油井挤注防垢技术分析

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  摘 要 我国的油田企业是国民经济的一部分,随着时代的发展而不断繁荣,但是在提高技术的背后却存在许多问题。近些年来,油井及集输系统结垢是油田注水后期存在的普遍问题,在油气生产过程中,因为压力、温度变化等情况,在近井地带、管道内形成垢,直接造成堵塞,阻碍原油生产。尽管如此,投加防垢剂是目前最主要的防垢技术,成本低、效果佳,在国内外油田得到广泛应用。文章主要分析油井挤注防垢技术,以期更好地除掉油井污垢。
  关键词 油井;挤注;防垢;防垢技术
  中图分类号:TE358 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0074-01
  对于油田企业来说,生产石油过程非常复杂,大部分生产过程中的压力、温度变化或不相容的水相混合,严重影响原油生产,直接造成地层、井筒和管线表面出现结垢现象。当前,由于我国大部分油田都处于高含水期,所以出现了非常突出的结垢问题,而引起这些问题的因素主要有两点,一是地层水中含有高浓度盐离子,改变了化学平衡而产生污垢,二是两种及其以上不相容水相混合,使得结垢离子相互作用而形成垢,通常存在最多的有硫酸钡和硫酸锶垢。
  1 油井常见结垢现状概论
  新型油田企业的发展是我国油田事业的一大进步,在油田生产过程中,压力、温度、及不相容水混合都会影响原油生产,最明显的问题就是结垢现象严重,大部分结垢集中在地层、井筒和管道表面。随着时代的发展,大多数油田普遍进入高含水期,我国将面临更多的结垢问题,防垢技术的研究有待持续进行。
  1.1 油井结垢原因
  1)结垢盐离子。在地层水中,大部分水都或多或少地含高浓度易结垢盐离子,采油工程进行时,压力、温度或水分都会影响化学平衡而产生垢,大部分以碳酸钙垢为主,甚至混有碳酸镁、硫酸钙或镁等,实际上,我国大陆油田结垢大多由这些情况引起。
  2)相容水混合。石油开采过程中,往往会存在两种或两种以上不相容的水混合,当结垢离子相互作用时,会不同程度地生成垢,最常见的有硫酸钡垢和硫酸锶垢,特别是地层水常含钡锶离子,而海水含大量硫酸根离子,二者混合后产生难溶硫酸盐垢。
  1.2 油田垢的类型
  经研究发现,日常用的水中能产生的垢约有120余种,进一步讲,油田开采过程中,最常见的垢主要指的是有碳酸钙(镁)垢、硫酸钙(镁)垢、硫酸钡垢和硫酸锶垢,基末上都属于混合垢,单一垢型极少见到。
  1.3 油田结垢危害
  毫无疑问,油田结垢给生产带来了许多现实问题,对石油开采的影响十分深重,其危害主要有几方面。
  1)油井结垢堵塞油气通道,降低油层渗透率,使油井产液量下降。
  2)注水系统结垢,会导致注水压力上升,能耗增加,最终会降低生產能力。
  3)抽油杆结垢增加抽油杆负荷,降低泵效。
  4)管道或设备表面结垢造成垢下腐蚀,甚至穿孔,最终形成不良后果。
  2 挤注防垢技术方案设计
  关于挤注防垢技术的方案设计,挤注工艺非常重要,由于挤注防垢技术所用工作液包括前置液、防垢液和后置液,而它的辅助作业是酸洗。为此,本文主要采用三种酸洗与挤注防垢工艺的结合方案进行试验。
  1)首先进行常规酸洗,清除近井筒地层内的垢,将酸洗垢液返排出去,再挤注防垢工作液。
  2)为了缩短工期,采用酸洗和防垢复合挤注工艺,先挤注酸洗液不返排,然后依次挤注防垢工作液。
  3)防止酸洗垢液进入地层,最好采用先挤注防垢工作液,后注酸洗液,让酸洗垢液提前返排出去。
  3 油井防垢剂挤注的技术
  只要是涉及油田行业,油井技术必不可少,特别是井下挤注技术。井下挤注技术也是最近十几年才开始发展起来的一种独特防垢技术, 起初主要防钡锶垢, 后来扩展到防碳酸钙垢。
  3.1 井下挤注用防垢剂技术
  井下挤注用防垢剂技术的主要原理是将防垢剂挤进井筒周围地层,而且要在地层内的一定深度处,这时的防垢剂将吸附在岩石表面,若地层流体经过这个地方时,防垢剂也将缓慢地释放,最终会溶于其中而达到防垢目的。这种技术还有其优点包括:能够预防井筒和管道设备结垢;能防止近井地带结垢,而且能够一次挤注而长期有效。目前主要有吸附—解吸、沉淀—溶解两种,不同阶段注入和挤注处理过程,防垢剂作用机理也有所不同。吸附—解吸机理的作用起在后期,沉淀—溶解机理控制作用起在在期。
  3.2 井下挤注用防垢剂选择
  关于井下挤注用防垢剂的选择,它对化学防垢剂的要求包括几方面。
  1)要求防垢效率高,能避免在泄油带、射孔孔眼、油井管柱、油嘴及地面设备上形成结垢。
  2)要求稳定性良好,在油层温度、压力等条件下,它的稳定性较好,可以进行微量检测。
  3)要求防垢剂容易吸附在地层内,滞留期长、量足,能够缓解吸释放。
  4)要求相容性好,防垢剂能与地层流体及其他化学处理剂很好地相溶。
  5)要求井下挤注用防垢剂对地层无伤害,真正地起到环保的作用。
  6)要求从经济角度考虑, 防垢剂最低有效浓度尽可能低,无毒、无污染。
  与此同时,相应的挤注用防垢剂的常规室内实验主要有:
  1)防垢剂与地层水匹配性实验。
  2)防垢剂防垢效率及最低有效浓度MIC实验。
  3)防垢剂寿命及热稳定性实验,主要是为了检测防垢效能随温度和时间变化的基本规律。
  4)防垢剂的吸附特性与挤注寿命实验,能够确定挤注参数、工艺设计、挤注寿命等。
  4 结束语
  综上所述,油田事业不断发展的今天,利与弊同时存在,面对此种形势,相关部门一定要注意寻找最佳方法解决问题,使之更好地服务油田开发项目,重点关心油井挤注防垢。油田进入中后期开发后,含水率不断升高,各种结垢问题也将日益严重,井下挤注防垢技术的应用势在必行,科学合理地应用油井挤注防垢技术,做好应尽的准备工作,将会大大提高我国油田的经济效益。
  参考文献
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