低渗透油田清防垢技术研究

低渗透油田清防垢技术研究
宗雷钧
(西安石油大学石油工程学院,陕西西安　710065)
摘　要:针对低渗透油田的结垢问题进行井况分析,进行结垢离子测定,做出清防垢方案和施工工艺骤,有效地对井进行清防垢工作。

油井的清防垢工作,可以提高油井的使用寿命和油井产量,大大节约开采成本。

关键词:低渗透;清垢;防垢
中图分类号:T E358+.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0124—02
我国的油田大部分是低渗油田。

低渗透储层本身的潜在损害因素被外来流体诱导,容易发生多种储层损害,造成堵塞,从而降低流体在地层中的渗流能力,引起注水井注入压力升高,注入能力下降,进而使油井产能下降,油水井间难以建立起有效的驱动体系。

吴起采油厂属于鄂尔多斯盆地是典型的低渗透砂岩储层,具有一定的油气丰度和地质储量,但储层粘土含量高,具有强水敏、偏强速敏性质,开发难度大。

吴起采油厂约有300口油井、存在结垢问题,极个别井的修井周期仅一个月或十天左右,有的井套损后,结垢严重,隔水采油封隔器坐封困难,有的井因结垢堵死,抽油杆被拉断,油井被迫关井。

解堵必须有针对性地研究油水井地层堵塞机理和特征及其与之相适应的解堵工艺,这是提高解堵措施现场应用效果的一项重要工作。

1　结垢情况分析
1.1　井的结垢状况
马岭油田岭77井延10层水中CaSO4含量为19. 1×10mo l/L,而常温下CaSO4溶解度为7.8×10m ol/L,显然此水是CaSO4的过饱和水。

但在单一层水中,未发现CaSO4垢。

而当该井水与含SO42-11. 7g/L的中212井产出水混合,则在地面系统的收球包及泵内产生大量的石膏垢沉积。

岭212井合采延10与延7层,早期延10层不含水,只有延7层低产水,油井无结垢情况,后来,延10层出水,两层合采,该井也同时出现了结石膏垢的情况。

Ba(Sr)SO4垢绝大多数出现在地-面集输(计量)站,如马岭油田中区及南区20个站中,结BaSO4垢的有11个站。

结垢部位为集油管线管汇、收球包及输油泵内。

Ba(Sr)SO4结垢完全是两种不相容水混合的结果。

1.2　近井地带与注水地层结垢
依据室内水驱模拟试验资料、结垢机理研究结果、现场防垢试验和结垢取芯升岩矿鉴定资料,已有充分论据说明地层结垢是存在的。

尤其是结垢检查井从1300多m以下地层所获得的岩芯及其分析资料,说明马岭注水地层结垢的主要机理是富含SO42-的注入水与地层水中的Ba2+、Sr2+、Ca2+混合后发生化学沉淀引发的。

结垢的分布规律与过去仅以热力学理论为基础所进行的物理模拟和数值模拟不尽相同,地层中发现有大量与粘土伴生的硫酸钙、硫酸钡垢。

一般距油井井筒50～330m。

2　油井防垢技术的应用及效果
2.1　油井复合化学清防垢技术
2.1.1　油井挤注法处理基本原理
将防垢剂在一定压力下挤入结垢井地层,该剂与地层水中Ca2+发生沉淀反应,或吸附于地层岩石表面。

在开井生产过程中,防垢剂由于溶解或解析作用,随产出液缓慢释放,稳定水中成垢离子,起到长效的防垢作用。

这种处理同时对井下油、套管、油杆、抽油泵、尾管及近井地层等都有抑垢作用,与清垢剂联合使用,对油井采取综合处理,可获更好的效果。

ZF08A清垢剂为一种含有的螯合剂的碱性溶液。

该螯合剂通过与垢中某种成分的直接螯合形成可溶性产物,从而使不溶性垢进入溶液随产出液排出。

另一方面,这种螯合作用破坏了垢块的骨架,垢块中的有机物质、酸不溶物等即随之脱落为垢泥,再随洗井液排出井筒。

它的应用克服了传统酸化工艺导致的管线、设备腐蚀、地层基岩孔隙结构破坏及垢的二次沉淀等问题,对硫酸盐及酸敏地层更有特殊
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的应用价值。

2.1.2　挤注清防垢处理工艺技术
防垢剂一般视油井结垢垢型而定,对BaSO 4为主的垢,应用T S -610或BS 一2E 防垢剂,对以CaCO 3与CaSO 4为主的垢,则使用HPM A 与
EDT MP 复合体系。

防垢机理一般有增溶、
分散、晶格畸变及静电排斥作用等,应用清防垢联合作业工艺,将防垢剂挤入地层,再用清垢剂顶替,靠清垢剂溶去井筒、油层、井壁的结垢物,充分洗井,排出不溶残垢,籍以恢复油井产能。

在处理后生产过程中,靠防垢剂缓慢释放,达到长效防垢目的,延长油井生产周期,增加产量。

根据油井结垢特点及结垢部位,对采油井的清垢措施部位为: 射孔段上部100m 以内的环形空间, 油井近井l 一2m 半径的油层。

防垢剂的处理半径:从理论上讲越大越好。

一般处理半径为3～5m 。

药剂浓度:清垢剂处理地层时为15%左右(商品浓度),在处理井筒时稍高一些,可取20～30%。

防垢剂一般资料介绍为5～10%,马岭油田与安塞油田实际应用为1-5%,用量依油层厚度与处理半径计算
而确定。

图1　开发试验区注水地层BaSO 4结垢趋势
挤注防垢剂量的计算:
M =h ・ ・
・ 2式中:h 为油层厚度,m ; 为油层平均孔隙
度,%; 为设计处理半径,m 。

吴起采油厂低渗、低产油田产液量低,使用5%～10%浓度的防垢液时注入体积小,难以奏效。

我们一般配制浓度为0.5%～1.0%的防垢剂溶液,注入量为数十立方米。

挤注处理采用选清后防或防、清一次完成工艺。

3　工艺步骤
工艺过程依具体井况与结垢程度确定,经常采用的有两种工艺流程。

3.1　一步法
施工步骤为:活性水洗井→挤前置液→挤防垢剂→挤清垢剂(浓度先低后高)→顶替液→关井48h 后充分洗井,下泵生产。

这种工艺适用于结垢较轻的井。

3.2　二步法
活性水洗井→挤高浓度清垢剂→关井反应48h 。

二次洗井→挤前置液→挤防垢剂→挤低浓度清垢剂→顶替液→关井24h ,适用于结垢快,井筒垢层厚的油井。

4　结果
现场效果检测及分析:为了观察清防垢效果,施工期间对洗井液进行连续取样、分析其中垢的含量。

在油井恢复生产之后较长时间连续取样,分析产出液中成垢离子含量与防垢剂浓度的关系。

另外,还应长时间地对施工后的产液量、泵效、动液面及修井周期进行资料录取分析,以评价处理效果。

客观科学的选择解堵措施,可以增加解堵有效率是措施有效期,能够增加油田产量,提高了整体的经济效益。

对今后油田的措施投资的合理应用,具有指导意义。

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Low Permeability Oilfield Clear Anti -scaling Technology Research
ZH ON G L eij un
(Departm ent of Petro leum Eng ineering ,XI ′an Shiyou Univ er sity ,XI ′an ,Shannxi 710065,China )
Abstract :T his article analy sis o f w ell conditio ns for the scaling pr oblem of the low per meability oilfield scaling ion determ inatio n ,make a clear anti -scaling progr am and co nstructio n process steps ,clear anti-scaling w o rk on the w ell.Well to clear the anti-scaling,can im prov e the life of the oil wells and oil pr saving s in the cost of 125
　2012年第23期 宗雷钧　低渗透油田清防垢技术研究。