【正文】 模擬實驗測析蠟溫度變化。 2． 3 原油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的影響 原油中都不同程度的含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì) ,他們會影響蠟的初始結(jié)晶溫度和蠟的析出過程及結(jié)在管壁上的的蠟性。為了便于研究膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對石蠟的影響 ,試驗一般是在煤油 — 石蠟體系中進 行的。在煤油中加入石蠟和膠質(zhì)的實驗表明 ,當(dāng)加入 8%的蠟時 ,隨著加入的膠質(zhì)量由 1%增加到 2%,蠟的初始結(jié)晶溫度降低 ,由 降至 。 隨著膠質(zhì)含量增加 ,析蠟溫度降低。膠質(zhì)本身是活性物質(zhì) ,可以吸附在蠟晶表面 ,阻止蠟晶的長大。而瀝青是膠質(zhì)的進一步聚合物 ,不溶于油 ,呈極細小顆粒分散于油中 ,對中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 3 蠟晶起到良好的分散作用。但是 ,有膠質(zhì)和瀝青存在時 ,沉積的蠟強度明顯增大 ,不易被油流沖走 ,又促進了結(jié)蠟。由此 ,膠質(zhì)和瀝青對結(jié)蠟的影響 ,一方面減緩結(jié)蠟 ,另一方面蠟一旦沉積下來 ,其硬度就比較大。 膠質(zhì)含量對初始結(jié)晶 溫度的影響 含量 初始結(jié)晶溫度（。 C ） 石蠟 膠質(zhì) 煤油 8 0 92 8 1 91 8 2 90 在壓力和溶解氣的影響 在才有過程中由于壓力不斷降低 ,氣體的脫出降低了油對蠟的溶解能力和油溫 ,有利于蠟的結(jié)晶析出和結(jié)蠟。在高于原油飽和壓力條件下 ,壓力降低 ,原油不會脫氣 ,蠟的初始結(jié)晶溫度隨壓力的降低而降低 。在低于飽和壓力條件下 ,壓力降低時原油中的氣體逸出與氣體膨脹都會使油溫降低 ,會降低對蠟的溶解能力 ,因而使初始結(jié)晶溫度升高。壓力越低 ,結(jié)晶溫度增加得越高。同時 ,氣體膨脹帶走了原油中一部分熱量 ,引起原油自身溫度降低 ,更促進結(jié)蠟。 原油中機械雜質(zhì)和水的影響 原油中的水和機械雜質(zhì)對蠟的初始結(jié)晶溫度影響不大 ,但油中的的細小沙粒及機械雜質(zhì)將成為石蠟析出的結(jié)晶核心 ,促使石蠟結(jié)晶的析出 ,加速結(jié)蠟。但隨著含水上升 ,同樣的流量 ,井下溫度會上升 ,析蠟點上移 ,結(jié)蠟現(xiàn)象會減輕。油中含水率增高后 對結(jié)蠟過程產(chǎn)生兩方面的影響 :一是水的比熱容大于油 ,故含水后可減少液流溫度的降低 。二是含水率增加后易在管壁形成連續(xù)水膜 ,不利于蠟沉積到管壁上。因此油井隨著含水量增加 ,結(jié)蠟程度有所減輕。礦場實踐和實驗表明 ,當(dāng)含水增高到 70%以上時 ,會產(chǎn)生水包油乳化物 ,蠟被水包住 ,會阻止蠟晶的聚積 ,在油管壁上形成水膜 ,使析出的蠟不容易沉積 ,減緩結(jié)蠟。 流速和管壁特性的影響 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 實驗表明 ,流速與結(jié)蠟量呈正態(tài)分布。開始隨流速升高 ,單位時間通過的結(jié)蠟量也增加 ,析出的蠟也多 ,所以結(jié)蠟嚴(yán)重。當(dāng)流速達到臨界流速以后 ,由于沖刷作用增強 ,析出 來的蠟不易沉積在管壁上 ,從而減緩了結(jié)蠟速度 ,結(jié)蠟量反而下降。由圖中可以看出管材不同 ,結(jié)蠟量也不同 ,管壁越光滑越不容易結(jié)蠟 ,表面親水比親油更不容易結(jié)蠟。 舉升方式的影響 舉升方式對油井結(jié)蠟有一定影響。潛油電泵和水力活塞泵采油因流動溫度高不易結(jié)蠟 ,也便于防蠟。自噴井和氣舉井在井口和井下節(jié)流時會引起氣體膨脹吸熱 ,溫度下降造成結(jié)蠟。 其他影響因素 生產(chǎn)實踐表明 ,高產(chǎn)井結(jié)蠟比低產(chǎn)井輕。高產(chǎn)井的壓力高脫氣少 ,初始結(jié)晶溫度較低 。同時液流速度大 ,對管壁的沖刷作用強 ,油流在井筒中的熱損失小 ,保持較高的溫度 ,蠟不易 析出 。管壁表面粗糙、親油性強易結(jié)蠟。 3. 油井結(jié)蠟造成的危害 油井結(jié)蠟不僅造成大量的日常管理清蠟與修井清蠟工作量 ,還會對油井生產(chǎn)，甚至油田開發(fā)帶來嚴(yán)重的影響。油井結(jié)蠟主要危害有以下幾個方面 : 1) 油井結(jié)蠟給日常管理帶來大量工作 ,增加了井下事故發(fā)生的可能性和幾率。 2) 油井結(jié)蠟后 ,使出油通道內(nèi)徑逐漸縮小 ,增大油流阻力 ,降低了油井產(chǎn)能 ,甚至將油流通道堵死 ,造成油井減產(chǎn)或者停產(chǎn)。 3） 機械采油井結(jié)蠟后 ,不僅使油流通道減小 ,還會使抽油泵失靈 ,降低抽油效率 ,嚴(yán)重者會將精神泵卡死 ,損壞設(shè)備等。 4） 油層結(jié) 蠟 ,將堵塞油層孔隙 ,阻礙油流如井內(nèi) ,會縮小出油面積 ,減少油流來源 ,從而油井減產(chǎn)。 5） 油井結(jié)蠟嚴(yán)重時 ,給清蠟帶來困難 ,并容易發(fā)生頂鉆、卡鉆及井下落物事故。同時有些油井用一般清蠟方法難以處理 ,必須采取作業(yè)清蠟 ,給修井帶來大量工作。 6） 油井結(jié)蠟嚴(yán)重時 ,增加了日常清蠟或作業(yè)清蠟時間 ,影響了油井出油時間 ,降低了油井開采效率 ,影響油井產(chǎn)量和油田開發(fā)速度。 7） 油井結(jié)蠟給油氣集輸 ,油田開發(fā)帶來許多困難 ,需要采取許多工藝技術(shù)措施 ,使開發(fā)成本增高 ,影響油田開發(fā)的經(jīng)濟效果。 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 5 第二章國內(nèi)各種清蠟防蠟的方式及使用 機械清蠟就是用專門的刮蠟工具 (清蠟工具 ),把附著于油井中的蠟刮掉 ,這是一種既簡單又直觀的清蠟方法 ,在自噴井和抽油井中廣泛應(yīng)用。機械清蠟機械處理法的原理是采用清管器。刮蠟刀或刮蠟鉤將管壁上沉積的石蠟刮掉 ,這種方法已應(yīng)用了幾十年 ,在有些油田中的使用效果相當(dāng)不錯 ,但露出其清蠟量不夠的缺點。 機械清蠟示意圖 1— 絞車 。2— 鋼絲 。3— 防噴管 。4— 采油樹 。 5— 套管 。6— 油管 。7— 刮蠟片 自噴井的機械清蠟如圖所示 ,是利用地面絞車 ,繞在絞車滾筒上的鋼絲穿過滑輪后將清蠟工具經(jīng)防噴管下到油管中 ,并在油管 結(jié)蠟部位上下活動 ,將蠟沉積刮除 ,由液流攜帶出井筒。也曾使用過依靠上升液推動和自重下行的自動清蠟器。 (1)自噴井機械清蠟的設(shè)備 ,包括機械刮蠟設(shè)備和機械清蠟設(shè)備 主要設(shè)備為絞車、鋼絲、扒桿、滑輪、防噴盒、防噴管、鋼絲封井器、刮蠟片和中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 6 鉛錘。刮蠟片依靠鉛錘的重力作用向下運動刮蠟 ,上提時靠絞車?yán)瓌愉摻z經(jīng)過滑輪拉刮蠟片上行 ,如此反復(fù)定期刮蠟 ,并依靠液流將刮下的蠟帶到地面 ,達到清除油管積蠟的目的。鉛錘質(zhì)量礦場常用下列經(jīng)驗公式計算 : W = (6~8)pt 式中 :W—— 鉛錘質(zhì)量 ,kg。如果計算結(jié)果小于 9kg，則選用 9kg 的鉛錘。 Pt—— 油管壓力 ,MPa。 采用刮蠟片清蠟時要掌握結(jié)蠟周期 ,使油井結(jié)蠟?zāi)芗皶r清除 ,不允許結(jié)蠟過厚 ,造成刮蠟片遇阻下不去 ,而且結(jié)蠟過多也容易發(fā)生頂鉆事故 ,要保證壓力、產(chǎn)量絕對不受影響 ,否則必然是結(jié)蠟過多 ,影響刮蠟作業(yè)。 當(dāng)油井結(jié)蠟相當(dāng)嚴(yán)重時 ,下刮蠟片已經(jīng)有困難 ,則應(yīng)改用鉆頭清蠟的辦法清除油井積蠟 ,使油管內(nèi)通徑 ,達到刮蠟片能順利地起下時則可改回刮蠟片清蠟。鉆頭清蠟的設(shè)備與刮蠟片清蠟設(shè)各類似 ,其不同點是將絞車換為通井機 ,鋼絲換為鋼絲繩 ,扒桿換為清蠟井架 ,防噴管改為 10m 以上的防噴管 ,鋼絲封井器換為清蠟閘 門 ,鉛錘換為直徑32~44mm 的加重鉆桿 ,下接清蠟鉆頭。通常油井尚未堵死時用麻花鉆頭 ,它既能刮蠟又能將部分蠟帶出地面。但是 ,結(jié)蠟非常嚴(yán)重時麻花鉆頭下不去 ,這時就要使用矛刺鉆頭 ,將蠟打碎 ,然后用刮蠟鉆頭將蠟帶出地 面。 常用的刮蠟片技術(shù)規(guī)范 曲 管 公 稱 尺 寸 ，mm(in) 刮蠟片外徑， mm 備注 (23/8) — 用 油管加工 (27/8) — 用 油管 加工 (2)自噴井機械清蠟方法是最早使用的一種清蠟方法。它是以機械刮削方式清除油管內(nèi)沉積的蠟 ,合理地清蠟制度必須根據(jù)每口油井的具體情況來制定。首先要掌握清蠟周期 ,使油并結(jié)蠟?zāi)芗皶r刮除 ,保證壓力、產(chǎn)量不受影響。清蠟深度一般要超過結(jié)蠟最深點或析蠟點以下 50m。 常用的清蠟鉆頭技術(shù)規(guī)范 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 7 鉆 頭 型 號 油管內(nèi)使用直徑 mm (in) 長度 mm 接頭螺紋（方） 73（ 27/8） 60 (23/8) 直徑 mm 螺距 mm 單麻花鉆頭 59 47 800— 1500 33 4 雙麻花鉆頭 59 47 1000 —2021 33 4 矛刺鉆頭 1000 33 4 刮蠟鉆頭 59 47 800— 1500 33 4 (3)有桿泵抽油井機械清蠟 ,它是利用安裝在抽油桿上的活動刮蠟器清除油管和 抽油桿上的蠟。目前油田通用的是尼龍刮蠟器。 尼龍刮蠟器表面親水不易結(jié)蠟 ,摩擦系數(shù)小 ,強度高 ,耐沖擊、耐磨、耐腐蝕 ,一般是 鑄塑成型 ,不須機械加工 ,制造方便 ,其高度多為 65mm。值得注意的是 ,螺旋要有一定的夾角以保證油流沖擊螺旋面時可產(chǎn)生足夠的旋轉(zhuǎn)力 ,使尼龍刮蠟器在上下運動時同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。尼龍刮蠟器成圓柱體狀 ,外圍有若干螺旋斜槽 ,斜槽的上下端必須重疊 ,以保證油管內(nèi) 30176。 都能刮上蠟 ,斜槽作為油流通道 ,其流通面積應(yīng)大于 ,為 44mm 抽油泵游動閥座孔面積的 倍以上。尼龍刮蠟器內(nèi)徑大于抽油桿外徑 1mm,外徑比油管內(nèi)徑小 4mm。在抽油過程中 ,做往復(fù)運動的抽油桿帶動刮蠟器做上下移動和轉(zhuǎn)動 ,從而不斷地清除抽油桿和油管 上的結(jié)蠟。刮蠟器的行程取決于固定在抽油桿上的限位器的間隔距離 ,限位器的距離要稍小于 1/2 沖程長度 (要考慮抽油工作制度中最小沖程 )。尼龍刮蠟器要在整個結(jié)蠟段上安裝 ,但是應(yīng)當(dāng)看到它不能清除抽油桿接頭和限位器上的蠟 ,所以還要定期輔以其他的清蠟方式 ,如熱載體循環(huán)洗井、化學(xué)清蠟等措施。 熱力清蠟是利用熱能提高抽油桿、油管和液流的溫度 ,當(dāng)溫度超過析蠟溫度時 ,則起防止結(jié)蠟的作用 ,當(dāng)溫度超過蠟的熔點時 ,則起清蠟作用。一般常用的方法有熱載體循環(huán)洗井、電熱自控電纜加熱、電熱抽油桿加熱、熱化學(xué)清蠟等 4種方法。 熱載體循環(huán)清蠟法 (熱洗清蠟 ) 一般采用熱容量大 ,對油井不會傷害的 ,經(jīng)濟性好而且比較容易得到的載體 ,如熱油、熱水等。用這種方法將熱能帶入井筒中 ,提高井筒溫度 ,超過蠟的熔點使蠟熔化達中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 8 到清臘的目的。一般有兩種循環(huán)方法 ,一種是油套環(huán)形空間注入熱載體 ,反循環(huán)洗井 ,邊抽邊洗 ,熱載體連同產(chǎn)出的井液通過抽油泵一起從油管排出。另一種方法是空心抽油桿熱洗清蠟 ,它是將空心抽油桿下至結(jié)蠟深度以下 50m,下接實心抽油桿 ,熱載體從空心抽油桿注入 ,經(jīng)空心抽油桿底部的洗井閥 ,正循環(huán) ,從抽油桿和油管環(huán)形空間返出。 這兩種方法各有優(yōu)缺點 。第一種方法 ,洗井能經(jīng)過泵清除泵內(nèi)的蠟和雜物 ,其缺點是熱效率低 ,用的洗井液多 ,而且洗井液經(jīng)過深井泵抽出影響時率 ,對敏感性油層還可能造成傷害。后一種方法熱效率高 ,用的洗井液少 ,而且洗井液不通過深井泵抽出 ,不影響時率 ,由于洗井液不與油層接觸 ,所以不存在傷害問題。但是 ,這種方法還不夠成熟 ,主要是洗井閥故障較多 ,所以不能解決深井泵的故障問題。根據(jù)礦場實踐可采用以下經(jīng)驗公式進行抽油井熱洗設(shè)計 : CQ Δ T/W=K 式中 C熱載體質(zhì)量熱容 , J (kg ℃ ) Q熱載體總用量 ,kg Δ T進出口溫差 ,℃ ,(一般取硐 — 50℃ ) W結(jié)蠟量 ,kg K經(jīng)驗常數(shù) ,空心抽油桿洗井取 26151,油套環(huán)形空間洗井取 34868. 礦場一般在壓力條件允許下盡可能提高排量 ,但是在剛開始洗井時 ,溫度和排量都不宜太高 ,防止大塊蠟剝落 ,造成抽油系統(tǒng)被卡事故 ,所以 ,一般要待循環(huán)正常后方能提高溫度和排量。 井下自控?zé)犭娎|清防蠟 井下自控電纜的工作原理是內(nèi)部有兩根相距約 10mm 平行導(dǎo)線 ,兩導(dǎo)線間有一半導(dǎo)