长2油藏注水井清防垢技术研究与应用

长庆油田分公司第四采油厂长2油藏注水井结垢严重,影响正常的注水开发。在对长2油藏水井垢样化学组成分析结果的基础上,研制了一种碱性清垢剂,该清垢剂对长2油藏水井垢样中酸不溶部分的清垢率可达49.7%;筛选出一种对长2油藏各区块具有普适性的阻垢剂A;针对长2油藏垢样组成特点,制定了盐酸+碱性清垢剂+阻垢剂A三段式清防垢方案,经现场试验验证效果优于普通酸化。     

陇东油田长效清防垢工艺研究与应用

实验针对陇东油田的结垢现状与特点,分析了结垢机理及其影响因素,研究了适合处理该油田油层结垢的化学剂进行清防垢的工艺技术。研究表明:对井筒内以碳酸钙垢为主的油井井筒内防垢选用浓度为2 mg/L的(羟基乙叉膦酸)HEDP的防垢剂;对以硫酸钡垢为主的油井井筒内结垢可选由(聚天冬氨酸)PASP与(乙二胺四甲叉膦酸)EDTMP按3:2复配而成,其质量浓度为50 mg/L的防垢剂;对马岭侏罗系油藏油井井筒内既有碳酸钙又有硫酸钡垢的预防,可选用浓度为30 mg/L的JN-518防垢剂;对地层中既有碳酸钙垢又有硫酸钡垢的油藏内部防垢可用JN-518防垢剂,其浓度应随注水时间的改变而改变。现场试验表明:井筒和地层内加入实验室研究的清防垢剂后,清防垢率明显上升,经济效益显著。     

防止三元复合驱后油井结垢的清防垢剂的制备与应用

为解决三元复合驱后油井结垢问题,分析了三元复合驱后油井结垢的机理及垢的成分,以羟基五甲叉膦酸、膦基聚马来酸酐防垢剂、C₁₂-C₁₈脂肪醇聚氧乙烯（10）醚、USP2 烷基为十五烷基、乌洛托品、硒化钠等原料合成了清防垢剂,研究了清防垢剂浓度对清垢和防垢效果的影响,并在华北油田百余口油井进行了应用。研究结果表明,三元复合驱油井所结垢为碳酸盐垢和硅垢的复合体,清防垢剂加量为20～30 mg/L 时,清垢率大于60%、防垢率大于95%。现场应用结果表明,清防垢剂不仅解决了垢卡泵、井筒管杆的结垢问题,而且节约油井能耗。三元复合驱后油井平均检泵周期由约70 d 延长至约600 d,单井能耗降低23.19 百分点,达到了满足油田生产正常运行和节能的目的。表2参25     

钡锶垢除垢影响因素研究

针对胜利油田临盘采油厂L95站和T9站水样,考察了结垢时间、搅拌速度、结垢温度、Ba²⁺/Sr²⁺浓度、SO₄^2-浓度等因素对钡锶垢结垢的影响,并进行钡锶混合垢结垢实验。结果表明,在10min内钡锶垢的结垢率已基本稳定,BaSO₄结垢率约98%,SrSO₄结垢率约22%。结垢时间、搅拌速度对钡锶垢结垢率基本无影响。温度（30⁸0℃）、Ba²⁺浓度对BaSO₄结垢率的影响较小。随SO₄^2-浓度增加,BaSO₄结垢率增大,当SO₄^2-浓度由1.53 mmol/L增至3.06mmol/L时,BaSO₄结垢率从94.68%增至99.97%,继续增大SO₄^2-浓度,BaSO₄结垢率不变。SrSO₄结垢率随温度升高、Sr²⁺及SO₄^2-浓度增加而显著增大,当SO₄²⁺与Sr²⁺浓度为24mmol/L和3 mmol/L、温度大于80℃时,SrSO₄结垢率达80%。当[Ba²⁺]/[Sr²⁺]/[SO₄^2-]浓度比为2:1:6时,钡锶混合垢的结垢率为93.75%。采用连续定点结垢技术,加入6倍过量的SO₄^2-,20 min后钡锶垢总结垢率稳定在91%左右。适度补加SO₄^2-作为结垢促进剂是提高钡锶垢总结垢率的有效途径。图5表5参10     

大庆外围油田油水井清防垢技术

针对大庆外围低渗油田油水井结垢严重的状况,开发了油水井清防垢技术。注水井清垢解堵剂是侧重解无机垢堵塞的多功能综合解堵酸液,对碳酸盐垢的溶解率达98.57%,对储层岩心的溶蚀率为13.85%,在外围各油田160口井应用,成功率96%,有效期1年以上,单井平均日增注44 m3,注水压力平均降低0.7 MPa。注水井防垢剂Ⅰ由有机磷酸盐、垢分散剂、铁离子络合剂等组成,加量30 mg/L时1~5天防垢率均为100%;在榆一联13口井使用,1年后平均注水压力仅上升0.8 MPa,平均视吸水指数仅下降0.06 m3/d.MPa,即3.70%;在1口加剂井1400 m(45℃)、1600 m(55℃)、1800 m(65℃)处挂片1年,测得结垢速率分别为0、0.0025、0.0062 mm/a,以3口对比井相应平均值为基准,防垢率分别为100%、97.15%、94.21%。油井清防垢剂ES为含有无机、有机溶剂、渗透剂、螯合剂、防垢剂等多种组分的油包水型乳状液,对油井垢的平均溶蚀率>90%,加量10~50 mg/L时对碳酸钙、镁垢的防垢率均大于HEDP;通过油套环空加入37口结垢井,加量200 kg,加药周期1个月,使检泵周期延长至1年以上。表6。     

DQG-1电泵井清防垢剂研制与应用

大庆油田在用的电泵井采出水中HCO3-含量较高,存在结垢趋势,其中个别井结垢严重,造成电泵叶轮结垢堵塞,电泵井过载停机.针对垢样组分研制了DQG-1型电泵井清防垢剂,该清防垢剂与地层原油配伍性好,与用10%盐酸直接溶解垢样对比,溶蚀率和反应速度均有较大提高.现场试验2口井,平均检泵周期由139 d延长到目前的320 d,已延长了181 d,取得了较好的清防垢效果.     

硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价

结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。通过正交试验得到硫酸盐垢用清垢剂CNQG的最佳复配比为：乙二胺四乙酸（EDTA）、C酸、N酸质量比为1∶0.5∶1;清垢最优条件为：清垢温度50℃,清垢时间4 h,清垢剂浓度50 mg/L。还考察了温度、清垢剂浓度对CNQG清垢效果的影响,并与现场用清垢剂进行了清垢效果对比。结果表明,清垢温度为50℃、清垢剂浓度为40 mg/L时效果最好;CNQG清垢剂整体性能稍优于现场使用的其他3种工业品清垢剂。     

硫酸钡锶垢清垢剂的制备与性能评价

为了消除硫酸钡锶垢对地层的堵塞,以二乙烯三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸五钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉磷酸、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸多种螯合剂为主剂,合成了浅黄色的硫酸盐清垢剂,研究了该清垢剂的清垢效率、岩心渗透率恢复率及腐蚀性。结果表明,该清垢剂可有效清除硫酸盐垢,使结垢岩心渗透率恢复。60℃条件下,8%数10%清垢液的清垢效率约80%;升高温度可提高清垢效率,温度从20℃升至80℃时,清垢效率从80.52%增至85.65%;随清垢时间延长,清垢效率增大并逐渐稳定,12 h时的清垢效率达到83.0%;在30数70℃下,水驱后注入10 PV 100 mg/L清垢液,结垢岩心渗透率恢复至原始渗透率的85.56%数92.59%。该清垢剂对油套管的腐蚀性小,25℃和60℃下,10%清垢液对油套管的腐蚀速率分别为0.0404和0.1014 mm/a,低于常用酸液体系,有利于安全施工。     

鄯善油田油井腐蚀结垢原因探讨

通过对采出水水质、垢样/腐蚀产物检测和结垢饱和指数计算,分析了鄯善油田油井腐蚀结垢原因,并优选了缓蚀剂和防垢剂的种类和投加量。结果表明,油井腐蚀结垢并存,腐蚀产物为FeS和FeCO_3,垢成分为CaCO_3;结垢的主要原因是CO_2分压降低;而腐蚀的原因为采出水Cl~-含量高、矿化度高、在井底条件下pH值低以及S~(2-)促进腐蚀和垢下腐蚀等;优选出的HCA-5C缓蚀剂和WCSI-2防垢剂,能有效防止油井腐蚀结垢,当HCA-5C缓蚀剂质量浓度为100 mg/L时,N80钢的腐蚀速度不大于0.076 mm/a;当WCSI-2防垢剂加量为20 mg/L时,其防垢率不小于90%。     

三元复合驱矿藏采油井结垢及清垢剂的研究及应用

大庆油田NaOH/ORS-41/HPAM三元复合驱区块的采油井结垢严重。简要分析了这些采油井结垢的原因，对取自2口采油井井下的4个垢样进行了分析。垢样的主要化学成分有：有机物（原油和聚合物）、CaO、MgO等；主要矿物成分为非晶质二氧化硅和六方球状方解石、普通方解石及硫酸钡等；次要矿物成分为碎屑状石英、长石、粘土和黄铁矿等；垢由粗粒层和胶泥状细粒层交替沉积而成；垢的主要类型为硅垢和碳酸钙垢。在垢分析的基础上研制了一种清垢剂，其总体配方（质量百分数）为：10％－15％复合酸（氢氟酸、盐酸、有机酸）＋6％－8％垢转化剂＋8％－12％螯合剂＋2％－4％表面活性剂＋4％－6％缓蚀剂＋水。该清垢剂45℃时对大庆各区块油井垢的溶蚀率不小于80％，溶蚀反应可在2h内完成，腐蚀速率仅为0．80g/m^2。用该剂处理了结垢严重的4口采油井，单井每次用量为10－20m^3，清垢效果良好，检泵周期大大延长。图1表4参2。     

深水气井井筒碳酸钙垢生成预测与防治方法

深水气藏储层地层水矿化度高,气井井筒温度变化剧烈,环境压力降低会造成CO₂逸出,导致气井井筒通常面临着较高的结垢风险,如何准确预测井筒结垢、量化井筒结垢风险并为井筒结垢风险防治提供理论支持是深水气井生产过程中重要挑战。本文基于深水气井井筒垢物生成类型和结垢机理,分别建立了析晶垢和颗粒垢的沉积速度模型,考虑温压场和井筒产出液对垢层冲蚀,建立了垢层剥离速率模型,考虑井筒结垢过程由沉积和剥离共同作用,得到了气井井筒结垢预测模型,实现了井筒内结垢沉积和剥离过程的定量预测,模拟结果表明：随着产气量减少和产水量的增加,井筒日沉积量和井筒年结垢厚度也随之增加,针对南海某实例井NH-1,当产气量为30万m³/d、产水量为132 m³/d时,深水气井井筒垢日沉积量为685.08 g/d,该气井生产25年井筒总垢层厚度会达到28.29 mm。此外,本文还利用高温结垢实验装置评价了适用于南海某实例井NH-1的防垢剂,实验结果显示：在130℃、防垢剂浓度为60 mg/L时,防垢剂PESA可以达到90%的防垢率,能达到现场防垢标准,给出了防垢剂注...     

长庆白豹油田注水井结垢的防治

长庆白豹油田剖16井区注水2年后注水压力上升,注水量减小.注入水为富含SO24-(0.171 g/L)和HCO3-(0.366g/L)的洛河层水;生产层长4 5和长3地层水则富含Ba2 和Sr2 (1.69和2.19 g/L)及Ca2 、Mg2 .用X射线能谱法检测,储层岩心中不含Ba2 、Sr2 .50℃下实测,注入水、地层水均不结垢,混合水中注入水和地层水体积比由2/8增至8/2时,硫酸钡锶垢生成量由0.0831 g/L增至0.332 g/L,碳酸钙垢生成量由0.169、0.182 g/L减至0.040、0.000 g/L,总结垢量由0.252、0.265增至0.373、0.332 g/L.集输系统垢样表面主要元素经测定为Ba、Sr、O、S,用X射线衍射法测得主要垢成分为Ba0.75Sr0.25SO4.按行业标准筛选出的含磷复合防垢剂YHS-1,当加量为20 mg/L时对硫酸钡垢的防垢率达75%.从2005-09-03起,在剖16井区按20 mg/L加量在注入水中连续投加YHS-1,注水压力下降并趋于稳定,注水量上升并趋于稳定,油井生产平稳,未出现因结垢而检泵的情况.图2表5参2.     

樊学地区注入水与产层水的配伍性及注水处理工艺

针对延长石油樊学地区注入水与产层水混合结垢严重的问题, 通过分析水样离子组成和配伍性, 预测了混注水结垢趋势, 确定了注水处理工艺, 并进行了岩心伤害实验。结果表明： 产层水矿化度在 104 mg/L数量级, 其中钡锶离子质量浓度高达 1000 mg/L, 注入水中的硫酸根离子质量浓度约 1000 mg/L。同层回注时, 控制硫酸根浓度是水处理工艺的关键。当硫酸根质量浓度低于 100 mg/L时, 不会产生硫酸锶沉淀; 当硫酸根质量浓度高于1 mg/L时, 会形成硫酸钡垢。采用预混合+沉淀剂+阻垢剂联合处理工艺, 可将硫酸根浓度降至 50 mg/L以下, 再加入 40 mg/L的阻垢剂即可使混注水达到要求。处理后混注水对岩心的伤害率为 15%。图2表 3参 15     

新疆某油田转油泵结垢成因分析及除垢对策研究

新疆某油田A转油站转油泵叶轮结垢速度快,需一周一次强制性停泵、清垢,严重影响了泵的转输能力和油田正常生产,增加了现场人员工作量。通过对垢样成分分析、水质全分析、结垢量影响因素分析,确定了结垢原因。分析结果表明:碳酸盐的成分占转油站总垢样的90%以上(CaCO_380%),结垢量主要受温度、压力、pH值及流速等影响。根据现场试验可知,采用KL-502阻垢剂(加药浓度为30 mg/L)、相变炉温度控制在35℃时,阻垢率可达95%以上,可年节约天然气4.1×10~4m~3,节约标煤53.52 t,实现了油田的节能减排和可持续发展。     

三元复合驱螺杆泵井中性清垢剂的研究与应用

为解决大庆油田三元复合驱螺杆泵井常规酸洗清垢后转子涂层脱落、泵漏失作业的问题,制备了由有机磷酸酯、分散剂、pH值调节剂等组成的中性清垢剂体系,研究了该中性清垢剂体系对转子涂层的腐蚀情况及对三元复合驱现场垢样的清垢效果,并在大庆油田进行了现场试验。结果表明,中性清垢剂可使坚硬、致密的垢块变为疏松、分散的粉末,现场应用时利用螺杆泵防砂举升原理,携带松散垢粒至地面,清垢过程无H+参与,螺杆泵转子镀铬涂层不会脱落。统计17口螺杆泵井中性清垢效果,措施后生产电流平均下降9.5 A,同时所有井均正常生产,无漏失情况发生,该中性清垢剂对三元复合驱结垢的螺杆泵井具有较好的清垢效果。图7表2参9     

硫酸钡防垢剂的制备与性能评价*

油田结垢通常会导致地层及管线堵塞,导致开发成本增加,采收率降低。针对这一问题,将低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬氨酸3种防垢性能较好的螯合剂复配制得硫酸钡防垢剂,评价了防垢剂对硫酸钡垢的防垢性能、悬浮性能和对管线的腐蚀性能等。结果表明,硫酸钡防垢剂中低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬胺酸的最佳质量比为2∶2∶3。在钡离子质量浓度为300 mg/L、温度为50℃的条件下,防垢剂加量高于12.5 mg/L时即具有优良的防垢效果,防垢剂加量为100 mg/L时的防垢率可达到95%以上。防垢剂的耐温性较好,对管线的腐蚀性较低。防垢剂可影响硫酸钡垢的沉降和垢晶核的正常生长,使所得垢结构规律且更加松散,有利于后续的机械清垢处理,满足油田的正常生产需要。图7表1参13     

电泵井清垢剂SQG-1的研究与应用

辽河曙光采油厂有40余口油井用电泵举升采油，采出水中HCO3^-含量极高，饱和指数SI指示有结垢性，一些井结垢严重，常造成电泵叶轮结垢堵塞。垢样含酸溶物（碳酸盐及少量FeS)约53％，含有机质约34％，泥砂等约8％。针对结垢原因研制了溶解垢物的清垢剂SQG－1，其主剂为无机有机混合酸，配以表面活性剂，络合剂，助溶剂，消泡剂等，有效物含量≥10％。该清垢剂对电缆及其包皮无腐蚀性，在高温（90℃）下与原油混合时不发生乳化，不产生淤渣。介绍了用SQG－1清除电泵井井下结垢的工艺及在1口井清垢的良好效果。     

气井井筒溶垢剂的制备与应用

长庆S2××区块气井井筒堵塞物主要有CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4等垢和FeCO_3、FeS等腐蚀产物,对生产影响较大。针对这一情况,从溶垢量、起泡能力和缓蚀性等方面开展了解堵剂的制备与性能研究,确定了配方为10%有机酸YG-1+1%炔醇类酸化用缓蚀剂HJF-50A+0.5%泡排剂UT-11C的酸性解堵剂和配方为10%胺基酸盐YH-1+0.5%十二烷基磺酸盐类泡排剂YFP-2的碱性螯合剂。在温度20数90℃下,酸性解堵剂对CaCO_3的饱和溶垢率为85.93%数87.46%,对应饱和溶垢量为68.74数69.97 g/L;对FeCO_3的饱和溶垢率93.76%数95.02%,对应饱和溶垢量为75.01数76.02 g/L;对FeS的饱和溶垢率为65.69%数71.23%,对应饱和溶垢量为52.55数56.98 g/L;对80S挂片的腐蚀速率3.13 g/(m~2·h),携液率90.00%。碱性螯合剂主要溶BaSO_4、CaSO_4等酸不溶物,在90℃时,对BaSO_4的饱和溶垢率72.43%,对应饱和溶垢量为14.49 g/L;对CaSO_4的饱和溶垢率76.78%,对应饱和溶垢量为61.43 g/L;携液率95%。现场采用酸性解堵剂和碱性螯合剂多轮次间歇加注方式处理井筒结垢严重井,油套压差降幅达1.01数3.0 MPa,产气量增幅为14.2%数53.71%,获得了显著的溶垢效果。     

延长油田长2储层采出水回注结垢研究

以延长油田长2储层采油厂的采出水为研究对象,采用Scalechem软件对采出水及其与地表水、地层水的配伍进行了结垢预测。结果表明,在地面管线中,ρ(BaSO_4垢)为176mg/L,ρ(CaCO_3垢)为540mg/L;在井筒水平段,ρ(BaSO_4垢)为168mg/L,ρ(CaCO_3垢)为526mg/L,不符合油田回注水要求。需进行絮凝复配工艺处理,ρ(PAC)为60mg/L,ρ(CPAM)为1.2mg/L,最佳加药间隔为30s,搅拌时间为5min,处理后采出水透光率为88.1%,配伍性较好。采用Scalechem软件进行结垢预测,BaSO_4结垢率降低超过75%,CaCO_3结垢率降低甚至达到99%,降低了采水负荷,符合油田回注水要求。     

吴旗油田结垢原因及防垢研究

采用X-射线衍射方法分析了吴旗油田现场垢样成分，进而研究了吴旗油田井下及集输系统结垢原因和防垢措施。结果表明，吴旗油田现场垢样的主要成分为碳酸盐垢；结垢原因主要为采油过程的CO2分压降低、合层开采井不相容产出水的混合以及采出液加热破乳或加热输送导致的温度升高等；优选的SIB防垢剂能有效抑制吴旗油田产出水结垢，经现场应用能大幅度延长集输系统清垢周期。