油井井筒磁声耦合防蜡技术研究与应用

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1、学号：12104608常州大学硕士学位论文油井井筒磁声耦合防蜡技术研究与应用研究生田浩赵会军指导教师王小兵石油与天然气工程学科、专业名称油气田开发工程研究方向采油工程理论与技术2015年4月OilWellBoreMagneto-ultrasonicCouplingParaffinControlTechnicalResearchandFieldApplicationADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByTianHao(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DissertationSupervisor:Prof

2、.ZhaoHui-junApril，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借

3、阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要延长油田地处中国西北部、冬季平均温度在-20℃左右。原油中所含的石蜡分子在开采过程中十分容易聚集并析出、最终沉积在抽油杆、抽油泵等油井生产设备上，造成油井减产、耗电量增大等不良后果。现有的防蜡方法存在投入资金过大、作业频繁、对油井及周边环境造成污染等缺点。与传统防蜡方法相比，利用磁场与超声波相结合的防蜡措施能有

4、效控制油井在采油过程中的结蜡问题，同时具有维护费用低、对周边地层、油层无污染等优势。调研延长油田油区抽油井的基础资料，绘制出油井井筒结构、井眼轨迹图；同时通过井筒至地面的粘度、温度曲线推测出结蜡区域在600～1000米，利用FLUENT软件模拟结蜡点区域；通过现场结蜡的实际情况进行验证，最终总结出油井结蜡规律以及存在的问题。选取延长油田6个矿区的原油样品进行原油物性分析、电镜微观结构分析、红外光谱吸收测试、粘温曲线测定以及原油组分分析，通过对比各油区原油的含蜡量、石蜡晶体微观结构、粘温曲线、碳数分布等数据确定需要防蜡的油区。在室内条件下对含蜡原油样品进行处理。进行室内实验时，开启超声波装置

5、调节功率至20W，分别利用频率为5KHz、10KHz、15KHz和20KHz的超声波对原油样品进行处理，处理后进行流变曲线测定，通过流变曲线可以看出频率为20KHz时处理效果最佳；调节功率至30W、50W进行处理，通过处理后的流变曲线可以看出，虽然超声波功率在30W、50W的条件下处理效果较好，但考虑到功耗以及降粘效果不明显，最终选择超声波频率为20KHz、功率为20W。关闭超声波装置开启磁处理装置，调节磁场功率至500W、利用频率为100～2000Hz的强磁场对原油样品进行处理，处理后进行流变曲线测定，通过流变曲线可以看出频率为2000Hz时处理效果最佳；调节功率至600W、700W、8

6、00W进行处理，通过处理后的流变曲线可以看出磁场功率在800W时降粘效果达到最佳，考虑到现场实施时，各油井间工况存在差异，最终选择磁场频率由100~2000Hz的循环扫频进行防蜡降粘、功率为800W。将最佳参数下的磁场、超声波进行耦合并处理原油样品后发现耦合处理效果优于单一处理效果，在室内条件下对原油处理前后进行电子显微镜结构分析、红外光谱测试、热失重（TGA）检测对比、差示扫描量热仪（DSC）对比来验证耦合防蜡效果，结果表明：经耦合作用后粗大的石蜡结晶体消失；原油石蜡溶解量增加；原油中原有的长链碳数结构遭到破坏；析蜡点温度对比处理前下降7℃。将该参数下的磁声耦合防蜡器安装于原油含蜡较高、

7、油井维修频繁的延长油田永宁采油厂试验油井，通过现场油井电机电流变化、生产、维护数据统计、示功图测试等结果表明：在相同工况条件下，安装油井磁声耦合防蜡器后油井电机电流平均下降4.62%；产油量均有所增加；检泵周期延长2倍以上；载荷平均下降5%；每年可为油田带来的增加经济4收入约为6.27×10元/年。关键词：结蜡；超声波防蜡；磁场防蜡；磁声耦合防蜡；效果验证ABSTRACTTheYanchangoilfieldisloca