油气田作业中化学防垢技术的应用

2022-09-11

一、采气作业中的防垢

采气中后期, 伴随气藏水侵越来越严重, 采气作业必然是气水混采或气水同采, 这样井筒周围地层孔隙喉道及油管壁、地面储运设备内都存在结垢的可能。此时现场常采用的防垢方法有: (1) 控制合理的生产压差, 这势必要降低产量, 造成一定的经济损失; (2) 通过物理法或者化学法进行防垢。由于物理防垢工艺操作起来比较复杂且费用比较昂贵, 目前多采用的是由地面向井筒内注入防垢剂的化学防垢工艺。

二、防垢剂挤注技术

井下挤注技术是近十几年来发展起来的一项防垢技术, 最初主要是用来防钡锶垢, 后来逐渐扩展应用到防碳酸钙垢。下面详细介绍了井下防垢剂挤注技术。

1. 井下挤注技术的基本原理

井下挤注技术的基本原理是利用地面高压泵将防垢剂挤进目的层位一定深度, 在这之后最好能有段关井反应过程, 促使防垢剂能浸入地层更深地带, 开采过程中, 吸附在岩石表面或滞留于近井地层内防垢剂将缓慢释放并溶于地层流体, 从而达到防垢的目的。

2. 井下挤注用防垢剂的选择与评价

井下挤注技术对化学防垢剂的要求包括以下几方面:

(1) 与地层流体配伍性良好, 不与地层流体反应生成新的沉淀物。

(2) 在地层条件下稳定性良好, 并且容易进行微量检测。

(3) 防垢剂容易且能很好地吸附在地层内, 并能够缓慢解吸释放, 有效期限长。

(4) 防垢效率高。

(5) 从经济和环境角度考虑, 防垢剂的最低有效浓度还应尽可能低 (低限效应) , 且无毒、无污染。

3. 防垢剂的常规室内评价实验

(1) 与地层水匹配性实验

通过静态试管实验来研究防垢剂与地层水中离子和其他化学剂的配伍性。

(2) 防垢效率及最低有效浓度MIC实验。

测量最低有效浓度的常用方法主要有三种:静态瓶试验、电化学石英晶体微平衡法和动态管堵塞法。前两种方法测量简单, 但是结果不够精确, 推荐使用动态管堵塞法。

(3) 防垢剂寿命及热稳定性实验。

这里采用岩心驱替实验得出防垢剂返排速度与累积排液量之间的关系曲线, 根据曲线预测防垢剂现场使用寿命。

根据以上相关实验来确定挤注参数、工艺设计及现场使用。

4. 影响挤注处理效果的有关因素

影响挤注处理效果的有关因素包括以下几个方面:

1.注入的排量以及防垢剂的用量。

2.地层参数。包括产液量、含水量、水组分、地层复杂性及地层特性。

3.防垢剂吸附特性。

操作参数可以根据需要调整, 使挤注工艺达到最佳状态;地层参数是操作人员无法控制的;吸附特性是防垢剂和岩石体系固有的, 是特殊地层和防垢剂体系的内在特性。除非防垢剂本身改变, 否则作业者不能再改变这些特性。

5. 实例分析

防垢剂挤注技术在国内外已经逐步推广使用, 现以松南气田应用情况为例简单介绍下, 松南气田地层水属于Ca Cl2水型, 随着开采期不断延长, 地层水原始饱和状态被打破以后, 该区块碳酸钙结垢趋势日趋严重, 多口井短期内多轮次作业甚至被迫停产。后来我们结合大量室内试验, 经过反复摸索, 终于有了一套行之有效的防垢措施。目前, 我们采用的是SM608防垢剂, 该药剂是多种有机磷酸混合而成的复合酸, 具有很好的防垢效果, 投用初期挤注浓度为120mg/L, 挤注周期为一周, 在后续的摸索中, 我们将挤注浓度调为95mg/L, 挤注周期延长为15天, 依然能够满足正常生产。

结论

1.防垢剂挤注技术针对性以及可操作性都很强, 不同的油田根据自身的特点, 可以灵活掌控, 因而被国内外油田普遍采用。近年来, 国内外主要采用的是有机膦酸和聚合物羧酸混合而成的复合型防垢剂。

2.防垢剂挤注技术具有操作过程简单、可预防从地层至地面集输管线结垢、自动连续释放等优点。但是不能控制防垢剂在盐水回流中的浓度, 并且一旦挤注开始就不可改变浓度或化学剂。

3.防垢剂挤注技术需要配置与地层水配伍的前置液, 降低对地层的伤害, 可与其他作业工艺比如堵水等等同时进行, 共同发生协同作用。

摘要：针对国内油田分布面积广、生产层位不同而产生的结垢差异, 在对不同油田、不同区块的水质进行全面调查分析的基础上, 确定有效的防垢剂和配套工艺技术尤为重要。一般来说, 有机磷酸盐适用于防碳酸盐垢;聚羟酸及其衍生物适用于防硫酸盐垢。目前国内多使用多种防垢剂复合而成的处理剂, 因为这样的防垢剂可起到协同效应, 更适合现场的防垢需求。