注水引发结垢的模拟实验及垢量精确计算方法

在油田注水开发过程中,地下原油(油水混合液)在流经到不同的部位时,其温度、pH值及混合水平衡状态时刻都在发生变化.只要流体中遇到有两种以上不相容水的混合,就容易产生无机垢.采用模拟实验对渤海SZ36-1油田区块进行结垢量研究.在地层水与注入水配比分别为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1时,一定温度下,结垢量呈现开口向下的抛物线变化趋势,而温度越高,同等配比下结垢量越大;在地层水与注入水配比为6∶4情况下,随着pH值从8增大到12,垢量也随之不断增大.提出引入修正值X和改进称量仪器等设想来提高测量精确度.     

酒东油田注水结垢预测及阻垢剂优选

玉门油田酒东采油厂目前用处理后的采出水作为注入水水源。针对注入水及地层水的离子成分特点,开展结垢类型研究,并主要根据混合比、温度、pH值、压力等因素开展结垢影响因素分析,得出垢型为CaCO_3和BaSO_4垢,主要为前者、注入水与地层水以9:1的比例混合时结垢量最大、结垢量与pH值和温度成正比,与压力影响较小。通过实验结果选定阻垢剂,优选出阻垢剂GY-405,并确定最佳浓度120 mg/L,弱酸性阻垢效果最宜,阻垢率可达到91.91%。     

定量测定绥中36-1油田地层结垢实验

前人对地层结垢的研究大多属于定性分析，很少有定量研究。文中以绥中36-1油田某区块为研究对象，在详细分析地层水扣注入水离子质量浓度的基础上，从定量的角度出发，设计了单一因素和多因素耦合情况的实验方案，以确定注入水与地层水不配伍而产生的结垢量。实验结果表明：在不同的注入水与地层水配比下，随温度升高，结垢量变化曲线呈现出开口向下的抛物线趋势；注入水比例为50％和60％，在多因素耦合的情况下，结垢量先随着温度和pH值同时变大而增大，随后出现下降的变化趋势。     

延长油田两区块注入水与地层水的配伍性

对延长油田川46井块和老草湾区块注入水与地层水进行化验分析。注入水与地层水按不同比例进行混合,8h后反应基本完成,混合结果除川46井块的长4+5层外,其余3个都发生一定量结垢。以川46井块的长6层水为例,在45℃恒温下放置48h进行阻垢实验,阻垢剂EDTMPS阻垢效果明显,添加量50mg/L效果要好于100mg/L。     

油田注入水与地层水结垢程度评价方法

针对传统的垢物质量分析法(称重配伍性实验)只能表征注入水与地层水混合后悬浮物含量的变化,缺乏结垢程度定量评价的方法及标准,为改进传统的垢物质量分析方法,从定性、定量两方面研究了注入水与地层水结垢的类型及结垢强度,提出悬浮垢、沉降垢和总垢等概念,建立了油田注入水与地层水结垢综合评价参数和标准;以渤中28-2S油田馆陶组注入水与明化镇组地层水为例,利用X-射线衍射、扫描电镜和光学显微镜等研究垢的类型和含量。研究结果表明,渤中28-2S油田注入水与地层水严重不配伍,配伍程度评价综合指数为3.33;注入水与地层水混合后结垢程度综合指数为3.87,结垢程度为中等偏强,易形成CaCO_3垢;总垢实测垢量为27.5数94.0 mg/L,注入水与地层水混合体积比1∶1时的结垢量最大,沉降垢是总垢的主要来源。结垢程度评价方法具有科学性和客观性,可用于评价油田各类流体间结垢程度。     

XG潜山油藏结垢影响因素室内实验研究

XG潜山油藏注水开发生产过程中,结垢情况严重,需分析结垢的影响因素,控制结垢的发生。文中利用正交试验设计,分析了影响XG潜山油藏注水开发油藏结垢的因素。实验结果表明:XG潜山油藏注水开发中,随着注入水pH值升高,油藏结垢量逐渐增大;随着地层压力增大,沉淀结垢量逐渐减小;随着注入水混合比例增大,沉淀结垢量缓慢增大,达到峰值后又逐渐减小,注入水混合比例为50%时沉淀结垢量最大;随着体系温度升高,沉淀结垢量逐渐增大。对XG潜山油藏结垢影响最大的因素是注入水pH值,油藏压力次之,注水量与油藏温度影响较弱。当pH值控制在6.5以下,油藏压力保持在20 MPa以上,就能有效避免XG潜山油藏在注水开发过程中出现大量结垢。     

姬塬油田注入水与地层水配伍性研究

姬塬长8储层在采用清水进行注水开发过程中,存在注水压力高、吸水指数低、注水见效慢、注采严重失衡等问题,严重影响油田开发效果。本文在对该区块注入水、地层产出水组成分析的基础上,将结垢趋势预测和室内模拟实验相结合,详细分析评价了注入水与地层水的配伍性。配伍性实验结果表明:姬塬长8储层地层水为CaCl2水型、注入水为Na2SO4水型;地层水与注入水以任意比例混合后,在30℃下均无垢生成,80℃下均产生了碳酸钙结垢而无硫酸钙垢形成。结垢趋势预测结果表明:在30℃下地层水与注入水混合后基本不生成碳酸钙垢;在50℃下,随着地层水比例的增加,碳酸钙结垢趋势增加,当地层水与注入水之比为4∶6 10∶0时,显示会有碳酸钙垢生成;在80℃下,碳酸钙垢趋势明显增加,地层水与注入水以任意比例混合后均会产生碳酸钙垢;在30℃、50℃、80℃下地层水与注入水以任意比例混合后均无硫酸钙垢结垢趋势存在。综上所述,姬塬长8储层注入水与地层水配伍性差、结垢是造成姬塬长8储层注水压力高的主要原因之一。     

宝浪油田地层结垢动态影响因素研究

支助２自选研制的新型动态结垢试验仪对新疆宝同田地层结垢问题进行了动态试验研究，发现该油田注水过程中结垢受ＣＯ２分压，注入水ＰＨ值以及注入水和地层水泥配比等多种因素的影响。地层结垢量随ＣＯ２分压的增大而减少，随ＰＨ值增大而增大，随混配水中地层水比例增加而增大，随温度５的增加有所增大。     

罗52区地层水与注入水水质分析及结垢趋势预测

在油田注水开发过程中,如果有两种以上不相容的水相遇,就容易产生无机垢,结垢造成了油田开采过程中大量的经济损失。本文首先通过一系列的实验研究,分析了罗52区地层水和注入水的水质特征,总结了目前碳酸钙和硫酸钙结垢趋势的预测方法,进而对不同配比下地层水与注入水混合后碳酸钙和硫酸钙的结垢趋势进行了预测。实验结果表明:罗52区地层水与两种类型注入水按不同比例混合后,基本上无碳酸钙和硫酸钙结垢趋势,即两种水样静态配伍性较好,这将有利于油田的注水开发。     

姬塬油田结垢机理与趋势分析

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Ca(HCO3)2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.     

涠洲油田群生产污水作为注入水可行性研究

根据涠洲油田群生产污水的来源情况,对各油田不同区块代表性油井的产出水进行了水质分析,明确了不同油田不同层位地层水的性质,并根据各油田不同年份产水量预测及注水量需求,确定不同时期生产污水水样中各油田产出水的混合比例,模拟配制代表性水样。在对代表性水样水质分析的基础上,重点对生产污水的结垢、腐蚀进行了系统评价。研究结果表明:涠洲油田群不同时期代表性生产污水自身和与地层水混合后均具有结碳酸钙垢和硫酸钡垢的趋势;代表性的生产水样自身结垢量均在310mg/L以上,与地层水混合后,结垢量明显增加;腐蚀以氧腐蚀和细菌腐蚀为主。若进一步增加污水处理设备,优选防垢和防腐剂,使处理后的生产污水水质达到合适的指标,作为储层注入水水源是可行的;生产污水作为注入水水源既能满足节能减排的要求,又有利于保护海洋环境。     

CO2吞吐对储层结垢趋势的影响研究

在采用CO2吞吐采油过程中,由于CO2的注入,对储层可能造成结垢伤害。室内实验表明:在地层高压条件下,产生CaCO3垢的可能性较小,在温度有明显升高的部位可能形成CaCO3垢;随着水中溶解的CO2减少,pH值升高,CaCO3结垢的趋势增大;高矿化度油田水能促进CaCO3溶解,可抑制CaCO3垢的生成;CaCO3优先于MgCO3,CaSO4成垢。用东辛地层水试验表明,CO2的注入对其三口井岩心的渗透率影响不大。     

华北油田地层水与注入水结垢趋势预测及影响因素

在注水开发过程中,油层或采出系统结垢会大大影响生产效率。开展地层水与注入水结垢规律和机理研究,可对现场除垢技术提供理论指导。采用Davis-Stiff饱和指数法和Ryznar稳定指数法,对华北油田京11区块地层水和注入水在不同温度、p H和成垢离子质量浓度等影响因素下的结垢趋势进行了预测,同时开展静态结垢实验研究了模拟水样的结垢规律。结果表明:华北油田京11区块地层水和注入水的离子组成和质量浓度非常接近且均具有严重的结垢趋势,且地层水的结垢趋势略高于注入水,垢样主要为碳酸钙;模拟水样的实际结垢率可达61%;温度、p H以及成垢离子质量浓度的升高均能大幅提高模拟水样的结垢率,结垢率的增长幅度随温度和p H的升高逐渐增大,而随成垢离子质量浓度的升高逐渐减小。     

蜀南气矿井筒结垢机理研究

在管道内形成结垢的直接原因是难溶盐在过饱和溶液中的沉淀过程.根据饱和指数(SI)只能预测产生沉淀可能性,不能预测结垢量的数值.SI值越大,产生垢沉淀的可能性也越大.回注水CaCO3结垢趋势受井底温度和注入水pH值的影响很大,随并底温度和pH值的升高,CaCO3结垢趋势增大.对于蜀南气矿气田水回注,当温度较低且pH值较低时,不易结垢.但计算出来的饱和指数均大于0,因此判断容易在井筒或地面集榆管线结垢,尤其是合8井和H1井结垢趋势可能更强烈.     

南海西部低渗油田注入水源选择配伍性研究

南海西部RX-1油田因衰竭开发导致压力系数下降,急需注水补充地层能量。此文在RX-1油田地层水分析基础上,通过静态配伍性实验、动态配伍性试验及岩心配伍性实验,对4种拟注入水源配伍性进行研究。实验结果表明:地层水自身具有结垢趋势;地层水与海水、生产污水及水源井水配伍性差,混合比例7∶3结垢量最大;纳滤水与地层水混合后几乎无沉淀,岩心驱替100 PV渗透率下降20%以内,能够有效降低结垢风险。     

LH深水油田采出水动态结垢特性及预测模型

深水油田开发具有工程建设复杂、维护成本高等特点,准确预测采出水的结垢速率对保障油田安全开发具有重要意义。为此,提出了一套动态结垢实验模拟方法并建立了动态结垢速率预测模型,开发出了动态结垢速率预测软件,从而确定了结垢特性的主要影响因素为采出水的离子浓度、pH值、剪切应力、温度及压力。研究表明,管线无机垢包括结晶垢和颗粒垢;结垢离子浓度越低、pH值越小,越不利于结晶垢的生成;低温不利于颗粒垢的沉积;低浓度体系剥除率的上升幅度高于沉积率;结垢速率随剪切应力的增大而降低。动态结垢模型可预测一定离子浓度、温度、pH值、流速、压力条件下管道壁面结垢量,模型预测值与油田现场实验值的相对误差为11.4%。     

长庆超低渗透油藏华庆油田硫酸钡锶垢的防治

针对华庆油田结垢的实际,分析了其结垢机理和注入水与地层水配伍性,按行业标准筛选出防垢剂CDS-1,在浓度为70mg/L时对硫酸钡锶垢的防垢率达到93.76%。从2009年6月11日起,在该区块按70mg/L的浓度在注水站连续投加,注水压力下降并趋于平稳,注水量上升并趋于平稳,可为类似油田开发提供参考。     

涠洲12—1油田油井结垢现状分析及对策研究

分析涠洲12—1油田油井结垢现状,认为注入水和地层水矿化度高,富合成垢离子,以及温度和压力条件的变化是涠洲12—1油田油井形成硫酸钡、硫酸锶和碳酸钙垢的主要原因。同时对清垢剂DTPA进行了室内评价,结果表明：DTPA的溶垢效果随温度的增加而增加,并且反应时间越长,溶垢效果越好;在实际使用过程中,DTPA的溶垢效果在pH—10时最佳;当NaCl加量低于1000mg／L时,DTPA溶液溶垢能力随着NaCl加量的增加而增大;当NaCl加量超过1000mg／L时,DTPA溶液溶垢能力随着NaCl加量的增加而降低;并且加入草酸增效剂后,DTPA清垢剂的溶垢能力大大提高。     

涠洲11—1N油田管柱结垢机理及除垢剂性能评价

涠洲11—1N油田结垢优势成分为硫酸钡。油井见水后,近井地带复杂的渗流环境,造成注入水中硫酸根离子与地层水中钡离子的强烈混合,形成大量硫酸钡结垢,并随生产进入井筒和流程。新型聚羧酸盐类除垢剂SA—07对硫酸钡垢具有较强的溶垢能力,且对于硫酸钡垢具有极强的分散作用。两种机理协同作用,不仅会增加垢样与药剂接触的比表面,增加药剂处理性能,还有利于处理后垢样从管柱、储层中返出。新型除垢剂推荐用量体积浓度为40%,除垢时间24 h,反应温度80℃,p H值为6。     

延长油田长2与长6地层采出水混合结垢规律研究

采用静态模拟法对延长油田瓦窑堡采油厂长2与长6层位采油污水混合结垢规律进行了室内实验研究。结果表明,两种采油污水均属高矿化度污水,当长2与长6采油污水混合比例大于1.5:1,反应24小时后,会产生大量硫酸钙垢,结垢量均大于3000mg/L。当长2与长6采油污水混合比例小于1:4,反应8小时后,结垢量均小于250mg/L。长2与长6的高比例混合水中仍然残留有大量钙离子,与长2地层水混合时结垢量仍大于220mg/L,不适合回注。长2与长6的低比例混合水经絮凝处理、地面反应除去部分结垢离子后,与长6地层水混合时,结垢量小于40mg/L,可以部分回注长6地层。