微生物清防蜡技术优势.docx
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微生物清防蜡技术优势.docx
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微生物清防蜡技术优势
油井微生物清防蜡技术的
特点与优势
1.油井结蜡的原因及其危害
通常把C16H34-C63H128正构烷烃称为蜡。
蜡在地层条件下通常以液体存在,然而在开采过程中,随着温度和压力下降以及轻质组分不断逸出,原油溶蜡能力降低,蜡开始结晶、析出、聚集,并不断沉积而使油井结蜡。
如果蜡沉积在管杆上,导致油流通道减小,油流阻力增加,悬点载荷加重,电耗、材耗增大,进而出现蜡卡;如果蜡沉积到油层的孔道中,就会堵塞油层孔隙;蜡沉积到油管内壁及井筒设备上,会影响油井产量,还可能造成抽油泵失效和损坏;如果蜡沉积在地面管线上则会减小管线的有效直径,增加井口回压,输油能耗增加甚至地面管线堵塞,结蜡严重的井一旦停井就无法正常开井生产,需热洗或上下解卡。
因此,结蜡井需要定期清防蜡维护,否则会造成蜡卡。
2.目前的处理方法及其弊端
常规清防蜡措施主要有:
(1)机械清蜡
机械清蜡就是用专门的刮蜡工具(清蜡工具),把附着于油井中的蜡刮掉,这是一种既简单又直观的清蜡方法,在自喷井和抽油井中广泛应用。
机械清蜡方法的主要优点是操作简便、有效、成本低,缺点是清下来的蜡容易落入井底,堵塞射孔孔眼或近井地层,有时对设备的磨损严重。
(2)热洗
热洗的目的是清洗油管中的蜡堵。
这是现场常用的方法,但在循环处理过程中,由于井筒热损失,到达井底的温度已大大降低,如温度低于初始结晶温度时,溶于热油中的蜡又重新析出,沉积在射孔孔眼造成堵塞。
而且热洗水柱大于地层压力,热洗留在油井中的洗井水需要经过3d~7d时间返排后,油井才能恢复正常生产。
热洗包括热水洗和热油洗。
热水洗不能用于水敏油井;热油洗存在安全环保和劳动条件差等问题。
热洗只具有清蜡作用而无防蜡作用。
(3)化学清防蜡剂
这是目前采用的主要方式。
化学清蜡剂(主要化学成分为有机溶剂如混苯等)清除蜡堵较为有效,但价格昂贵,加药频繁,加药量大,药剂易燃易爆,毒性强,对人体健康危害较大,同时由于加入的药剂不可能均匀溶于原油,所以难以获得好的效果,而且也不能阻止井口附近结蜡,另外采用油套连通循环的方式,会造成压差改变,含水上升。
(4)强磁防蜡器
下入井下管柱,利用磁性改变分子极性分布,从而防止蜡颗粒的生成。
但从现场应用看,效果不甚理想,因此此法不常用。
(5)加热法
主要是采用油管电加热器为油管内的油流加热,达到清蜡目的。
但能耗大,且电热杆易损坏,作业难度大,成本高。
上述几种方法都有一定的作用,但从生产实际看,这些措施存在工作量大、费用高以及污染地层等缺点,不能满足采油单位的需要。
3.微生物防蜡机理
(1)微生物自身作用
所选择的微生物个体很小,只有几微米,细胞壁具有特殊结构(主要化学成分粘质复合物构成三维网状结构,网状结构间填充多糖),表面有鞭毛,有很强的粘附性,生长繁殖很快,在对数生长期个体数成指数级增长。
它附着在金属或粘土矿物等水润湿物体表面上生长繁殖,形成一层致密的微生物保护膜,具有屏蔽晶核,阻止结晶的作用。
(2)微生物代谢产物的作用
原油中正构烷烃在微生物的作用下生成脂肪酸、糖脂、类脂体等具有表面活性剂特征的物质和气体。
这些代谢产物具有以下特点:
表面活性剂和蜡晶作用参与蜡晶的形成,促使蜡晶畸化,阻止蜡晶体进一步生长,从而有效防止蜡、沥青质、胶质等重质组分的沉积;代谢产物中产生的有机酸、乙醇、乙醛等物质提高了溶解能力;代谢产物中大量的二氧化碳、甲烷气体降低了原油的黏度。
(3)烃氧化菌对原油中石蜡的降解
烃氧化菌可以加速原油中石蜡等长碳链烃的无氧降解,通常情况下,碳氢化合物在无氧环境中降解的速度极慢,然而,由于微生物的作用,通过生物化学的途径,烷烃的无氧分解是容易实现的。
(4)微生物对原油中石蜡的降解乳化作用
微生物对原油中的石蜡起到降解乳化作用,其代谢产物改变了原油的流动性,阻止石蜡在井筒内的沉积,达到清防蜡的目的。
4.微生物防蜡的适应范围和选井方法
(1)适应范围
微生物清防蜡剂适用范围见表1。
表1微生物清防蜡剂适用范围
项目
井别
产液量m3/d
含水
%
温度℃
原油含蜡量%
沉淀度m
产出液矿化度mg/L
PH值
适用范围
抽油机井
1-40
1-98
20-120
≥3
≥250
<360000
6.0-9.0
(2)选井方法
微生物清防蜡应选取满足以下条件的油井:
①抽油机井,井底温度最高不超过120℃,采出液pH值6-9之间、综合含水5%~98%,不含水的油井不宜使用;
②原油相对密度≤0.96,地层水矿化度低于36×104mg/l,产液量2-40m3/d,含蜡3%以上的油井;
③有一定沉没度,沉没度最好≥250m;
④油井近半月内无酸化、化学固砂等措施;
⑤油井能够正常生产,不存在低压漏失层,井况无故障。
5.微生物防蜡的优点
微生物清防蜡施工工艺简单,安全、便捷、效率高;对地层油质敏感性小,不污染环境,不损伤地层;对于小断块油藏,尤其是产能低的井适应性强;与其他清防蜡措施相比,效果周期长,大大减少了油井清防蜡施工作业量,便于油田油井生产管理。
(1)直接经济效益
①节约洗井费用和加化学清防蜡剂的费用。
②缓解油井结蜡,减小抽油泵载荷及电流,延长检泵周期。
③减少洗井所导致的产量损失。
油井在洗井作业中,若洗井液不能完全返排,会导致很大的产量损失。
同时也会对油井的周围地带造成伤害,使油井的产量逐步下降。
④可以有效的维持或增加油井产量。
由于洗井作业一段时间后,油井产量达到一个较高水平,随后由于油井结蜡,产量逐渐下降,直至第二个洗井周期。
而微生物清防蜡会一直维持油井在一个相对较高的产量水平下生产,使原油产量得到维持甚至提高。
(2)间接经济效益和社会效益
①减少人工操作成本。
②降低原油集输成本。
用微生物清防蜡后,原油的粘度会有所降低,可改善原油的流动性能,进而降低原油的集输成本。
③降低原油的炼油成本。
由于微生物清防蜡不是依赖于溶化(如热洗)、吸附和溶解作用(如化学清防蜡),而是通过使原油中的大分子断裂成小分子,从而达到清防蜡目的。
它同时还存在如其机理所决定的吸附和润湿性改变等多种作用。
原油中小分子的增加,使得原油在提炼过程中,成品率提高,炼油成本降低。
④有效地减轻环境污染。
石油从开采到炼制的各个环节中,都不可避免地对坏境造成或轻或重的污染问题。
油井的清防蜡工作,同样会给环境造成污染。
如热洗井,会造成近井地带的染,其废物的排放,可能会造成环境污染;化学清防蜡剂中所含有的芳烃和氯仿等,对所接触的人类和环境会造成较大的损害,并且在随后的石油炼制中,会大大地增加炼油成本。
而微生物清防蜡是利用自然界物种之间的共存关系,分解原油中的重质组份而达到清防蜡目的。
其持续时间长,从井内至炼油的整个过程中,均能持续发挥作用。
经炼油的高温作用后,会自行消亡。
而不会造成任何不良影响。
这正是微生物技术越来越广泛得到应用的原因所在。
6.微生物防蜡技术特色与优势
微生物清防蜡工艺作为一种高新技术,已经在加拿大、美国等石油生产技术先进国家广泛应用。
在国内,大港、华北等许多油田也相继从国外引进了该项技术与产品,进行了的现场应用试验研究工作。
微生物清防蜡成败的关键是菌种的品质。
每一种菌种对不同含蜡原油都有极强的针对性和配伍性,必须针对原油及其蜡质情况进行严格的室内试验,筛选评价出适宜的菌种。
国外对清防蜡菌种的研究在上个世纪就已达到较高水平:
研制的细菌产品可对碳原子数范围为C16~C63的烷烃分子进行生物降解,产品细化到针对一定碳数段。
而国内还停留在较低的水平。
针对这一现状,长江大学借鉴国外先进技术和经验,开发出具有耐温、耐盐、高效、且适应性强、应用面广的“微生物清防蜡菌剂”。
虽然国外具有较为优质的微生物清防蜡菌剂产品,但其价格昂贵;国内的微生物清防蜡菌剂虽然品种较多,但有些效果一般、有些适应性不强、有些则价格较高,不能很好地满足油田要求。
研制开发的“微生物清防蜡菌剂”,具有耐温、耐盐、高效等优势,目前已在克拉玛依油田(2003-2012)、江汉油田(2007-2012)、青海油田(2008-2012)等试验获得成功。
该“微生物清防蜡菌剂”具有适应性强、应用面广的特点,可应用于全国各大油田的油井清防蜡。
7.微生物清蜡剂的技术特色与优势:
与其它公司的微生物清防蜡技术相比,本公司微生物清防蜡技术具有明显的技术特色和优势。
1)耐温:
该菌剂可耐井底温度达120℃(耐120℃以上高温菌种正在研发中),因此能应用于高温油田。
2)耐盐:
该菌剂可耐盐度高达36%(饱和状态),因此能应用于高矿化度油田。
3)作用面宽:
该菌剂可对碳原子数范围为C16~C63的烷烃分子进行生物降解,因此可应用于各类油田油井的清防蜡。
4)一般不需关井,不影响正常生产。
5)用量较少、有效期较长,且安全、环保。
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