抽油机井结蜡对深井泵的影响

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　　摘要：分析了影响抽油机井结蜡的因素以及结蜡的过程和结蜡的原因，并阐述了抽油机井正常生产时井温变化及结蜡规律。研究表明，结蜡深度与沉没度有直接关系，沉没度越低，结蜡深度越深。
　　关键词：抽油机井；结蜡；因素；过程；原因
　　中图分类号：TE933文献标识码： A
　　1影响因素
　　原油中含蜡量越多，蜡分子的碳数越大，结蜡越严重，这是油井结蜡的内因，而影响结蜡的外因是多方面的。
　　 （1）原油性质。原油中轻质馏分越多，溶蜡能力越强，析蜡温度越低，越不容易结蜡。当压力下降，降到泡点以下时，天然气分离出来，降低了原油溶蜡能力，析蜡温度上升，结蜡转为严重。
　　（2）温度。当温度保持在析蜡温度以上时，蜡不会析出，就不会结蜡，而温度降到析蜡温度以下时，开始析出蜡结晶，温度越低，析出的蜡越多（但是，析蜡温度是随开采过程中原油组分变化而变化的）。当压力降到泡点以下时，天然气开始分离出来，由于天然气的气化过程中压力降低、天然气膨胀都要吸热，使温度下降，更促进结蜡。
　　 （3）原油中胶质和沥青。随着胶质含量增加，析蜡温度降低。这是因为胶质本身是活性物质，它可以吸附蜡晶表面，阻止蜡晶长大，而沥青是胶质的进一步聚合物，不溶于油，成极小颗粒分散于油中，对蜡晶起到良好的分散作用。有此可见，由于胶质沥青的存在，蜡晶虽然析出，但不容易聚合、沉积。但是，有胶质沥青质的存在时，沉积的蜡强度明显增加，不易被油流冲走，又促进了结蜡。由此可见，胶质和沥青对结蜡的影响，是矛盾的两个方面，既减缓结蜡，又促成结蜡，就看哪个矛盾方面占主导地位，就起哪方面的作用。
　　（4）原油中机械杂质和水。众所周知，有晶核存在时，会促使结晶加快，而机械杂质和水的微粒都会成为结蜡核心，加速结蜡。但随着含水上升，会在油管壁上形成水膜，使析出的蜡不容易沉积在管壁上，减缓结蜡。
　　（5）流速和管壁特性。开始随流速升高，结蜡量随之增加，当流速达到临界流速以后结蜡量反而下降。这主要是开始流速增加，单位时间通过蜡量也增加，析出的蜡量也多，所以结蜡严重。达到临界流速以后，由于冲刷作用增强，析出来的蜡晶不能沉积在管壁上，减轻了结蜡速度。管材不同结蜡量也不同，管壁越光滑越不容易结蜡，表面亲水的比亲油的更不容易结蜡。
　　（6）抽油机井结蜡的过程。当温度降到析蜡点以下时，蜡以结晶形式从原油中析出。温度继续下降，结晶析出的蜡聚集长大。长大的蜡晶沉积在管道或设备的表面上。从形成石蜡所需能量的角度观察，石蜡首先要在油中的杂质及管壁粗糙处形成，因为这样所需的能量最小，所以石蜡必然要优先在这些地方沉积。
　　2结蜡原因
　　井下原油流入井筒后，在从井底上升到井口的流动过程中随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶析出。随着温度的进一步降低，石蜡不断析出，其蜡晶便长大聚集和沉积在管壁上，即出现了结蜡现象。油管结蜡后缩小了油管孔径，增加了油流阻力，使油井减产，严重时会把油井堵死或卡泵。深井泵结蜡易产生泵漏失，降低泵的充满系数，减少抽油井的产量。
　　3抽油机井正常生产时井温变化及结蜡规律
　　在相同井深条件下，不同液面深度的抽油机井井温有所不同，液面浅的井，井温较高，结蜡深度较浅；液面深的井，井温较低，结蜡深度较深。抽油机井液面越深，沉没压力、流压越低，原油脱气吸收大量热量，井筒温度下降越严重，结蜡点下移。尤其是液面接近泵吸入口，原油在地层提前脱气，采出液在泵吸入部分及泵内析蜡。生产井温变化规律表明，沉没度100-300m，平均结蜡深度在液面以上200m左右；沉没度400-600m，结蜡深度在液面附近；沉没度700m以上，结蜡深度在液面以下250m左右。萨中油田平均泵深925 m，平均沉没度350 m，推出平均结蜡点深度在620 m左右。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图1结蜡深度与沉没度有直接关系
　　由图1可知，结蜡深度与沉没度有直接关系，沉没度越低，结蜡深度越深。因此，低沉没度井在管理时，切忌将套压放的过低 。一方面，泵的充满系数下降；另一方面，结蜡点下移，热洗周期缩短。开采薄差油层，单井产能低、沉没度低；聚驱及水驱见聚井见效后，地层供液能力逐渐变差，沉没度下降。这些井同基础井网及一次井网相比结蜡较为严重，结蜡点较深，热洗周期短，热洗清蜡难度大。在管理上合理优化抽汲参数，使抽油机井在合理沉没度(300-500m)下生产，可延长热洗周期，使井筒结蜡点上移，从而降低热洗清蜡难度。
　　4抽油机井结蜡对深井泵的影响
　　4.1抽油机井结蜡的危害
　　（1）结蜡对产量的影响。缩小了油管孔径，增大抽油杆外径，增加了油流阻力，使油井减产，严重时会把油井堵死，发生卡泵现象。深井泵结蜡易产生泵漏失，降低泵的充满系数，减少抽油井的产量。
　　（2）结蜡对悬点载荷的影响。抽油机井在生产过程中，如果油管内结蜡严重，在结蜡井段的摩擦阻力增大。上冲程中，作用在悬点上的摩擦载荷方向向下，故增加悬点载荷；下冲程中，作用在悬点上的摩擦载荷方向向上，故减小悬点载荷。也就是说，结蜡严重引起摩擦载荷的增大，而摩擦载荷又增加悬点最大载荷，降低悬点最小载荷。抽油杆柱内所产生的循环应力就将超过其许用最大.
　　（3）结蜡对杆管偏磨的影响。以油井结蜡对抽油杆柱所受的液体的摩擦力F影响的计算，来分析结蜡对杆管偏磨的影响。
　　 2πμlν（m2 －l）
　　F = (m2＋l)ιnm－(m2－l)
　　其中：μ―采出液粘度，Pas；l―抽油机长度，m；ν―抽油杆运动速度, m/s；m―油管内径（Dt）抽机杆外径(Dr)之比。
　　当杆、管结蜡时，油管内径与抽油杆外径比值减小，致使经过结蜡点的抽油杆柱所受到的液体摩擦力大于其它部位受到的摩擦力，且随m的减小，结蜡点处抽油杆柱所受到的液体摩擦力急剧增加，极易导致结蜡点上部的抽油杆柱产生弯曲，从而发生杆管偏磨。
　　4.2抽油机井结蜡对深井泵的影响
　　（1）井口、地面管线的结蜡，井口回压增大，深井泵压头增大。
　　（2）深井泵出口结蜡、油管沿程损失增大、地面驱动系统负荷增大。
　　（3）下泵部位结蜡、泵的吸油状况变差。
　　（4）泵吸入口以下结蜡，泵效降低，易烧泵。
　　5结论及认识
　　（1）抽抽油机井防蜡主要应从两个方面着手：创造不利于有蜡在管壁上沉积的条件，防止管壁粗糙、亲油和油流速度小引发的结蜡。通过提高管壁的光滑度，改善表面的润湿性，达到防止结蜡的目的。
　　（2）抑制石蜡结晶的聚集。从石蜡结晶开始析出到蜡沉积在管壁上，还有一个使结晶长大和聚集的过程，通过加入一定的化学药剂，使蜡晶体保持分散状态，在油管内壁和蜡晶体外形成一层水膜，从而使蜡晶体不能沉积在管壁上，而被油流带出地面。
　　（3）热洗周期偏长或热洗质量差影响抽油机井的产量；增加悬点最大载荷，降低悬点最小载荷；结蜡点上部的抽油杆柱产生弯曲，从而导致杆管偏磨。因此，寻求最佳的热洗周期和热洗方法，提高热洗质量，是减少异常井，降低抽油机井“两率”的重要手段。
　　参考文献：
　　[1] 王鸿勋，张琪.采油工艺原理[M].北京：石油工业出版社，2001.

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