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老油田区块除蜡亮新招

老油田区块除蜡亮新招

结蜡是石油工业中的一个重要问题,每年都使产业损失数十亿美元。

来自 | E&P
编译 | 影子

石蜡是垢下腐蚀的主要原因,可能导致价值数十万美元的生产损失和设备维修或更换的费用。有许多修复方案可供选择,但到目前为止,没有一个方案既经济实惠又不会造成储层表皮损害。

传统的清蜡方法

常规的清蜡方法包括化学清蜡、加热清蜡和机械清蜡。在许多情况下,使用这些方法均可以获得较好的效果。然而,这些方法大大增加了原油生产成本。用于清蜡的化学品通常分为两类:抑制剂和分散剂。

抑制剂是一种较昂贵的聚合物分子,在油井原油中持续加入少剂量的抑制剂,当它溶于原油中时,抑制剂会降低石蜡的凝固点,因此结蜡量会减少或者在生产过程中逐渐消失。

与之相比,价格较便宜的分散剂是将现有的石蜡沉积物分解成可以在产出液中流动的小碎片。两种最常见的分散剂是表面活性剂和溶解剂。表面活性剂通常用于分散石蜡并可将石蜡溶于原油,但可能会引起一系列环境和健康问题。

溶解剂用于溶解和分散现有的积蜡。然而,在许多情况下,溶解剂会破坏近井地带的储层,使其更加亲油,而且这些溶剂也具有较高毒性。

油井热处理是除蜡的另一种常见做法。处理措施包括定期通过输油管加入热油或热水。然而,这些处理措施通常使石蜡中的较重馏分返回到储层中而导致长期地层损害。

尝试开发替代解决方案

几十年来,生物和微生物衍生产品已被研究用于油田服务,并作为传统处理措施的替代方法。理论上,与常规除蜡方法相比,这些方法表现出较好的环境成效以及更高的能量利用率。然而,由于采用一刀切的做法,以及较低效率和过高的成本(例如D-柠檬烯和其他萜烯),在油田应用时,许多效果均不理想。一家有科学技术支撑的公司制造出一种成本较低的产品,该产品具有较好的处理效果且安全性可靠,并可防止表皮损伤,阻止产量下降。

多维分散处理

最新的非细菌、微生物衍生的清蜡方法已在阿巴拉契亚盆地和二叠纪盆地中成功商业化应用,该方法基于生物化学原理并快速展现出比传统产品更好的处理效果,同时由于具有成本低、稳定性好的特点以及全国最大的石油盆地的高需求推动下,该方法迅速被广泛应用。。

在油田,该处理方法与溶剂处理法一样都在同时应用。该产品通过环形空间泵送到井底,无需关井。与目前现有的处理方法相比,新方法具有以下几个优点:首先无毒或HSE问题,例如使用苯、甲苯、乙苯和二甲苯等有毒溶剂会产生类似问题。此外,由于该产品是水基的,在近井区域保持亲水状态,能有效防止表皮损伤。

测试结果

图1为实验室筛选结果,实验结果显示从二叠纪盆地获得的2g固体石蜡样品在30mL抑制剂中快速融化和分散,并观察到石蜡快速分离成具有明显界面的液态油层,其分散性能优于甲苯。

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图1. 液化石蜡在35℃(95 ℉)下25分钟内分散,而甲苯则是20分钟(来源:Locus Bio-Energy Solutions)

该方法可以专门针对每个客户和储层进行定制化设计。第一步,研究井内积蜡样品的碳链长度以及嵌入在石蜡中的无机物的量,例如固体硫化铁垢。

该分析结果为配方设计提供了依据,在考虑成本的基础上,使处理剂能够最大限度的渗入石蜡内部。通过不同机理的组合实现分散效果——一种使用酶和生物表面活性剂增加对石蜡的渗透作用,另一种使用特有的非转基因生物细胞蛋白质和生物溶剂以快速将石蜡分散到原油中。通过调整不同有效成分的比例使得与烃类的匹配效果达到最大化,该过程在实验室完成,速度很快,一天内就可做完。

已经证实该处理方法是有效的,当处理后从井中上拔出抽油杆和泵时显示几乎没有石蜡(图2)。视察后,用户表示提出的抽油杆和油管从未如此干净。光洁的金属表面对于防止欠沉积腐蚀至关重要。

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图2.抽油杆在处理前拔出时显示有积蜡,处理后则没有出现石蜡。(来源:Locus Bio-Energy Solutions)

与热处理不同,这种新的处理方法不会将石蜡进一步压入地层中,在数百口井的处理过程中几乎不存失败的情况。测试结果表明,该产品不是硫酸盐还原菌的营养来源,且对腐蚀性生物膜具有抑制作用。

自然破乳

使用这种处理措施的操作员报告说,出油管和储罐也正在逐渐疏通。发生这种情况是因为分散的石蜡乳化进入原油并保持乳化,处理后的石蜡倾点温度非常低(低于-20 ℃),减小了处理后在下游再次积蜡的可能性。此外,酶的催化作用有助于降低粘度,当原油从井进入下游设备时,有助于减少能量输入。这确保了成品油能够最大程度地回收分散的石蜡,这对于运营商(提高收入)和炼油厂(增加利用率)来说一举两得。

此外,产出水、无机水垢和其他固体分离出来并自然分层(图3)。硬化的罐底还可释放烃类并自然软化,这有助于降低原油脱水和清罐作业相关的成本。

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图3. 在石蜡分散处理前后罐底污泥情况。(来源:Locus Bio-Energy Solutions)

生产优势

新的除蜡方法一个特点是它能够持续提高石油产量,这在二叠纪和阿巴拉契亚盆地应用中都可以看到。阿巴拉契亚盆地的一项含括70口井的研究表明,在18个月内没有出现躺井,95%的井在整个期间都表现出较强的生产恢复效果,使得持续生产率比基线水平增加约50%。利用现场数据绘制的递减曲线分析预测未来的石油产量也将大幅增加,从而能够显着增加资产价值。显著提高的回收率表明清蜡计划已成为运营商增加收入的一大助力。

石蜡分散

尽管传统处理方法在石蜡分散方面取得了成功,但随着勘探与开发公司从新的处理措施中获得了大量额外收益—包括日常产量的增加以及获得EOR税收抵免的潜在资格,需求正转向新型、高效、低毒的方法。这种HSE环境友好型多功能处理工艺可缓解石蜡的问题,同时又为专门针对租赁区块痛点问题设计的高效定制产品创建了新的行业标准。

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