姬塬油田结垢机理与趋势分析

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姬塬油田结垢机理与趋势分析

胡志杰1，王小琳1’2，杨娟1，丁雅勤2，任志鹏1

(1．长庆油田勘探开发研究院；2。低渗透油气田勘探开发国家重点工程实验室：西安710000)

[摘要】分析了姬塬油田地层水和注入水的水质，以及集输系统垢样的主要组成；对注入

水和地层水进行了配伍性试验，研究了不同见水程度地层水的结垢趋势。实验结果表明，该油田

结垢的主要原因是注入水和地层水中富含成垢离子，主要垢型是碳酸钙和硫酸钡垢；单层开采井

结垢主要原因是产出水中的C a(H C O，)：分解；注水地层结垢的主要原因是三叠系油层的高钙、高

钡离子水与高碳酸氢根和硫酸根的注入水混合；集输过程中结垢主要原因是见水程度不一致的地

层水里富含成垢离子。

[关键词]姬塬油田结垢物结垢机理配伍性

随着油田的开发，国内很多油田已经进入高含水期，结垢问题目益突出。结垢通常发生在油水井及地面集输系统，会对油层造成损害或者堵塞油田管线，给生产带来极大危害，导致产量下降，能耗增加，甚至停井。长庆姬塬油田属于典型的“三低”油田，其开发层位复杂，由于地层水和注入水的不配伍性，以及在注水采油过程中热力学条件的改变，造成已开发的区块出现不同程度的结垢现象，影响油田的正常生产和原油采收率的提高。

1油田结垢状况

1．1井筒结垢

截至2012年11月底，姬塬油田有结垢油井574口，占总开井数的13．4％，其中结垢严重的井180口，占总开井数的4．08％。结垢主要发生在耿19、耿117、耿43等区块，其中三叠系长2、长4+5最为严重，全部是油井自然结垢，无套损和合采引起的结垢。井筒结垢物以C aC O，为主，结垢部位为井下油管内壁、油杆外璧、抽油泵内等。1．2地面站点结垢

截至2012年年底，全厂共有结垢站点34座，其中侏罗系结垢站点3座，长1、长2油层结垢站点13座，长4+5油层结垢站点15座，长8油层结垢站点3座。侏罗系结垢站点占侏罗系投运站点的25％，三叠系结垢站点占三叠系投运站点的35％。结垢主要发生在加热炉进出口管线、加热炉盘管、管线闸门、弯头等处。从结垢程度分析，长4+5油层地面站点结垢周期短，结垢现象最严重；从垢型分析，侏罗系地面站点以C aC O，垢为主，三叠系地面站点以钡锶垢为主。

1．3结垢物组成

结垢物的主要组成见表1。侏罗系地面系统结垢物主要是碳酸盐，三叠系地面站点结垢物的主要组分是酸不溶物。

表1姬塬油田结垢物组成

2结垢成因分析

2．1地层水与注入水的化学特征及分布规律影响系统结垢的因素很多，其中最重要的是收稿日期：2013—05—31。

作者简介：胡志杰，硕士，主要从事油气田水分析及油田化学品评价方面的工作。

2013年11月胡志杰等．姬塬油田结垢机理与趋势分析

注水水质‘1|。姬塬油田地层水的性质见表2，水型主要为氯化钙型，矿化度普遍较高，最高>110 g／L，尤其在长2、长6地层水中普遍含有高浓度B a2+。姬塬油田注入水为洛河组地层水，其离子组成见表3。水型为N a2SO。型，矿化度为2480～6269m r V L，其中so。2一质量浓度达到1080—2950m r／L。

表2姬塬油田地层水的离子组成m g／L

宣；妇出

井号层位—k—+—+N—a—+——C—a2—+———M—92—+———B—a21+型兰坐LCI—,-———H—CO—3-———S—04—2-———C—03—2-总矿化度水型黄9延937333597765706886231714370114583C a C l2沙108延9287502545389048226355199128782256C a C l2耿19长2319167920111910746686626700109162C a C l2耿32长2257325596663579516063230084499C a C l2耿32一11长1257025431825I403522451880085794C a C l2耿44长4+5257965406844l571523284600086400C a C l2耿60长4+5337758422133524367196624600118180C a C l2壤43—45长4+5105431881264020050181260033179C a C l2盐103长4+5617714957860128883691837023552C a C l2黄115—118长6430007610l18023408440001000138630C a C l2地214—47长8147002090286489271000515045180C a C l2

表3姬塬油田注入水的离子组成m g／L 区块—K—+—+—N—a+————Ca—2+—————M g—2+皇塑兰型LC—I-————H—C—03—-————SO—42—-一总矿化度区块——总矿化厦水型麻黄山I36429412214488720055302N％S04

沙1068281521527345427025004N82S04

冯地坑8844021015045324844400N％S04

耿32610135594959710802480N a2s04

耿44590188844649113202740N a2S04

罗183724495．86537417703674N82S04

黄57120057220312806429506269N a2S04

2．2地层结垢原因

油田地层水中的成垢阳离子主要为B a“，Sr2+和C a2+，注入水中的成垢阴离子有S0。“和CO，2‘，两类离子相遇后会形成难溶化合物旧J，其溶度积见表4。溶度积小者将优先形成沉淀物。

姬塬油田注入水和地层水的配伍试验结果如表5所示。姬塬油田注入水与地层水严重不配伍，混合后易生成结垢物，主要是C aC O，垢，且结垢量很大。建议在开发注水过程中用盐酸酸化解堵，或加入碳酸钙抑制剂进行防垢处理‘31。

表4难溶化合物的溶解度

难溶化合物溶度积

B a S04

B aC0，

C a S04

C aC03

Sr S04

Sr C03

表5地层水和注入水的配伍试验结果

区块名称注水层位—I两矿』笔舅笔‰—I两r』笔等巢‰—1鬲蔷台事量芎蓦轰彗备

麻黄山延9N％S04115．8N％S045．32C aC03192长6C a C l295．0N a2S045．32B aS04，C aC03431，561

马家山长2C a C l2109．2N a2S044．4B aS04，C a C031200，86长4+5C a C l2104．2N％S044．4B a S04，C aC03l236，56

长8C a C l245．2N％S044．4B aS04，C a C03651，242

堡子湾延9N aH C0330，6N％S042．48C aC03226长1C a C l281．17N％S042．48B a S04，C aC031144，57

长4+5C a C l233．18N82S042．48C aC0351

姬塬油田不同层位地层水的配伍试验结果见表6。各层位地层水混合后均具有不同程度的结垢趋势，主要垢型为C aC O，垢，并且结垢量都很大，最高达1759m g／L o

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