油井防蜡和清蜡

油井堵水法第四专题：油井防蜡和清蜡蜡是C15-C70的直链烷烃，常温下为固体。油田蜡从粘糊状的液体到坚硬的固体都有。油田蜡除含固体烷烃外，还含有油质和其它物质如胶质、沥青质。油井结蜡的危害•1给日常管理带来大量的工作；•2油流通道减小，油流阻力增大，降低油井产能；•3结蜡严重时，会造成清蜡困难；•4清蜡影响油井生产时间；•5给油气集输、油田开发带来许多困难。一、油井结蜡的原因主要是由于原油的含蜡量高，在地层条件下，蜡是溶在原油中的，当原油由井底上升到井口的过程中，由于压力、温度降低，减少了原油对蜡的溶解度，蜡从原油中析出。结蜡可以分为三个阶段：析蜡阶段；蜡晶成长阶段；沉积阶段。若蜡从某一固体表面如钢铁表面的活性点析出，此后蜡在其上不断地成长引起结蜡，堵塞抽油杆、油井和管线、设备，影响油田的正常生产。三、防蜡剂防蜡剂有三种类型：（一）稠环芳烃型防蜡剂1、稠环芳烃是指两个或两个以上的苯环共用两个相邻的碳原子而成的芳香烃。如：萘、蒽、菲。稠环芳烃的衍生物都具有稠环芳烃的作用，如：甲基萘、萘酚等。2、在防蜡中使用的稠环芳香烃都是混合的稠环芳香烃，这些稠环芳烃，主要来自煤焦油。例如从煤焦油截取的232-388℃馏分中，芳香烃的质量分数至少为0.90。其中混合烃基C1-C3萘的质量分数至少为0.50。是一种高效的防蜡剂。3、防蜡机理稠环芳香烃型防蜡剂主要是通过参与组成晶核，从而使晶核扭曲，不利于蜡晶的继续长大而起防蜡作用。4、胶质和沥青质是通过不同的机理起防蜡作用胶质能溶于油，它在油中参与组成晶核起稠环芳烃的防蜡作用。沥青质是不溶于油的，它以固体颗粒的形式分散在油中，因此可以作为蜡的晶核，这众多的晶核不利于蜡晶的成长变大，从而使小的蜡晶以分散的状态悬浮在油流中而被带走，达到防蜡的目的。任何一种原油都有一定数量的胶质、沥青质，它们是基本的防蜡剂，其它防蜡剂都在它们的配合下起防蜡作用。（二）表面活性剂型防蜡剂这是一类通过表面活性剂在蜡晶表面或结蜡表面吸附而起防蜡作用的防蜡剂。表面活性剂型防蜡剂分为两类：油溶性表面活性剂；水溶性表面活性剂。1、油溶性表面活性剂油溶性表面活性剂通过改变蜡晶表面的性质起防蜡作用的。由于活性剂在蜡晶表面吸附使它变成极性表面，不利于蜡分子进一步沉积。活性剂主要有：表面活性剂的HLB值要小于7。石油磺酸盐：RArSO3M聚氧乙烯烷基醇醚，n=2～4胺型表面活性剂：2、水溶性表面活性剂水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管表面、抽油杆表面、管线表面）的性质而起防蜡作用的。由于水溶性活性剂可吸附在结蜡表面，使它表面变成极性并吸附一层水膜，不利于蜡在其上沉积。聚氧乙烯失水山梨糖醇醚脂肪酸酯（吐温型）烷基苯磺酸钠聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型）n=10（三）聚合物型防蜡剂1、防蜡机理这类防蜡剂是一类聚合物，其链节上的非极性链节和极性链上的非极性部分可与蜡形成共晶，而极性链节则使蜡晶的晶型产生扭曲，不利于蜡晶继续长大形成网络结构，因而具有优异的防蜡作用。下面是一些具有重要作用的聚合物型防蜡剂：聚丙烯酸酯：R：C14-C262、常用的聚合物类防蜡剂乙烯与丙烯酸酯共聚物R：C1-C26醋酸乙烯酯与丙烯酸酯共聚物R：C14-C40聚合物型防蜡剂中支链的R通常在C12-C36的范围。它的大小取决于原油中的蜡的烷烃峰值碳数。在通常的聚合物型防蜡剂中，当聚合物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近时，最有利于蜡在其上析出，可产生最佳的防蜡效果。3、防蜡剂的使用方法防蜡剂有三种使用方法：1）配成油溶液使用。使用时，将油溶液注到结蜡段以下与油混合而起作用。2）制成中空的防蜡块使用。使用时，将防蜡块安在防蜡管中，与油管一块下至油井结蜡地段以下，通过原油对防蜡剂的缓慢溶解而起作用。3）沉积在近井地带使用。这种方法也是通过原油对防蜡剂的缓慢溶解而起作用的。例如向近井地带交替注入等体积甲醇和防蜡剂1～3%油溶液，关井24h，可使防蜡剂沉积在近井地带。4.防蜡剂的发展趋势1）在三种类型的防蜡剂中，以聚合物防蜡剂发展最快，这是由于它效果好、品种多、适应性强等特点。2）各种类型的防蜡剂复配使用，利用它们的协同作用提高防蜡效果。3）将防蜡剂放置在地层，让它缓缓为原油溶解而在较长时间内发挥作用。5.防蜡剂的应用范围1）油井防蜡维持正常生产，这主要体现在采油过程中。2）原油集输（原油降凝、降粘）降低原油凝点，改善原油的低温流动性，防止或减少原油集输过程中蜡的析出、沉积，防止堵塞输油管道，减少传输过程中加热站的数量，降低能耗。3）柴油降凝剂改善柴油的低温流性。降低柴油的凝点。因为柴油在低温下使用，流动性变得很差，并且结蜡，这样堵塞发动机的滤网；堵塞贮油管的下流口。6.清蜡剂能清除蜡沉积物的化学剂叫清蜡剂。对已结蜡的管线、设备，最好用加热的方法如热油循环、井底加热器加热清除蜡，但也可以用清蜡剂。（1）清蜡剂的类型1）油基清蜡剂这是一类蜡溶量很大的溶剂，主要为芳香烃，如苯、二甲苯、甲苯、乙苯、异丙苯，也可用混合芳香烃，如石油烃的重整馏分、煤焦油的提取物芳烃。通常使用苯、甲苯。此外还可用汽油、柴油、煤油等石油馏分。CS2、CCl4、CHCl3等虽然具有优良的蜡溶性，但由于它们在原油的后加工过程中产生严重的腐蚀和催化剂中毒，所以禁止使用。由于油田蜡中含有极性物质，所以油基清蜡剂中需加入一些有极性结构的互溶剂，以提高清蜡剂的溶解能力。醇类：如正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇醚类：如丁醚、戊醚、己醚。碳数应小于12。醇醚类：如丁二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、丙三醇乙醚例：油基清蜡剂的配方成份％煤油45—85苯5—45乙二醇丁醚0.5—6异丙醇1—152）水基清蜡剂以水作分散介质，含表面活性剂、互溶剂和碱性物质。表面活性剂的作用是使结蜡表面润湿反转为亲水表面，有利于蜡从表面脱落,不利于蜡在表面再沉积。可用的表面活性剂包括水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、平平加型、OP型表面活性剂等。互溶剂的作用是增加油(包括蜡）与水的相互溶解度。可用的互溶剂是醇和醇醚如甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚等。碱可与蜡中沥青质等极性物质反应，产物易分散于水,因而可用水基清蜡剂将它从表面清除。可用的碱包括氢氧化纳、氢氧化钾等一类碱和硅酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等一类溶于水中使水呈碱性的盐。示例1：示例2：7.清蜡剂的发展趋势1)用油基清蜡剂与水基清蜡剂结合的清蜡剂，即水包油型清蜡剂。油相用不含硫和氯的蜡溶剂如苯、甲苯、二甲苯或石油中芳香烃含量高的馏分，水相用水溶性表面活性剂做乳化剂。有好的清蜡效果，且有防蜡作用。2)清蜡剂与化学加热剂结合使用.考试题型一、命名或写出结构式（10分）二、填空（40分，每一空1分）三、选择题（10分）四、判断对错，正确的打号，错误的打号(10分)五、应用题(5分)说明下列钻井液配方中各种化学剂在调整钻井液性能方面的作用。六、理论论述题（20分）七、浅谈一下学习油田化学的体会和收获。（5分）