油井井筒結(jié)蠟機理及清防蠟技術(shù)研究.pdf

1、在原油生產(chǎn)過程中，結(jié)蠟可能發(fā)生在儲集層、井筒和地面集輸管線，油井井筒受到結(jié)蠟影響尤為突出。油井井筒結(jié)蠟會引起油流通道堵塞，嚴重影響油井的正常生產(chǎn)，導致油井產(chǎn)量下降。而一旦“蠟堵”，會造成有桿抽油系統(tǒng)蠟卡等生產(chǎn)性故障，直接導致油井停產(chǎn)。本文以油井井筒結(jié)蠟為研究對象，基于熱力學、流體力學、模式識別和多屬性決策理論，采用實驗研究、理論計算、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗等相結(jié)合的方法，系統(tǒng)、深入地研究了油井井筒結(jié)蠟機理及相應(yīng)的清防蠟技術(shù)。本文的主要研究成

2、果和結(jié)論有：
　　 ①以石蠟基本性質(zhì)分析為基礎(chǔ)，綜合考慮井筒熱傳導、對流和熱輻射影響，建立了有桿泵抽油井井筒溫度瞬態(tài)預測數(shù)學模型；通過有桿泵抽油井井筒溫度瞬態(tài)預測，結(jié)合動態(tài)管流實驗，處于析蠟點和凝點溫度區(qū)域的井筒會出現(xiàn)較長井段的結(jié)蠟，這一預測的研究結(jié)論與現(xiàn)場實際相符；同時，研究表明，含水率、油溫、流速和管壁溫差等條件的變化會直接影響結(jié)蠟井段的改變，而產(chǎn)量、油管尺寸、導熱系數(shù)、表面粗糙度和開井生產(chǎn)時間等則通過對井筒溫度的影響間接影

3、響結(jié)蠟井段的變化。
　　 ②針對采油系統(tǒng)截面突變部位嚴重結(jié)蠟問題，運用FLUENT軟件對抽油桿接箍和抽油泵處的流場進行了仿真分析；由不同產(chǎn)量條件下抽油桿接箍和抽油泵處原油流動的速度矢量圖和速度云圖可知，抽油桿接箍處、固定閥和游動閥周圍易出現(xiàn)嚴重結(jié)蠟，而且僅通過增加產(chǎn)量提高流動速度無法有效地解決結(jié)蠟問題；為此，應(yīng)采取相應(yīng)的清防蠟措施防止蠟沉積。
　　 ③以直井和定向井內(nèi)抽油桿柱微元體的力學分析為基礎(chǔ)，建立了有桿抽油系統(tǒng)故障

4、診斷數(shù)學模型，并采用有限差分法或精細時域積分法對模型進行了精確求解；在此基礎(chǔ)上，分別利用交叉驗證(K-CV)、遺傳算法(GA)、粒子群算法(POS)優(yōu)化支持向量機(SVM)參數(shù)，實現(xiàn)了有桿抽油系統(tǒng)結(jié)蠟故障的智能診斷。
　　 ④通過熵理論、模糊層次分析法、正負理想點逼近法和灰色關(guān)聯(lián)法等多屬性決策方法集成，構(gòu)建了基于多屬性決策的油井清防蠟措施優(yōu)選模型；該模型利用新相對貼近度代替歐式距離和灰色關(guān)聯(lián)度，物理含義更加明確，體現(xiàn)了雙基準特性

5、；應(yīng)用表明，基于多屬性決策的油井清防蠟措施優(yōu)選模型分析問題的客觀性和全面性進一步提高，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)對原始數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律的挖掘，具有一定的推廣和應(yīng)用價值。
　　 ⑤通過對清蠟劑、防蠟劑和互溶劑的篩選和互配，研制了由多種表面活性劑、有機溶劑、高分子材料和互溶劑等組成的新型油井用清防蠟劑TH-1；針對現(xiàn)場試驗的需要，建立的基于可拓學的間歇加藥周期確定方法，能夠根據(jù)參數(shù)的變化準確判斷工況，從而合理確定加藥周期。室內(nèi)評價實驗和現(xiàn)場試