇单丁醚、环己烷、苯、甲苯和二甲苯的溶蜡速率和饱和溶蜡量，结果见表1。
表1 单剂溶蜡速率和饱和溶蜡量测定结果
由表1可知，按溶蜡速率（从大到小），单剂排序如下：石油醚、甲苯、二甲苯、环己烷、苯、乙二醇单丁醚；按饱和溶蜡量（从大到小），单剂排序如下：甲苯、苯、二甲苯、石油醚、环己烷、乙二醇单丁醚。这一结果与蜡的基本性质有关，即温度和压力较低时，蜡中呈锯齿状的长链正烷烃会互相紧密的结合形成晶状蜡。此时，高分子有机物（如乙二醇单丁醚）就不容易进入蜡中，而石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯带有一个小的支链或不带支链的小分子有机物则比较容易进入，可以实现快速溶蜡。此外，由于苯环的存在，可促使结晶蜡以分散状态而溶解于含有苯环的物质中，含有苯环的物质饱和溶蜡量较大。
2.复配实验
从以上单一溶蜡性能测定可看出，甲苯的溶蜡速率快、饱和溶蜡量大，但我们应认识到甲苯毒性较大。为了试制低毒清蜡防蜡剂，分别将甲苯、乙二醇单丁醚、正辛醇加入到煤油中配制成相应的油基溶蜡剂。
本文采用正交实验的方法，将甲苯、乙二醇单丁醚、正辛醇三种试剂的用量作为三因素，每因素设三水平，进行正交实验以实现最少的实验次数获得最佳实验结果。复配实验因素设计如表2所示。
备注：实验过程中采用溶蜡速率作为评价有机溶蜡剂的指标，测定温度为40℃时有机溶蜡剂的溶蜡速率。
由于正交实验为三因素，且取值为三水平，为此，选择L9-3-4正交表安排实验，采用直观分析法对实验结果进行分析，其结果见表3。
表2 正交实验的因素及取值
表3 正交实验结果及直观分析
从表3极差比较可知，影响溶蜡效果的因素从大到小的顺序为：甲苯 > 乙二醇单丁醚 > 正辛醇。
三、油基清蜡剂配方及优化
1.油基清蜡剂配方
由单剂筛选和复配实验结果，试制的油基清蜡剂配方如下30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。
2.油基清蜡剂配方优化
鉴于单剂筛选和复配实验结果得到的最佳配方效果不甚理想，进一步通过对比实验进行配方优化，其实验结果见表4。
表4 饱和溶蜡量测定结果
由表4可知，油基清蜡剂配方可进一步优化为：30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。
四、结论与建议
1.由单剂筛选实验可知，石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蜡速率都比较快，乙二醇单丁醚的溶蜡速率较慢。
2.由复配实验可知，甲苯对溶蜡效果的影响高于乙二醇单丁醚，而乙二醇对溶蜡效果的影响高于单丁醚正辛醇。
3.在单剂筛选和复配实验结果得到的最佳配方基础上，进一步通过对比实验进行配方优化，油基清蜡剂优化配方为：30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。