影响结蜡因素的分析
(2016-05-08 11:14:51)
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原油的性质含蜡量胶质和沥青质杂谈 |
分类: 油田化学 |
影响结蜡因素的分析
通过对油井结蜡现象的观察及结蜡过程的研究,影响结蜡的主要因素是原油的组成(蜡、胶质和沥青的含量)、油井的开采条件(温度、压力、气油比和产量)、原油中的杂质(泥、砂和水等)、管壁的光滑程度及表面性质。其中原油组成是影响结蜡的内在因素,而温度和压力等则是外部条件。
1原油的性质和含蜡量
原油中所含轻质馏分越多,则蜡的结晶温度就降低,即蜡不易析出,保持溶解状态的蜡量就越多。
由图看出,轻质油对蜡的溶解能力大于重质油的溶解能力。蜡在油中的溶解量随温度的降低而减小。也说明原油中含蜡量高时,蜡的结晶温度就高。在同一含蜡量下,重油的蜡结晶温度高于轻油的结晶温度。
原油中所含轻质馏分越多,则蜡的结晶温度就降低,即蜡不易析出,保持溶解状态的蜡量就越多。蜡在油中的溶解量随温度的降低而减小。原油中含蜡量高时,蜡的结晶温度就高。在同一含蜡量下,重油的蜡结晶温度高于轻油的结晶温度。
2原油中的胶质和沥青质
原油中不同程度含有胶质和沥青质。它们影响蜡的初始结晶温度和蜡的析出过程以及结在管壁上的蜡性质。由于胶质为表面活性物质,可以吸附在蜡晶上来阻止结晶的发展。沥青质是胶质的进一步聚合物,它不溶于油,而是以极小的颗粒分散在油中,可成为石蜡结晶的中心。由于胶质、沥青质的存在,使蜡结晶分散的均匀而致密,且与胶质结合紧密。但在胶质、沥青质存在时,在管壁上沉积的蜡的程度将明显增加,而不易被油流冲走。故原油中所含的胶质、沥青质即可减轻结蜡程度,但又在结蜡后使粘结强度增大,不易被油流冲走。
3压力和溶解气
在压力高于饱和压力的条件下,压力降低时,原油不会脱气,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低。在压力低于饱和压力的条件下,由于压力降低时,油中的气体不断析出,气体的析出使原油降低了对蜡的溶解能力,因而使初始结晶温度升高。压力越低,结晶温度越高。由于初期分出的是轻组分气体(甲烷乙烷等),后期分出的是重组分(丁烷等),前者对蜡的溶解能力的影响小于后者,因而随着压力的降低,初始结晶温度明显增高。
在采油过程中,原油从油层流动到地面,压力不断降低。在井筒中,由于热交换,油流温度也不断降低。当压力降低到饱和压力以后,便有气体分出。气体边分离边膨胀,发生吸热过程,也促使油流温度降低。所以采油过程中,气体的析出降低了原油对蜡的溶解能力,降低了油流温度,从而有利于蜡晶析出和结蜡。
4原油中的水和机械杂质的影响
原油中的水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大,但油中的细小沙粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心,促使石蜡结晶的析出,加剧了结晶过程。油中含水量增加后对结蜡过程产生两方面的影响:一是水的热容量(比热)大于油的热容量,故含水后可减少油流温度的降低;二是含水量增加后易在管壁上形成连续水膜,不利于蜡沉积在管壁上。所以出现了油井随着含水量的增加,结蜡过程有所减轻的现象。
5液流速度与管子表面粗糙度及表面性质的影响
油井生产实践表明,由于油流流速高,对管壁的冲刷作用强,蜡不易沉积在管壁上。油管的材料不同,结蜡量也不同。管壁越光滑,越不易结蜡。另外,管壁表面的润湿性对结蜡有明显的影响,表面亲水性越强越不易结蜡。
总之,原油组成是影响结蜡的内在因素,而温度和压力则是外部条件。由于原油组成复杂,因此对油井结蜡过程和机理的认识,目前还处于继续深入的阶段。随着新的防蜡措施的研究,对结蜡过程和机理的认识也在不断提高。
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