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冷輸油井防蠟技術研究

文檔作者：江華文檔來源：大慶油田有限責任公司第七采油廠規(guī)劃設計研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月26日
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冷輸油井防蠟技術研究
江華(大慶油田有限責任公司第七采油廠規(guī)劃設計研究所)
摘要 大慶油田所產(chǎn)石油大部分為石蠟基原油，具有“高含蠟、高凝點、高黏度” 的特
點，一般含蠟量15％～3O％。在原油開采和輸送過程中，管道結蠟是普遍存在的現(xiàn)象 目前葡北
地區(qū)有290口油井采用不摻水單管冷輸集油流程，取得了良好的節(jié)能效果，但需定期采取高溫
化清的方式清除管內(nèi)壁的蠟結晶。針對這種情況，現(xiàn)場試驗了低溫旋流防蠟裝置、金屬防蠟器
兩種防蠟技術，在不需要利用外界動力的情況下就可降低油田井口回壓，這不僅簡化了原油集
輸工藝， 而且達到了節(jié)能降耗的目的。
關鍵詞 冷輸油井 結蠟 低溫旋流防蠟裝置 金屬防蠟器
D0I：10．3969／i．iSSR．2095-1493．2015．005，004
引言
目前，大慶油田葡北地區(qū)有290口油井采用不
摻水單管冷輸集油流程，取得了良好的節(jié)能效果。
但由于冷輸油井采用不摻水集輸技術，在集輸過程
中沒有熱源提供，管輸介質(zhì)的溫度在析蠟點以下，
根據(jù)油品物性差異，管壁勢必會出現(xiàn)不同程度的結
蠟現(xiàn)象，影響集輸管道的輸送能力，需定期采取高
溫化清的方式清除管內(nèi)壁的蠟結晶。
針對冷輸油井管線結蠟的問題， 目前主要通過
加熱的方式解決：通過化清車定期高溫蒸汽熱洗，
減少管壁附著的蠟結晶；在井口安裝電加熱器，一
般功率為8～50 kW不等， 為油井產(chǎn)液瞬時加溫
10～20％ ，減少蠟結晶析出，降低油井回壓。高溫
化清作業(yè)需人工、燃料、熱水等消耗，工人勞動量
大；電加熱器在一定程度上可以緩解管線結蠟的情
況，但僅適用于短距離輸送，且耗電量巨大。因
此，研究冷輸油井防蠟技術具有重要的意義。
1 原因分析
原油從井底到井口，溫度和壓力是逐漸降低
的，當溫度低于初始結晶溫度時，便有蠟的結晶出
現(xiàn)。溫度繼續(xù)降低，蠟便不斷析出，結晶體也不斷
長大，并聚集沉積在油管上，造成油井結蠟。原油
作者簡介：江華，2006年畢業(yè)于西南石油大學(油氣儲運專業(yè))，
從事油氣集輸規(guī)劃與設計工作，E—mail：642027474@qq．corn， 地
址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第七采油廠規(guī)劃設計研究所，
163517。
10 J WWW．syshJn．tom
在管道輸送過程中結蠟主要歸因于三個方面：
1)油溫 。在接近析蠟溫度的較高溫度時，
此時油溫和管內(nèi)壁溫度都比較高，蠟分子的濃度梯
度較小，油流中的蠟分子向管壁處遷移的動力較
弱， 因此蠟沉積較輕；在接近凝點的較低溫度下
時，油流與管內(nèi)壁的溫差較小，蠟分子擴散動力
較弱。
2)原油與管壁溫差 。原油通過管道不斷向地
層傳遞熱量，溫度逐漸下降，當溫度低于析蠟點溫
度時，管壁與油流的溫差越大，蠟分子濃度梯度越
大，分子的擴散作用越強。
3)流速 。在輸送過程中，管壁的摩阻消耗了
部分能量，輸油泵的壓力逐漸減小，下降至原油飽
和壓力以下時，原油中的一些輕質(zhì)組分氣體會不斷
逸出，除了帶走部分熱量，還將影響原油的溶蠟能力。
根據(jù)這三個方面，原油在輸送過程中，管道內(nèi)
的溫度和壓力會逐漸降低，當溫度下降至析蠟點
時，原油中的蠟開始以結晶形式析出，形成晶核，
以固體顆粒的形式存在于液態(tài)原油中，此時原油呈
現(xiàn)出觸變性、假塑性等一些非牛頓流體的流變性
質(zhì)。溫度繼續(xù)降低，蠟晶數(shù)量劇增，它們逐漸長
大、聚集，并形成三維空間網(wǎng)狀結構，將液態(tài)原油
包裹于其中，原油逐漸凝固并失去流動性，此時的
原油具有觸變性、黏彈性和屈服應力等非牛頓流體
特性。
2 技術對策
2．1 低溫旋流防蠟裝置
該裝置利用油田集輸系統(tǒng)中的自有水力能量

了油井調(diào)參操作的安全程度。
3)產(chǎn)品性能安全可靠， 自投入現(xiàn)場應用以
來，該系統(tǒng)運行正常，極少發(fā)生運行機制故障，現(xiàn)
場維護簡單，減輕了員工的維護工作強度。
4)該系統(tǒng)的電動機內(nèi)裝有監(jiān)測傳感裝置，通
過自動連續(xù)監(jiān)測電動機的電流變化，能夠判斷抽油
機運行機制所需要的實時功率，并將信號傳給控制
柜的控制裝置，再由控制裝置調(diào)整電動機的運行功
率，大幅度減少電動機的無功功率，使功率因數(shù)接
近于1，提高了電動機的運行機制效率。同時，控
制裝置具有智能型特點，電動機可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，
符合智能化油田建設需要。
5)該系統(tǒng)與安裝油井變頻控制系統(tǒng)相比，具
有性價比優(yōu)勢?？梢蕴娲壳霸谟玫挠途冾l控制
柜+Y系列電動機、減速裝置+Y系列電動機、油井
姍? ? p? _
參考文獻：
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變頻技術應用，2011，6(1)：94—114．
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變頻器世界，2009，10(11)：Z5一Z8．
(收稿日期：2015—01—10)
(上接第11頁)
30天延長至2 3個月，且回油壓力控制在0．8 MPa
以下。采用該防蠟裝置后，在1000～5000 m的作用
范圍內(nèi)，使水包油的乳化結構穩(wěn)定，防止蠟從膠束
結構中釋放出來而形成固態(tài)沉積。
部分區(qū)塊原油含蠟量高，清蠟周期在30天以
下的油井約有100口，安裝井口電加熱器的井有3O
口，電加熱器功率按25 kW計算，每年可節(jié)約電量
360 X 10 kwh，節(jié)約電費229萬元。
4 結論
1)引起集輸油管道結蠟的主要原因是油溫、
原油與管壁間的溫差及流速。影響結蠟的因素包括
原油的組成、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量、運行時間等。對
于實際運行的管道，結蠟速率受到這些因素的共同
作用。
2)低溫旋流防蠟裝置、金屬防蠟器的投入使
用，可有效降低工程投資，延長冷輸油井的化清周
期，有效控制油井回壓，顯著減少了耗電量。
3)通過對2種不同防蠟裝置試驗期間的除垢
效果、防垢效果、管線損傷程度、環(huán)境污染程度、
費用投資等情況進行分析，金屬防蠟器較其除垢和
防垢效果良好，投資費用相對低，投資回收期短。
參考文獻：
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(收稿日期：20150—03—04)
口I 5年第5期石油石化節(jié)能I 23

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