在电潜泵应用过程中沥青质的沉积

　　科研人员一直都在想方设法界定并摸清原油中浙青质的特性。当原油中有浙青质存在时，这些浙青质从地层一直输送到炼厂加工都能够引发诸多严重问题。许多研究的焦点都集中在原油上，因为这些问题，像沉积物和乳状液的稳定性，在采油过程中都曾遇到过。浙青质在储集层、油井、井下仪器和设备上沉积，降低了油井的生产能力或堵塞生产设备，而影响了采油的经济效益。因为原油通常都是由烃类和重有机物的混合物组成，所以考虑到原油构成，像多分散或离散的混合物，及各组分之间的相互关系就都很必要。重有机质沉积物的出现以及数量可能随着烃类的存在和重有机物同系物的相对量而有所不同。

　　二、沥青质和胶质的特性浙青质和天然胶质都是石油中常见的芳烃馏分。研究浙青质和胶质的化学组成，由于其种类非常复杂，所以极端困难。浙青质都是由原油中不挥发的、重质、极性组分所组成，大致可被划分为不溶于正戌烷而溶于苯的组分。天然胶质在正戊烷中可溶解解而在碱和酸中不溶解。

　　无定形的极性浙青分子在大于300~400*C高温的条件下，既不溶解也不分解。浙青质被认为是天然胶质和多环芳烃终的氧化产物。浙青化合物经氢化作用产生含有多环芳烃的重油。浙青质都被认为是易于凝聚的胶态分散体。在石油中可能被发现的浙青质呈颗粒状态，这主要取决于原油中其他颗粒（诸如胶质、芳烃和蜡等）的存在。

　　四、沥青质的絮凝作用由于絮凝后浙青质的颗粒大，且对固体表面有强烈的吸附作用，所以可能产生不可逆性的沉积作要原因。在原油中控制着浙青胶束稳定性的两个关键参数是：芳烃/非极性饱和物和胶质/浙青质的比值。当这些比值降低时，浙青质胶束就会凝结，而且形成较大的聚集体。在有过量的石蜡烃存在时，较大的浙青质颗粒便可以从溶液中絮凝出来。

　　五、沥青质的沉积作用在“正常”储集层条件下，浙青质、胶质、软浙青和油相处于一个热动力平衡状态。因为由胶质所胶溶的胶体粒子使浙青质稳定，而任何化学、机械或电的作用分离了胶溶化的那些粒子，都会导致浙青质沉淀。通常，原油的API度数越低，其浙青质含量就越高（如9*API原油大约含82的浙青质，而41*API原油仅含3的浙青质）在评价一种给定的原油时，针对潜在的浙青质沉积问题，胶质/浙青质的比值，比浙青质含量更重要，因为在溶液中，认为胶质能稳定住浙青质。所以具有胶质/浙青质比值高的原油比起含有大量芳烃的非极性饱和物的原油，就不太可能引起沉淀。在原油开采系统中，由于温度变化油层压力下降，或者添加混相溶剂以及在油管中的流动电势效应等的相互作用，都会影响到浙青质的溶解度。

　　添加脂肪族低表面张力液体诸如戊烷、己烷、石油醚、汽油和轻质油等，在大量油相中形成可溶用，而成为阻碍石油流体流动的主解的胶质，而i田兴国等：在电潜泵应用过程中沥青质的沉积许多浙青油都同强酸发生快速而又不可逆反应，形成一种重质不可溶的淤渣。当用溶剂驱油提高原油产量时，也可能出现浙青质沉积。在生产油层中，采用诸如CO2等驱替流体都能引起浙青质沉积。

　　2电动设备，冷却和压降由于冷却和静电效应，浙青质在地层中就会沉积。当原油在某种通道（多孔介质、油井或管道）中流动时，就必须考虑到电动效应。实验室的实验表明，给石油流体施加不同的压力能够引起重有机组分的沉淀。当原油从地层流入到井筒时，会出现明显的压降，导致气相分离和重有机质沉积。在泵入口筛网处和使用大排量，在小直径井眼内，大压降通过马达的部位，都可以出现与上述情况相似的结果。因为大多数使用的电潜泵，都是在非常密闭抽空的状态下工作的，所以泵入口压力也就接近泡点。

　　钻井、完井、增产增注措施和水力压裂等作业，均能够引发近井地带浙青质沉积。通过泵内剪切力、地层、射孔孔眼、阀体和振流器、可剥掉包围浙青质颗粒的胶质，也可以出现浙青质沉积。径向流阶段的多级离心泵是容易被浙青质堵塞的。这些泵都有很小的裂纹和高度。在低速下运转的泵，采用大流量，可以达到相同的产量。理想的是混合流动阶段，通过降低流体流速和改变流动方向（在水平圆形裂缝阶段改变180°），而降低各阶段内的剪切力。

　　很多国产泵和进口部件是由模砂或树脂浇铸而成的。采用涂层是一种消除浇铸表面缺陷，产生具有低摩擦力的表面和产生良好排放性质的经济的方法。

　　何地方都能形成沉积物。这些沉积物在近井地层中、井下电潜泵内外、油管壁上、输油管线和在生产装卸设备的表面都随处可见。浙青质沉积到电潜泵设备的内部和外部，可缩短故障期间的运转时间。浙青质沉积所造成的事故原因是复杂的，而浙青质沉积到ESP部件上面和内部及其附件上可能会造成灾难性后果。

　　七、控制和清除由于浙青质的絮凝作用而产生的重有机质沉积，通过深入调查掌握产生沉积作用的机理还是可能得到控制的。调整生产程序和利用化学处理剂便可以控制浙青质的絮凝和沉积。完井后需要对电潜泵设备进行改进，比如变速控制器（VSC's）和超大排量泵联用，增加叶轮间的高度，泵内加涂层，减小泵入口的压降和通过毛细管线注入化学处理剂等。

　　对采油技术的改进包括，降低流动电势，从浙青油中清涂与其不相容的物质，使采油设备中的压降降低到小，同时还要提高完井技术标准。

　　为了改进对所注入化学剂的控制，可将一根辅助油管柱或毛细管线连接到生产管柱上，或插入到ESP电源电缆上。电潜泵电源电缆和毛细管线并联，一旦需要的时候，就可让溶剂或分散剂注入或循环。

　　在某种情况下，用溶剂处理原油是有利的，因为溶剂处理既可稀释原油，又能降低重有机沉淀趋势。清除重烃的一般方法是使用溶剂。但是，这种处理方法有时也可能见不到成效，因为所用的溶剂仅限于诸如苯、甲苯、乙苯和二甲苯六、损害等芳烃溶剂。二甲苯是用于油井增产、水井增注、修井作业、抑制重有机质和清洗等常用的溶剂。通过非生产管柱（套管）注入二甲苯，有助于将浙青质沉积作用降到低限度。当溶剂与有机沉积物接触时，这些溶剂便能连续不断地溶解这些沉积物，直到溶液达到饱和为止。如果溶剂在达到饱和之后，没有及时从井中排出，那么有些已被溶解的浙青质还会从溶液中沉淀出来，因而有可能造成比处理前更严重的堵塞。

　　分散剂可以清除浙青质沉积物。它们在胶质/浙青质比值特低的原油中，阻止浙青质絮凝特别有效。在某种意义上，分散剂的作用原理与胶质相似。两者都有包围浙青质分子，同时还有阻止絮凝和沉积的作用。分散剂不能溶解浙青质的颗粒，但可以通过油或水的表面作用来分散它们。通常，都是先把分散剂添加到油或水中，再注入或循环。

　　八、结论下运转的超大排量泵联用，增加叶轮间的高度，泵内加涂层，在泵的入口处减小压降，可防止浙青质沉积。应用注入毛细管线和流体循环作业，可提高井的化学处理效果。

　　在浙青质油田中，改进ESP操作的好衡量标准是减少化学处理的次数和延长故障期间的生产时间。许多作者都认为需要综合考虑，以达到增加作业时间和降低成本的目的。

　　资料来源于美国《JPT》2000年5月