【精品】油田防垢技术简介.doc

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1、油田防垢技术简介闫方平一、油田结垢现状调研及原因分析冃前，我国大部分油田采用了注水补充能量的开发方式，油田注入水通常有三种：一是清水,即油区浅层地下水；二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层；第三种是海水；也有将不同水混合注入的。国外一些油HI如NorthSeaoilfield普遍采用注海水的方法。随着注入水向油井推进，使油井含水率不断升高，最终导致油井近井地带、采油井井筒、井下设备、地面管线及设备岀现严重的结垢现象；此外，当系统的温度、压力和pH值等发生变化时，地下储层、射孔孔眼、井筒、井下泵、地面油气集输设备管线内也会形成结垢；同时，如果采用回注污水的开发方式，还可

2、能导致注水泵、注水管线及注水井底结垢。结垢物主耍为钞!、總、镁、钙的硫酸盐或碳酸盐，同时由TCO2.H2S和水中溶解氧的存在，还可能生成各种铁化合物，如碳酸铁、三氧化二铁、硫化铁等。结垢通常造成生产管线或设备堵塞，增加修井作业次数，缩短修井作业周期；同时，结垢还易造成油层堵塞、产液量下降和能源浪费，阻碍了原油的正常生产，严重时还会造成抽油杆拉断，油井关井，甚至报废，造成很大的经济损失。国内外大量油田清、防垢实践表明，根据油田实际情况，对油田水结垢、防垢的机理进行系统研究，进而采取相应的防治措施可以减轻或消除结垢对油田生产的不利影响。1、油田结垢现场调研一般来讲，对一个油田结垢问题的研究总

3、是始于现场调研，冃前国内外已有很多结垢现场调研方而的报道。其中，国外以前苏联、国内以长庆油出的研究最为系统全而。总体来看，现场调研内容主要包括结垢形成的位置、垢物的成分、结垢成因的初步研究和结垢对生产的影响等，调研手段主要有观察描述、统计分析、垢物的分析鉴定等，有的油田甚至为研究油层内结垢而专门钻了检查井。从大量的现场调研成果来看，主要得到以下认识：(1)在地下储层、井筒、地面油气集输设备管线以及地面注水设备管线内均可能产生结垢，结垢可能发生在各种采油井(自喷井、抽油井或气举井)中，但最多的是抽油井。(2)结垢易于出现的位置有近井底地带、套管、油管、抽油杆、电潜泵、井下设备、原油收集和处

4、理系统等。(3)油层内结垢主耍出现在近井地带。(4)结垢沉淀物，总体上看成分很复杂，其中既含有矿物的成分，同吋也含有有机物的成分，有机杂质(以坯类为主)的含量最多不超过25%；根拥西伯利亚石油科学研究所对萨莫特洛尔、梅吉翁、特列霍泽尔、玛尔蒂米亚一捷捷列夫、乌斯奇一巴雷克及西苏尔古标等油出结垢沉积物的研究结果表明：出现最频繁的是碳酸钙，可达60-90%,碳酸钙镁和碳酸铁比较少；在某些情况下还可以见到20%的岩盐，5-25%的石膏；有时沉淀物基木上全部由重晶石构成；在盐类的沉淀物中还会遇到由钙和镁的碳酸盐所胶结的硅石及由钙的碳酸盐所胶结的腐蚀产物。2、结垢原因分析关于油田结垢的原因，人们已

5、进行了多方探索，形成了许多共识：(1)自然界的水都含有杂质，当条件合适时，与水接触的油气管道表而、地层喉道处容易结垢。(2)水中通常发生沉淀反应，如果将两种以上的不同水混合注入地层或在地层中混合，就有可能在注水井或生产井中出现结垢而堵塞。(3)在地层压力、温度及盐度合适的条件下，一些矿物溶解丁水中达到最大质量浓度，当水通过地层并随同油气进入井筒时，由于温度和压力下降，使所含溶解固体的平衡条件发生变化，水中溶解矿物的能力下降，形成过饱和现象，导致沉淀而生成水垢。(4)同时开采儿个地层的原油时，采出的水在化学性质上互不相溶，产生相互反应而在通道内生成水垢。(5)采出的油和气中大多含水(称为伴

6、生水)，其中混有盐类、CO?和H?S(乂称淡卤水)，经分离油气后的伴生水仍然含有少量的油，因而在这些油气和水的传输过程中容易生水垢和油垢。(6)在某些有缺陷的管段及管段的拐弯处，油气的流线、流速、压力及密度都出现突然变化，容易结垢聚集而堵塞通道。(7)在油气作业中，井下温度和压力时常变化，水质也经常改变，由于有这种“水冲击"，加Z油井投产流速及生产压差的控制不当，或者是热力学条件变化，同液界而的压力场吸附及微生物岀现等，都会在油井或地层内产生结垢或结盐沉淀。将以上共识上升到理论，即油田结垢机理：①流体不配伍理论；②油井投产流速及生产压差过大论；③热力学条件变化理论；④固液界面压力场吸附理

7、论；⑤地层微生物活动理论。就注水开发油田而言，注水井一＞注水地层一＞生产井的不同地带，结垢形成的诱因不同，可能出现的结垢类型也不同。注入水在注水井井筒流动时，虽没有不相容水的混合作用，但随深度增加,温度、压力亦相应升高，温度的不断升高可能导致碳酸钙和硫酸钙垢的形成，但圧力的增加同时乂减弱了碳酸钙和硫酸钙结垢的趋势；注入水进入油层后，由于热扩散、水动力扩散及岩石菲均质导致的分散作用，在注水井近井地带油层中产生一个热过渡带和油层内部某处