油井井筒结构原因分析及防阻垢技术措施

油井井筒结构原因分析及防阻垢技术措施

作者：崔志有李兆飞李军军

来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第01期

摘要：随着油田的不断开发，注水越来越多，由于水质中的很多成分容易和油井下的工具设备发生化学反应，因此形成一些垢状物质，长时间不予处理就会造成泵漏、杆管断脱、管漏以及井下工具设备失效等事故，严重制约了油井的正常生产。

关键词：油井；井筒结构；防阻垢技术

通过对油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术措施的研究，分析形成油田井筒结垢的成分，在油田生产过程中，合理控制结垢的成分，并结合井筒的运行条件，设法提高井筒的温度和压力，减轻结垢的现象。一旦形成垢，采取必要的处理措施。实施油井的防垢阻垢技术措施，有效地防止油井结垢对油田生产的危害。

1 井筒结构的机理

国内油田的井筒普遍存在较为严重的结垢现象，在分析结垢机理之前首先要对水质成分进行鉴定，通过定量分析来了解结垢物的组成，才能以此为依据来采取对应的防垢措施。各油田井筒的结构情况类似，进行水质分析后可看出，其成分包括硫酸根离子、氯离子、碳酸根离子、钾离子、钠离子、镁离子以及钙离子，通常硫酸根自理、碳酸根离子、镁离子和钙离子的含量较高，如果井内压力和温度上升到一定值后，会出现相关化学反应而生产盐类化合物，通常此類化合物难以溶解，因此而形成垢。

选取井筒的结垢物进行分析后可发现，主要包括硫酸根离子、碳酸根离子、钙镁铁离子以及蜡、沥青、胶质等有机物质。离子之间反应形成的化合物难溶解，与有机物反应后形成的垢物更无法溶解。部分油井经过反复酸化，管柱会存在较为严重的腐蚀现象，在这样的井筒内，不只是难溶的碳酸镁和碳酸钙等，还包括铁锈，这就是加重井筒结垢的—个重要因素。许多油井存在较为严重的出砂现象，在井筒内会存在大量的砂粒，会以载体的形式形成蜡和垢物集结。部分井筒内存在较为严重的析蜡现象，分析结垢物的组成，通常会有着较高的有机物含量，混合钙镁铁盐类、砂粒后的混合物更难以溶解，于是就形成了井筒结垢。

2 油田井筒结垢原因分析

油井的井筒结垢后，会制约油井的产量。分析结垢的原因，主要是由于油田开发进入后期，对油井的多次的增产技术措施的应用，水力压裂或者酸化作业施工，酸液对管柱的腐蚀作用，导致井筒内存在腐蚀垢。

油井井筒结垢的现象比较严重，对定边区块的长2，长4+5，长8等层位高含水油井形成垢的主要成分分析，通过取样化验分析的方法，经过实验室确定垢的成分，其中的钙离子、镁

离子、碳酸根离子、硫酸根离子的存在，当井筒的温度和压力下降到一定数值时，生产沉淀而转化为垢，沉积在管壁上，导致井筒结垢。

管串结垢的变换，对于油井的井筒随着距离井口位置的不同，结垢的程度也不同，在接近井口的位置，由于温度压力下降的幅度比较大，结垢变的严重，而在井底接近油层的部位结垢的数量比较少，形成了一个不同的结垢现象。对于油管接箍部位结垢严重，影响的井筒的流通面积，给油井的生产带来危害。

3 油田井筒防阻垢技术措施

1）在油田注水井中加入阻垢剂。注水开发的区块，在注水的过程中，加入阻垢剂，防止各种化学垢的形成，达到最佳的阻垢效果。选择聚合物阻垢剂，既可以达到阻垢的效果，同时能够扩大注入剂的波及体积，促使油井增产。

2）优化油井的生产运行参数。为了提高井筒的温度，防止石蜡结晶析出，而引起井筒的结蜡现象，加之结垢，将油流的流通面积缩小很多，严重影响到油田的正常生产。因此，优化油井的生产参数，通过各种技术措施，提高井筒油流的温度，降低油流的粘度，有效地防止结垢和结蜡，达到阻垢的效果。依据油井的生产特点，合理控制油井的生产参数。避免油井井筒的温度下降，使原油中的石蜡结晶析出，导致结蜡的现象。而使结垢越来越严重。采用热力采油技术措施，将热蒸汽等注入到油层中，提高油流的温度，降低垢的形成，采取最佳的方式，更好的防垢阻垢，不断提高油田生产的效率。

3）油井井筒管柱中安装强磁防腐阻垢器。对于那些结垢较为严重的油井，可以在油井的管柱中安装强磁防垢器，这样做既可以防止管柱被腐蚀，也可以阻缓管柱结垢。强磁防腐阻垢装置的特点在于它既可以用来防腐也可以用来防垢，实践证明其效果明显优于以涂料防腐或化学防腐。同时，强磁防垢装置和技术的应用，非常环保，不会污染周围的环境，而且价格便宜、节约能源，使用比较简便，最长使用寿命可以达到十年以上。

4）化学防垢阻垢技术措施。优选最佳的化学防垢阻垢剂，将其按照设计的用量，加注到油层中，将形成垢的成分溶解，防止形成坚硬的垢，而导致井筒结垢，影响到油井的正常生产。结合定边区块油品的性质，选择最佳的化学阻垢剂，使其与油流具有良好的配伍性，防止发生二次的腐蚀结垢现象，影响到油品的性能。优选聚合物阻垢剂，组织垢的形成。对注入水的水质进行深度处理，降低其中的碳酸根离子和硫酸根离子的含量，对储层的结构进行改造，通过水力压裂作用，提高储层的渗透性。实现水驱的开发效率。

5）油井防蜡。在石油的钻探和管道输送过程中，由于温度、压力的作用，溶解在原油中韵石蜡便以晶体的形式不断地析出，形成三维空间网络结构并大量沉积在井下装置的管壁及原油储存设备之中，致使油井的原油产量不断下降。为了提高油井的产量，可以采用以下方法进行防蜡。

在油管的内层涂上聚丙烯酸酯之类的防蜡剂，其分子结构中含有极性基团，可以使蜡晶体的表面带电，使蜡晶体难以聚合形成大晶体，从而起到防蜡的作用。

可采用化学方法防蜡。具体操作方法是向油田的井筒中加入适量的液体化学防蜡剂，或者在抽油泵下的油管上连接一个装有固体化学防蜡剂的短节，当井筒中有原油流过时，固体防蜡剂就会与流体溶解混合，最终实现防蜡的目的。

结语

随着油井尤其是进入中后期油井的不断开采，许多油井井筒出现严重的结垢现象，产油量因此大大下降。为了彻底防阻油井结垢，除了采用以上三种措施外，我们还应当加强油井的防砂措施，只有防蜡、防腐、防砂、防盐垢四项工作同时进行，才能从根本上解决油井井筒结垢问题，真正实现我国石油产业持续、快速、健康的发展。

参考文献

[1]孙溢翔。管道结垢机理及影响因素分析[J].云南化工，2017，44（12）：52+54

[2]郑琳。油井腐蚀结垢原因分析及缓蚀阻垢棒的应用[J].低渗透油气田，2017（1）：132-136.