结垢对储层渗流能力的影响

针对油田水结垢问题,利用室内水质静态分析及岩心流动实验,对水质结垢趋势、垢物成份及结垢对岩心渗透率的影响进行了研究,结果表明:垢物以氢氧化铁、碳酸钡、碳酸钙为主,并含有少量碳酸镁;静态结垢对岩心渗透率的伤害率达9.6%;动态结垢对岩心的伤害率可达34.3%,铁离子沉淀对岩心渗透率的伤害率达56.7%。因此,水源水进入地层前,必须进行水源水与储层的配伍性实验研究,以建立相应的油层保护措施,尽量减少储层伤害,提高油藏开发效果。     

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CO_2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。     

煤层气储层钻井液结垢伤害实验研究

我国煤层气储层渗透率低,有轻微结垢也极有可能导致渗透率大幅度降低。为了深入研究结垢对煤层气储层的伤害,在分析煤层气储层特征的基础上,利用饱和指数法预测了山西沁水郑庄煤层气储层在钻井液侵入时的结垢趋势,然后通过室内静态实验测定了钻井液与地层水在不同混合比、不同pH值条件下的结垢量,并通过岩心流动实验,进一步证实了钻井液侵入产生结垢对储层的伤害程度。研究结果表明,采用地表水配制的钻井液在侵入储层后有碳酸钙垢形成,结垢量随pH值升高而增大;钻井液侵入量越大,煤储层伤害越严重。     

A Biodegradable Scale Inhibitor for Oil Well Application

Abstract

Ascorbic acid, an easily biodegradable natural product with an excellent environmental profile, was studied in an oil well downhole condition for inhibiting calcium carbonate scale deposition. Scale inhibition efficiency studied in artificial seawater and formation water mixtures of various proportions through static jar test and dynamic tube blocking tests show its calcite scale inhibition potential at high-temperature wellbore conditions. Investigation made through scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectrometry revealed severe structural anomalies of CaCO₃ crystals and explain the scale prevention mechanism. Its biodegradation rate studied using a UV-visible method in a marine environment is excellent and meets environment requirements. In a sensitive marine environment, ascorbic acid could be deployed as an excellent green chemical for continuous injection into the wellbore to prevent carbonate scale deposition.     

The Effect of Temperature,Pressure, and Mixing Ratio of the Injection Water With Formation Water on Strontium Sulfate Scale Formation in the Siri Oilfield

Abstract

Enhanced oil recovery methods are used to recover the percents of oil that are not naturally recoverable from reservoirs. Water injection as a secondary recovery is used to maintain the pressure in water-drive reservoirs. An important point for having a successful injection is the compatibility of injection and formation waters. OLI ScaleChem software predicts mineral scaling potentials of 54 solids for virtually any oil and gas well and processing facility in the world. There are several advantages over other commercially available scaling software: (a) by including all brines in the calculations, the well and processing facility are modeled more accurately; (b) scaling potential and scale buildup are reported at each calculation point; (c) automatic correction of pH and charge balance, therefore the chance of unexpected problems from bad water analyses decreases. Also, more effective treatment can be made, including: (d) automatic removal of organic acid concentrations from the measured alkalinity, therefore producing a true brine alkalinity; (e) accurate prediction of the behavior of any mixture of chemicals in water and mixed solvent. The authors present the predicting of strontium sulfate scale tendency of formation water, injection water, and mixing of injection water with formation water at different conditions. The experimentally measured chemical analyses of formation water and injection water were used by OLI ScaleChem software to determine the tendency of scale formation at different conditions.     

水力-机械联合井下套管除垢技术的研究与应用

针对注水井套管结垢严重等问题，对套管结垢机理进行了研究。根据结垢的硬度、厚度不同，设计了水力～机械刨削和水力-机械钻削2种除垢方法，并研制出了相应的井下除垢工具。室内试验和现场试验表明．水力-机械井下套管除垢技术施工简单、安全可靠，可清除各种类型的结垢，对套管无损伤，是可以推广的一种新技术。     

辽河油田注水管线结垢腐蚀原因分析及阻垢缓蚀剂应用试验

针对辽河油田注水管线结垢腐蚀严重的问题,对水质进行分析,发现辽河油田水质偏碱性,含盐量、总碱度、矿化度及Cl-含量较高,Ca2+含量较其它成垢阳离子高;对现场垢样品进行X射线衍射(XRD)检测,垢样品中主要是CaCO3垢,其次为硫酸盐垢、碳酸盐垢、硅酸盐垢和Fe2O3等。阻垢缓蚀剂TH-607B在现场应用结果表明,当阻垢缓蚀剂浓度为45 mg/L时,阻垢率为90.93%~95.96%,缓蚀率为90.97%~95.33%,腐蚀速率为0.04~0.07 mm/a。     

裂缝性高温基岩气井硫酸钙溶垢研究及现场应用

柴达木盆地尖北、东坪气田储层温度为170℃,且垢样沉积具有多样化,对硫酸钙的溶垢研究提出了很大的挑战,为了解决该区块连续出现井筒结垢,影响气井生产及各项测试作业开展的难题。通过分析垢样组份、明确结垢机理和调研溶垢方法,针对现场垢样开展溶垢研究,区分井筒垢样沉积、储层结垢分别形成了碳酸盐置换溶垢、酸性有机磷酸溶垢配方及工艺,开展了现场应用。结果表明,井筒垢样成份为高纯度硫酸钙及少量的碳酸盐、铁质;垢样来源为高矿化度地层水中成垢离子随着压力逐渐降低,水份蒸发在井筒,炮眼、近井地带沉积结垢;碳酸盐物相置换溶垢法适用于井筒沉积的硫酸钙溶垢,可利用储层高温达到所需反应温度且对井筒管柱无腐蚀;酸性有机磷酸螯合剂溶垢法适用于沉积在炮眼、储层近井地带的硫酸钙溶垢,可同时结合相应的酸化液体系开展复合酸化工艺,减缓二次沉淀造成的储层伤害。最终有针对性的形成了2套溶垢剂配方及相应的溶垢工艺,可有效溶解储层硫酸钙,解决了现场技术难题,为气田增产、稳产做出了巨大的贡献。     

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。     

The Prediction of Calcium Carbonate and Calcium Sulfate Scale Formation in Iranian Oilfields at Different Mixing Ratios of Injection Water with Formation Water

Abstract

This article presents the prediction of calcium carbonate and calcium sulfate scale formation by water injection in oilfields at different mixing injection water-to-formation water ratios. The experimentally measured chemical analyses of formation water and injection water were input to the OLI ScaleChem model to determine the tendency of scale formation. The scaling tendency of CaCO₃ and CaSO₄ at reservoir temperatures and pressures is presented. This model has been applied to investigate the potential of calcium carbonate and calcium sulfate scale precipitation in Iranian oilfields in onshore and offshore fields as a method of secondary recovery or reservoir pressure maintenance.     

油田水驱开发后的地层结垢实验和防垢剂优选

针对无机碳酸钙垢对油田地层伤害程度的问题,进行了动态模拟实验研究,采用计算渗透率保留率K/Ki来判断结垢对地层的伤害程度,结果表明：当累计注入100倍孔隙体积溶液时,岩石渗透率下降幅度高达16%-21%,说明无机垢对储层渗透率影响不能忽略。随后运用化学防垢剂防垢技术,进行了防垢剂筛选实验,其中JPS-04、JPS-05和JPS-06等有机膦酸型的防垢剂防垢效果明显,能有效地缓解结垢对地层的伤害程度,尤其是JPS-06防垢剂防垢效果最好。     

胜坨油田注水井地层垢损害的研究

为弄清油田污水回注及污水与黄河水混注过程中注水流程的结垢问题及注水井酸化施工时带进的大量铁能否产生二次沉淀,试验研完了碳酸钙垢、硫酸锶(钡)垢和胶态铁二次沉淀的结垢情况,并提出定量计算地层垢损害的方法。结果发现,地层污水与黄河水混注会产生硫酸锶(钡)垢,但结垢不完全,混注比例越接近,结垢率越大;高含铁酸液中,如果没有足够的铁离子稳定剂,驱替过程中就会产生沉淀,而且损害不能完全解除,随着酸化次数的增加而增加。     

三元复合驱油体系钙硅混合垢形成特征研究

三元复合驱油技术作为一种重要的三次采油技术,但加入碱造成油井严重的结垢问题,使生产效率降低、成本增加,限制了该技术的推广使用。为此,针对三元复合驱油体系中注入液、采出液以及垢样的特点,通过采用FTIR、XRD及SEM测试,对三元复合驱油体系中HPAM、HABS及碱对钙硅混合垢形成特征进行研究。结果表明,HPAM及HABS为单一体系时:低浓度的HPAM促进花生状混合垢的形成,随着HPAM浓度的增加,混合垢晶型向六面体状转化;较低浓度的HABS对混合垢晶型几乎无影响,较高浓度的HABS会促进蠕虫状混合垢的形成。在三元复合驱油体系中,碱浓度较低时会促进球形混合垢的形成,碱浓度较高时的混合垢晶型向六面体状转变。     

气田回注系统结垢机理及对策——以四川盆地邛西气田为例

气田开发进入中后期采用废弃井回注方式处理排出的地层水是一种较环保的方法,但管线结垢导致通径变小,严重影响了回注效率,注水泵高负荷运转也存在较大的安全隐患。为此,对气田水样及管道垢样进行了化验分析,找到了结垢物的主要成分——以碳酸钙、硫酸钡及硫酸锶为主,其余成分包括少量腐蚀产物(如Fe2O3)和一些地层砂粒及少许有机物,分析发现输送地层水压力降低及悬浮物超标是形成无机结垢物的主要原因。进而选择了4种缓蚀阻垢剂,对四川盆地邛西气田白马8井的回注水样进行了缓蚀性能及阻垢性能的测试筛选,结果显示XH-442B型缓蚀阻垢剂性能相对较好。进而对该型试剂在不同浓度下的性能进行了进一步的测试,发现浓度大于40mg/L时可以起到有效的阻垢作用。在白马8井的2台注水泵出口在相同工况下进行了长达6个月的现场对比试验,结果表明XH-442B型缓蚀阻垢剂浓度在40~50mg/L时具有良好的缓蚀阻垢作用,可降低回注压力并提升回注系统运行时效。     

油田水无机结垢及预测技术研究进展

概述了油田水无机结垢的主要类型、结垢机理及预测方法.主要介绍了油田水怎样成垢及为何成垢、成垢步骤、机理及影响因素;饱和指数法和稳定指数法对碳酸盐结垢的预测;热力学溶解度法和饱和指数法对硫酸盐结垢的预测;若结垢,结垢最大量为多少及成垢离子如何分布.无机结垢预测技术必将为油田管线的防垢除垢带来帮助.     

油井结垢预测及防垢技术

我国东部老油田在注水开发后期都出现了较为严重的结垢现象。现场垢样分析和结垢趋势理论预测表明碳酸钙是主要垢型。频繁的酸化及检泵作业,易时地层、油套管和地面设施造成伤害,使用挤注防垢技术是一种新的尝试。本文描述了防垢剂挤注技术的室内实验、挤注方案设计及现场应用研究。在胜利油田和江苏油田的三个目标区块的现场试验表明,井下挤注防垢技术是一种可行的现场施工工艺．操作过程简单,适用地层奈件范围广,可用于高温、高钙、低孔低渗的苛刻地层条件;与酸洗除垢的不同结合方式对挤注防垢效果无明显影响,实际作业时可根据不同的目标要求选择相应的结合方式;从源头防垢,有效期长,可显著提高油田的经济效益。     

油水井近井带无机结垢动态预测数学模型

在油田注水开发过程中,由于温度、压力等外界环境条件的变化以及不相容水的混合,容易产生无机结垢,堵塞地层孔隙或裂缝,严重影响油田开采.文章在总结国内外无机结垢预测模型基础上,将经典溶液理论、离子互吸理论与多孔介质中非等温渗流以及流体传质等基本原理相结合,建立了更符合油田实际情况的油水井近井带无机结垢动态预测数学模型,并与以往模型预测结果相比较,结果基本可靠.在此基础上,对吉林新民油田某油井结垢情况作出了预测.结果表明,油井无机结垢类型主要是碳酸钙垢,结垢最严重区域为油井井底及近井带,与实际情况基本吻合.该预测模型具有实用意义,可以快速、准确地为现场增产措施提供理论依据.     

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。     

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。     

注水开发油田油层结垢机理及油层伤害

通过砂岩微观孔隙模型模拟实验,分别对BaSO₄和CaCO₃结垢机理及结垢油层伤害规律进行了研究。研究结果表明:①油层结垢是在多次的异相成核—晶体生长过程形成的,晶体生长在孔隙中和喉道处均可发生;②不同类型结垢,其结垢特点不同。BaSO₄结垢呈现出水混合—结垢交替间断进行及垢晶体晶形发育差、晶粒细小之特点,而BaSO₃结垢呈现出连续进行及垢晶体晶形发育好、晶粒粗大之特点;③结垢油层伤害是一复杂问题,即使不考虑温度及多相渗流的影响,其仍受到结垢量和油层渗透性的双重影响。一般结垢量越大,油层渗透性越差,结垢对油层的伤害越严重。随油层渗透性变差,结垢量不同引起的结垢油层伤害程度的差异减小;随结垢量增大,渗透性不同,油层结垢伤害程度的差异减小。