滨425区块油井结垢原理浅析及治理

2023-02-15

一、区块概况

滨425块位于济阳坳陷东营凹陷利津洼陷的西斜坡, 南接梁203、西接滨436、北邻滨11、滨409井区。目前含油面积10.83km2, 地质储量826万吨, 主要生产沙二、沙四两个砂层组, 油井总数69口, 开井68口, 全部为700型皮带抽油机, 冲程6m, 冲次0.5-1.5次不等, 由于供液能力问题, 部分井间开, 区块日产液水平165t, 日产油水平103t, 综合含水37.6%, 平均动液面1743米, 水井总井数15口, 开井13口, 日注水平153.6m3, 注采比0.93, 采油速度0.43%, 累计采油34.3×104t, 累采水13.32×104t, 采出程度3.97%, 累计注水19.56×104m3。

二、区块油井结垢现状

该区块2006年投入开发, 目前由于地层压力降低, 抽汲深度的加深, 自2009年以来, 该区块油井出现了不同程度的结垢现象。尤其是自2010年投入注水开发以来, 结垢现象更为严重。截止2011年22井次的油井因结垢造成停产作业, 年均7.3井次/年。油井结垢造成的作业占年总作业数的20%以上, 作业过程中发现有此类问题的达到了总井数的40%以上。结垢现象的日益严重, 使维护投入逐年增加, 直接影响区块的开发水平提高。制约区块持续的稳产。见表1。

三、油井结垢的原因浅析

通过对结垢油井的垢成分进行化验分析, 发现该块主要的垢型为CaCO3, 由于滨425区块结垢的油井主要是单采沙四段, 因此, 不存在水质不相容而结垢的情况, 分析滨425区块油井结垢原因主要有:

1. 温度的影响

碳酸钙 (CaCO3) 、硫酸钙 (CaSO4、CaSO4·1/2H2O) 和硫酸锶 (SrSO4) 随着温度的升高, 在水中的溶解度明显降低, 过量的物质就会从溶液中析出而结垢1。硫酸钙成垢的形态与温度有关, 在不同的温度范围有不同的形态。

一方面该区块的地层水主要成分为CaCl2。矿化度很高, 达到71000mg/l, 液体中丰富的Ca2+给CaCO3垢的形成打下了基础;另一方面滨425块的沙四段储层温度102℃-121℃, 地温梯度3.3℃/100m, 整个井筒的温度都较高, 为CaCO3垢的形成提供了便利的条件。

2. 压力的影响

压力对硫酸盐垢影响不大, 主要是影响碳酸盐垢1。碳酸盐垢型随着压力的降低, 溶解度逐渐下降, 从而析出结垢, 滨425区块目前地层压力逐渐降低, 沙四地层静压已经由开发初期的25.2~32.3MPa下降到目前的19.5-26.6MPa, 下降幅度较大, 导致了CaCO3的析出。

目前滨425区块地层压力下降到饱和压力以下, 造成井液中的气体逸出, 而该区块的井液中含有CO2, (详见表2) 随着CO2不断的逸出, CO2分压降低, 造成了Ca2++2HCO3→CaCO3↓+CO2+H2O向右进行, 从而生成CaCO3垢。

3. pH值的影响

pH主要对碳酸盐垢的影响较大。滨425区块的pH值平均为7左右, 为中性, 当水中CO2增加时, CO2溶解于水生成碳酸, pH降低, 反应Ca2++2HCO3→CaCO3↓+CO2+H2O易向左进行, 结垢量减少;当pH增高时, 溶解垢的因素减少, 结垢量增加, 由于CO2的逸出, 使区块的pH上升, 造成了结垢的发生。

四、结垢的治理方法

目前在油田中防治结垢问题的主要方法分为机械防垢和化学防垢除垢两种。

1. 机械防垢

机械防垢以磁防垢器为主要代表, 在泵下的筛管上下各下入一级内磁式与外磁式防垢器, 液流进入井筒后, 通过磁场的作用, 使引起结垢的分子晶体发生改变, 从而避免垢的产生。

2. 化学防垢除垢2

化学防垢方法主要采用固体防垢器和酸洗两种方法防垢。固体防垢器法即把装有固体防垢剂的油管短节下到泵下, 通过防垢剂在井下的缓慢释放, 起到防垢的目的;酸洗方法即采取小规模的酸洗措施, 清除地层中已经生成的垢。

五、治理效果

2012-2013年, 在滨425区块进行了防垢除垢的现场试验。滨425区块因结垢停产井9井次 (其中2012年6井次, 2013年3井次) , 较前几年年均井次减少了2.8井次/年, 节约作业维护费40余万元。取得了一定的效果。

其中机械防垢方法在实际应用2口井, 有效期较短 (20天左右) , 有效率太低;下固体防垢器2井次, 效果较好, 有效期均在80天左右, 其中滨425-斜52井达到了136天;采用酸洗的方法2井次, 有效期在50天左右;应用酸洗+固体防垢器3井次, 有效期在150天以上, 其中滨425-62井达到了231天。

摘要：滨425区块自投入开发以来, 随着地层压力降低, 抽汲深度的加深, 油井结垢日益严重, 本文针对结垢物的特点, 对结垢原理进行了浅析, 提出了不同的除垢防垢工艺技术, 通过现场的试验应用, 取得了一定的效果。

关键词：结垢,垢成分,防垢除垢工艺