油井井筒結(jié)蠟機(jī)理及清防蠟技術(shù)研究.pdf

1、在原油生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)蠟可能發(fā)生在儲(chǔ)集層、井筒和地面集輸管線(xiàn)，油井井筒受到結(jié)蠟影響尤為突出。油井井筒結(jié)蠟會(huì)引起油流通道堵塞，嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。而一旦“蠟堵”，會(huì)造成有桿抽油系統(tǒng)蠟卡等生產(chǎn)性故障，直接導(dǎo)致油井停產(chǎn)。本文以油井井筒結(jié)蠟為研究對(duì)象，基于熱力學(xué)、流體力學(xué)、模式識(shí)別和多屬性決策理論，采用實(shí)驗(yàn)研究、理論計(jì)算、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(jī)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(dǎo)、對(duì)流和熱輻射影響，建立了有桿泵抽油井井筒溫度瞬態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型；通過(guò)有桿泵抽油井井筒溫度瞬態(tài)預(yù)測(cè)，結(jié)合動(dòng)態(tài)管流實(shí)驗(yàn)，處于析蠟點(diǎn)和凝點(diǎn)溫度區(qū)域的井筒會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)井段的結(jié)蠟，這一預(yù)測(cè)的研究結(jié)論與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相符；同時(shí)，研究表明，含水率、油溫、流速和管壁溫差等條件的變化會(huì)直接影響結(jié)蠟井段的改變，而產(chǎn)量、油管尺寸、導(dǎo)熱系數(shù)、表面粗糙度和開(kāi)井生產(chǎn)時(shí)間等則通過(guò)對(duì)井筒溫度的影響間接影

3、響結(jié)蠟井段的變化。
　　 ②針對(duì)采油系統(tǒng)截面突變部位嚴(yán)重結(jié)蠟問(wèn)題，運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)抽油桿接箍和抽油泵處的流場(chǎng)進(jìn)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(dòng)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(dòng)閥周?chē)壮霈F(xiàn)嚴(yán)重結(jié)蠟，而且僅通過(guò)增加產(chǎn)量提高流動(dòng)速度無(wú)法有效地解決結(jié)蠟問(wèn)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(xué)分析為基礎(chǔ)，建立了有桿抽油系統(tǒng)故障

4、診斷數(shù)學(xué)模型，并采用有限差分法或精細(xì)時(shí)域積分法對(duì)模型進(jìn)行了精確求解；在此基礎(chǔ)上，分別利用交叉驗(yàn)證(K-CV)、遺傳算法(GA)、粒子群算法(POS)優(yōu)化支持向量機(jī)(SVM)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了有桿抽油系統(tǒng)結(jié)蠟故障的智能診斷。
　　 ④通過(guò)熵理論、模糊層次分析法、正負(fù)理想點(diǎn)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(duì)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(zhǔn)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(wèn)題的客觀性和全面性進(jìn)一步提高，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(jià)值。
　　 ⑤通過(guò)對(duì)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(jī)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的需要，建立的基于可拓學(xué)的間歇加藥周期確定方法，能夠根據(jù)參數(shù)的變化準(zhǔn)確判斷工況，從而合理確定加藥周期。室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試