王彪，林晶晶，王志明 （中石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏 扬州 225009）

易绍金 （长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023）

吴伟林，杨帆 （中石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏 扬州 225009）

原油中C16H34－C63H128正构烷烃称为石蜡。当原油处于高温高压地层时，蜡晶以液体形式存在，但在开采过程中，随着温度和压力下降以及轻质组分不断逸出，原油溶蜡能力降低，石蜡开始结晶、析出、聚集，不断长大并沉积附着在油层、油管、套管、抽油杆 （泵）及地面输油管线等油井设施的金属表面，这会严重影响油田正常生产。为了进行正常生产作业，必须采取有效的清防蜡措施［1］。传统的清防蜡技术主要包括机械清蜡 （如刮蜡器等）、热洗 （包括热油洗、热水洗等）、投加化学清防蜡剂以及电热法等，利用上述方法进行清防蜡能收到一定效果，但都存在作业频繁、能耗大、费用高、污染地层以及安全环保性能差等缺点［2－4］。

微生物清防蜡技术1980年代起源于美国、加拿大等国家，1986年开始应用于美国德克萨斯州的油井并取得较好效果，随后得到广泛应用［5］。1994年起，华北油田、冀东油田等开始引进该技术并取得了较好的应用效果。由于国外生产的微生物清防蜡剂价格过高且存在部分油田油井 （如江汉油田高温高盐油井）适应性差的问题，该技术的引进逐渐终止［6］。与此同时，我国技术人员积极开展微生物清防蜡技术的研究与应用，取得了一定成果［7－9］。下面，笔者对微生物清防蜡技术的研究情况进行综述。

1 微生物清防蜡技术机理

1.1 微生物自身作用

微生物清防蜡剂是由多种厌氧及兼性厌氧菌组成的石油烃降解菌混合菌［10］。石油烃降解菌混合菌分离自高含蜡油井采出液，其以原油中的蜡质成分作为唯一碳源进行新陈代谢。微生物个体微小，细胞壁具有特殊结构，有的表面具有鞭毛，具有很强的粘附性，且生长繁殖快。微生物附着在金属或黏土矿物等润湿物体表面生长繁殖，形成一层薄而致密的亲水疏油的微生物保护膜 （如套管内壁、抽油杆表面），具有屏蔽晶核、阻止蜡结晶的作用，进而起到防蜡作用［11］。

1.2 微生物对原油中石蜡的降解作用

微生物清防蜡剂中的微生物能在油井井筒降解原油中的长碳链烃，使之转化为短碳链烃，从而使原油中的长碳链烃含量减少、短碳链烃含量增加，最终使原油的凝固点下降，从而有效防止结蜡的发生［12－13］。

1.3 微生物代谢产物的作用

原油中正构烷烃在微生物的作用下生成脂肪酸、糖脂、类脂体、二氧化碳、甲烷气体和有机溶剂等［14］。上述代谢产物具有以下作用：脂肪酸、糖脂、类脂体等生物表面活性剂作用于蜡晶，使蜡晶畸化并阻止蜡晶体进一步生长，从而有效防止蜡、沥青质、胶质等重质组分的沉积，并对石蜡具有分散乳化作用；有机酸等能促使石蜡溶解，从而提高原油的流动性；二氧化碳、甲烷能降低原油的黏度，也可改善原油的流动性［15］。

2 实施微生物清防蜡技术的关键步骤

2.1 筛选优良微生物菌种

研究发现，各种微生物菌种只能利用特定含蜡原油［16］。目前，国外对微生物清防蜡剂的研究已达到较高水平，研制的微生物菌种可对碳原子数范围为C16～C63（甚至细化到某一特定碳数段）的烷烃分子进行生物降解［17］。因此，应借鉴国外先进技术和经验，针对不同油田的具体油井的蜡质情况进行试验，筛选出具有耐温、耐盐、高效、适应性强的微生物菌种。

2.2 确定合适油井

微生物清防蜡技术适用范围表如表1所示，实施微生物清防蜡技术的油井应满足以下条件：①井况正常的抽油机井，井底温度最高不超过120℃；②施工油井应在近半月内无酸化、化学固砂等措施，且套管井筒不加杀菌剂。根据上述条件，在实施微生物清防蜡技术时，可以选用出砂井、水敏井、低产低效井和普通稠油井，不宜选用不含水的油井和自喷井。

表1 微生物清防蜡技术适用范围表

2.3 使用正确的施工方法

为了获得良好的微生物清防蜡效果，应采用如下施工方法，即施工前先进行一次常规热洗，且热洗要彻底，待油井恢复正常生产后 （一般为3～7d），采用套管加入法加入微生物清防蜡菌剂，即在抽油机正常工作 （不关井、不停井）的情况下，将一定量的菌剂从油套管环形空间泵入油井，一般1次／月，必要时应加入少量营养剂。在油井微生物清防蜡期间应注意考察以下施工参数，即生产电流、示功图、载荷和油井产量，并据此对菌种加入量和加入周期进行调整。此外，针对有特殊参数的油井或油田生产现场有特殊要求的情况，可采用特殊的加药方法 （包括菌剂加药量、加药周期，营养剂的投加与否、及其加药量、加药周期等），应根据具体情况设计相应施工方案。

3 微生物清防蜡现场应用效果评价指标

为了评估微生物清防蜡技术的现场应用效果，目前一般采用现场施工监控指标和经济效益指标进行评价。

3.1 现场施工监控指标

1）油井开采电流、载荷与示功图 分析微生物清防蜡措施前后油井开采电流 （上行、下行）、载荷（上行、下行）和示功图，能够在一定程度上了解微生物清防蜡效果。具体而言，洗井前，由于井筒存在一定程度的结蜡现象，因而抽油泵电机负荷、电流呈逐渐上升趋势，同时示功图趋向肥大 （上行载荷变大、下行载荷变小所致）；洗井后，由于井筒结蜡被洗净，抽油泵电机负荷、电流在短时期内基本保持稳定在较低水平，示功图正常。若洗井后不及时采取微生物清防蜡措施，则会出现结蜡卡井现象，具体表现在抽油泵电机负荷、电流会逐渐上升，示功图趋向肥大；若洗井后及时 （一般在洗井后2～5d）采取微生物清防蜡措施延缓结蜡过程，则抽油泵电机负荷、电流在较长时期内基本保持稳定 （可在一定范围内波动），示功图正常。

2）热洗和检泵周期 根据使用微生物清防蜡技术前后的热洗和检泵周期的变化可以评价现场应用效果，即计算油井采取清防蜡措施前后热洗周期、检泵周期的比值，若比值越大，则表明清防蜡措施效果越好［18］。

3.2 经济和社会效益指标

1）经济效益 经济效益指标主要包括如下几个方面：①减少油井因结蜡而检泵等作业次数和热洗次数，节约作业费用和洗井费用；停止化学清防蜡的投加，节省化学清防蜡剂费用。②缓解油井结蜡，减小油井载荷及电流，提高泵效，减少能耗，由此达到节能增效的目的。③实施微生物清防蜡技术时不影响正常油井生产，也不存在返排问题，因而可减少洗井所导致的产量损失。④由于实施微生物清防蜡技术的操作简单，因而可以减少人工操作成本。

2）社会效益 由于微生物清防蜡菌剂无毒无害无味，与热洗 （包括热油洗、热水洗等）、投加化学清防蜡剂等清防蜡措施相比较，采用微生物清防蜡技术更加安全环保，因而可以获得良好的社会效益。

4 结语

与其他清防蜡措施相比，微生物清防蜡技术的施工方法简单、一般不须额外投入设备、安全环保、对地层无损伤、低产低效、出砂和水敏油井适应性强、有效周期长且便于油田油井生产管理，因而具有良好的经济效益和环保效益，值得在各油田推广应用。

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