【正文】 模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)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(huì)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(duì)石蠟的影響 ,試驗(yàn)一般是在煤油 — 石蠟體系中進(jìn) 行的。在煤油中加入石蠟和膠質(zhì)的實(shí)驗(yàn)表明 ,當(dāng)加入 8%的蠟時(shí) ,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(zhǎng)大。而瀝青是膠質(zhì)的進(jìn)一步聚合物 ,不溶于油 ,呈極細(xì)小顆粒分散于油中 ,對(duì)中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（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(shí) ,沉積的蠟強(qiáng)度明顯增大 ,不易被油流沖走 ,又促進(jìn)了結(jié)蠟。由此 ,膠質(zhì)和瀝青對(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(shí)原油中的氣體逸出與氣體膨脹都會(huì)使油溫降低 ,會(huì)降低對(duì)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(shí) ,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(jìn)結(jié)蠟。 原油中機(jī)械雜質(zhì)和水的影響 原油中的水和機(jī)械雜質(zhì)對(duì)蠟的初始結(jié)晶溫度影響不大 ,但油中的的細(xì)小沙粒及機(jī)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(huì)上升 ,析蠟點(diǎn)上移 ,結(jié)蠟現(xiàn)象會(huì)減輕。油中含水率增高后 對(duì)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(chǎng)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)表明 ,當(dāng)含水增高到 70%以上時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生水包油乳化物 ,蠟被水包住 ,會(huì)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?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)到臨界流速以后 ,由于沖刷作用增強(qiáng) ,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(duì)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(dòng)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(shí)會(huì)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(shí)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(shí)液流速度大 ,對(duì)管壁的沖刷作用強(qiáng) ,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(qiáng)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(huì)對(duì)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(gè)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(jī)械采油井結(jié)蠟后 ,不僅使油流通道減小 ,還會(huì)使抽油泵失靈 ,降低抽油效率 ,嚴(yán)重者會(huì)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(huì)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(shí) ,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(shí)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(shí) ,增加了日常清蠟或作業(yè)清蠟時(shí)間 ,影響了油井出油時(shí)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(jì)效果。 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章國內(nèi)各種清蠟防蠟的方式及使用 機(jī)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(jiǎn)單又直觀的清蠟方法 ,在自噴井和抽油井中廣泛應(yīng)用。機(jī)械清蠟機(jī)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(cuò) ,但露出其清蠟量不夠的缺點(diǎn)。 機(jī)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(jī)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(dòng) ,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(dòng)和自重下行的自動(dòng)清蠟器。 (1)自噴井機(jī)械清蠟的設(shè)備 ,包括機(jī)械刮蠟設(shè)備和機(jī)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(jì)（論文） 6 鉛錘。刮蠟片依靠鉛錘的重力作用向下運(yùn)動(dòng)刮蠟 ,上提時(shí)靠絞車?yán)瓌?dòng)鋼絲經(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(dá)到清除油管積蠟的目的。鉛錘質(zhì)量礦場(chǎng)常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 : W = (6~8)pt 式中 :W—— 鉛錘質(zhì)量 ,kg。如果計(jì)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(shí)要掌握結(jié)蠟周期 ,使油井結(jié)蠟?zāi)芗皶r(shí)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(duì)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(shí) ,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(dá)到刮蠟片能順利地起下時(shí)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(diǎn)是將絞車換為通井機(jī) ,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(shí)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(shí)麻花鉆頭下不去 ,這時(shí)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(jī)械清蠟方法是最早使用的一種清蠟方法。它是以機(jī)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(shí)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(diǎn)或析蠟點(diǎn)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)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 鉆 頭 型 號(hào) 油管內(nèi)使用直徑 mm (in) 長(zhǎng)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(jī)械清蠟 ,它是利用安裝在抽油桿上的活動(dòng)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(qiáng)度高 ,耐沖擊、耐磨、耐腐蝕 ,一般是 鑄塑成型 ,不須機(jī)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(shí)可產(chǎn)生足夠的旋轉(zhuǎn)力 ,使尼龍刮蠟器在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)同時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)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(yùn)動(dòng)的抽油桿帶動(dòng)刮蠟器做上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) ,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(zhǎng)度 (要考慮抽油工作制度中最小沖程 )。尼龍刮蠟器要在整個(gè)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(shí) ,則起防止結(jié)蠟的作用 ,當(dāng)溫度超過蠟的熔點(diǎn)時(shí) ,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(duì)油井不會(huì)傷害的 ,經(jīng)濟(jì)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(diǎn)使蠟熔化達(dá)中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)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(diǎn) 。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(diǎn)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(shí)率 ,對(duì)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(shí)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(chǎng)實(shí)踐可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行抽油井熱洗設(shè)計(jì) : 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(jìn)出口溫差 ,℃ ,(一般取硐 — 50℃ ) W結(jié)蠟量 ,kg K經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)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(shí) ,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)