CN102796918A

CN102796918A - 一种具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金

Info

Publication number: CN102796918A
Application number: CN2011100793230A
Authority: CN
Inventors: 吕曼棋; 张海峰; 胡壮麒
Original assignee: Institute of Metal Research of CAS
Current assignee: Institute of Metal Research of CAS
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明的目的是提供一种具有抑制含蜡液体中蜡的析出和团聚功能的新型特种合金，该合金在与含蜡液体接触时具有特殊的电化学活性，可有效抑制液体中蜡及某些其它组分的析出、沉淀和团聚，可用于含蜡液体的清防蜡处理。

Description

一种具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金

技术领域

本发明涉及金属功能材料，特别提供一种具有抑制含蜡液体中蜡的析出和团聚功能的新型特种合金。

背景技术

原油中一般都含有蜡，我国有许多含蜡量很高的油田。在采油作业时，原油从地下到地面的过程中由于温度不断降低，原油中的蜡在温度达到析蜡点（一般在40℃左右）后会析出并在抽油杆和管壁上凝结，最终导致抽油作业停止，必须通过“洗井”除去凝固的蜡才能继续抽油，清防蜡成为原油生产的重要技术环节。洗井最常用的方法是热洗或化学清蜡，这固然有效，但必需停止采油作业并经历数天的排水期后才能重新开始抽油作业，同时有大量化学物质的排放，严重影响原油生产效率和污染环境。在原油生产的地面系统（输油管道和原油处理系统）中也存在清防蜡问题。

发明内容

本发明具体提供了一种具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：按重量百分比计，所述特种合金的化学组成为：Ni 5～30，Cu 30～70，Zn 5.0～30，Sn 1.0～7.0，Pb 1.0～5.0，Co 0.5～2.0，RE 0.1～1.0；其中RE为稀土元素，选自La、Ce、Pr、Nd、Gd之一或其组合。

作为优化选择，该合金还可含有元素Ti、Fe、B之一种或多种，其重量百分比为：Ti 0.5～1.0，Fe 0.1～1.0、B 0.05～0.15。

本发明具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：所述合金的具体形态是棒状、管状、粉末状、球状、多孔板状、多孔管状或其组合。

本发明所述具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：所述合金可以采用常压感应炉或真空感应炉制备，冶炼过程中按元素的平衡压和稳定性确定添加顺序以准确控制合金组成，采用常压或真空浇注，锭模充分预热至适当温度以确保合金有均匀的宏观组织和微观结构。

本发明所述的具有抑制含蜡液体中蜡的析出和团聚功能的新型特种合金，具体可以应用于原油油井及地面系统的防蜡。

本发明所述的防蜡特种合金在用作防蜡用途时，其使用方法具体是：将所述防蜡合金作为工作介质，串接在油井抽油泵的下部，或地面系统的管路中。

本发明所述防蜡特种合金的使用方法中，防蜡合金的具体形态是以下几种之一或其组合：粉末状、圆球状、多孔管状、多孔板状。

所述防蜡特种合金的使用方法中，防蜡特种合金的总表面积应与液体流量和液体特性相适配，合金总表面积越大，所需合金量越小。

本发明的原理：

本发明所述具有抑制含蜡液体中蜡的析出和团聚功能的新型特种合金，是利用防蜡特种合金与液体物质（特别是原油和水）中组分的电负性差，使合金在合金-液体系统中具有静电催化活性，能够改变从其表面流过液体中某些组分的静电位和极性，使液体中可能析出和凝聚的组分（如原油和水中的蜡）处于分散的悬浮状态或溶解状态，避免发生蜡在管路和器壁的块状凝结，使蜡随液体流出，达到清防蜡的目的，适用抽油井、自喷井等各类油井及油田地面原油输运系统。

本发明的有益效果：

（1）防蜡：与合金作用后，含蜡液体（如原油）中蜡在温度降低时的析出速率显著降低，直观析出量明显减少；（2）提高原油生产效率：与使用机械的或物理的清防蜡方法相比，使用防蜡特种合金用于油井防蜡，可以大幅延长清垢周期，大幅减少停止抽油作业的时间；（3）环保：与常用的化学除蜡方法相比，使用防蜡特种合金用于油井防蜡，避免了有害物质的排放；（4）价廉：特种防蜡合金只起催化作用，可以长期使用。

附图说明

图1 合金对石蜡在柴油中析出的影响；

图2 合金对石蜡在水中析出的影响。

具体实施方式

本实施例所述防蜡特种合金的制备均在真空感应炉中进行。浇铸成棒材后，按需要加工成所需形状，如多孔管、多孔片、粉体或球状。以下通过实施例对本发明的防蜡特种合金抑制液体中蜡析出的功能进行直观演示，和对油井防蜡效果作具体说明：

实施例1

抑制石蜡在柴油中析出功能演示，合金成分重量百分比如表1所示：

表1 合金成分重量百分比（%）

Ni	Cu	Zn	Sn	Pb	Co	Gd	Ti	B
									23.3	54.7	15.1	1.3	3.1	1.4	0.5	0.5	0.10

采用真空感应炉在Ar气保护下熔炼合金后，取合金粉。在两只培养皿中放入0#柴油和石蜡，其中一只放入合金颗粒。然后将它们放入60℃恒温箱中至石蜡全部溶解，取出观察石蜡随温度析出情况。可以看到：没有合金的培养皿（图1中左侧培养皿）中石蜡析出较快、量多、析出物较粗，而放有合金的培养皿中，石蜡的析出较晚，量少、析出物细小（具体见图1）。

Ni 5～30，Cu 30～70，Zn 5.0～30，Sn 1.0～7.0，Pb 1.0～5.0，Co 0.5～2.0，RE 0.1～1.0

实施例2

抑制石蜡在水中的析出功能演示，合金成分重量百分比如表2所示：

表2 合金成分重量百分比（%）

Ni	Cu	Zn	Sn	Pb	Co	La+Ce
							18.5	65.7	7.8	3.8	1.5	2.0	0.7

采用真空感应炉在Ar气保护下熔炼合金后，取合金粉。在两只培养皿中放入水和石蜡，其中一只放入合金颗粒。然后将它们放入100℃恒温箱中至石蜡全部溶解，取出观察石蜡随温度析出情况。可以看到：没有合金的培养皿（图2中左侧培养皿）中石蜡极快析出成膜、量多，而放有合金的培养皿中，石蜡的析出较晚，量少、较分散（具体见图2）。

实施例3

防蜡特种合金制成的油田井下防蜡工具对油井洗井周期的影响，合金成分重量百分比如表3所示：

表3 合金成分重量百分比（%）

Ni	Cu	Zn	Sn	Pb	Co	La+Nd	Ti	B
									14.6	45.9	27.0	5.6	3.5	1.4	1.0	0.9	0.10

采用真空感应炉先在真空状态下熔炼合金，在加入低熔点金属前充入Ar气。浇注后制成多孔管，安装在油井抽油泵下10米处，油井深度1900米，油井产液量4.5吨/天，产油量1.7吨/天，含水率62%，蜡含量15.5%，原采用电热清蜡，清蜡周期40天，采用合金工具后清蜡周期延长至254天，防蜡效果显著。

实施例4

防蜡特种合金制成的油田井下防蜡工具对油井洗井周期的影响，合金成分重量百分比如表4所示：

表4 合金成分重量百分比（%）

Ni	Cu	Zn	Sn	Pb	Co	La+Nd	Ti	Fe
									9.2	56.3	21.8	6.5	3.3	1.5	0.4	0.6	0.4

采用真空感应炉先在真空状态下熔炼合金，在加入低熔点金属前抽真空然后充入Ar气。浇注后制成多孔管，安装在油井抽油泵下10米处，井深约1200m，产液量6.0吨/天，产油1.4吨/天，含水率76%，含蜡量18.67%。原采用热洗清蜡，洗井周期40天，使用特种合金制成的油田井下防蜡工具洗井周期延长至243天，防蜡功能显著。

Claims

1.一种具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：按重量百分比计，所述特种合金的化学组成为：Ni 5～30，Cu 30～70，Zn 5.0～30，Sn 1.0～7.0，Pb 1.0～5.0，Co 0.5～2.0，RE 0.1～1.0；其中RE为稀土元素，选自La、Ce、Pr、Nd、Gd之一或其组合。

2.按照权利要求1所述具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：所述合金还含有元素Ti、Fe、B之一种或多种，其重量百分比为：Ti 0.5～1.0，Fe 0.1～1.0、B 0.05～0.15。

3.按照权利要求1或2所述具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金，其特征在于：所述合金的具体形态是棒状、管状、粉末状、球状、多孔板状、多孔管状之一或其组合。