喇嘛甸油田二类油层三元复合驱油井结垢规律

三元复合驱不同注采井距条件下,油井结垢速度及见垢时间等结垢规律不同,在120 m井距条件下二类油层三元复合驱油井结垢严重.结垢部位主要集中在生产管柱下部40根杆、管、泵、筛管、套管、炮眼及近井地带.三元复合驱油井采出液离子浓度变化具有一定规律性.目前制定的结垢判断标准对喇嘛甸油田二类油层三元复合驱油井适应性较强,符合率达到95.9％.油井压裂后离子浓度变化速度加快,结垢速度加快.     

无碱三元乳化驱油体系

三元复合驱是进一步大幅度提高原油采收率的重要方法之一，目前已进入工业化推广阶段，但仍存在注采系统结垢及生产维护成本较高等问题。根据大庆油田三元复合驱的强碱、弱碱和无碱化战略部署，用氯化钠代替碳酸钠研发出无碱三元体系，但其乳化能力弱，采收率提高值比弱碱三元体系低2%～3%。为提高无碱三元体系的乳化性能，提升驱油效果，以无碱三元体系为基础，采用E表面活性剂与石油磺酸盐复配，研发出大庆油田无碱三元乳化驱油体系。体系不添加醇和助剂，且在表面活性剂质量分数较低(0.3%)时能够与大庆原油形成WinsorⅢ型中相微乳液。进一步研究表明，其增黏性、界面活性、黏度及界面张力稳定性、抗吸附性能与弱碱三元体系基本一致。驱油实验结果表明该体系具有注入能力强、色谱分离弱、乳化能力强的特点，可比水驱提高采收率41.12%,较弱碱三元体系增加提高采收率11.25%。根据室内研究结果，初步测算该体系吨油化学剂成本较弱碱三元体系下降42.90%。研发出的大庆油田无碱三元乳化驱油体系不仅实现了三元复合驱无碱化的目标，而且实现了从超低界面张力复合驱到低浓度中相微乳液驱的跨越，达到了大幅度提高采收率和降本增效的目的，具有广...     

强碱三元复合驱采出井结垢特征

对大庆油田杏二中三元复合驱和杏一～二区东部Ⅱ块三元复合驱垢样进行化验分析表明:杏一～二区东部Ⅱ块三元复合驱结垢初期以碳酸盐垢为主;随着pH值的上升,碳酸盐垢含量逐渐减少,且钡垢含量高,碳酸钡含量最高时达到48.8％;三元复合驱结垢与井距和驱替时间有关,井距越大,驱替时间越长,结垢越严重;三元复合驱采出液的离子变化可以反映出结垢趋势.     

大庆油田三元复合驱过程中垢预测与垢研究

根据大庆油田三元复合驱试验的地质情况，结合复合驱体系的配方，对复合驱过程中结垢类型进行了分析。垢产生的原因为：（1）化学剂与地层内流体不配伍直接产生沉淀而结垢；（2）碱与储层矿物反应产生的离子与储层流体发生化学反应，导致不配伍的沉淀产生；（3）流体采出过程中，随着温度和压力的变化，某些物质沉淀结垢。针对这种情况，研究了不同时间（4、36、120、840h）和固／液比（1：0．5、1：1、1：2、1：4）条件下，储层不同矿物质组合与单一碱，三元复合体系静态反应相体系中的主要离子成分，并利用溶度积法预测出三元复合驱过程中储层结垢类型和结垢强增顺序。考察了Ca^2 ,Mg^2 ,Al^3 ,SiO4^4-,CO3^2-,SO4^2-,OH等离子间的配伍性。利用能谱电镜观察化学剂动态驱动实验后岩心，发现颗粒表面附存有Ca（OH）2垢和非晶态粒间充填的硅酸盐垢。对试验区中心井的产出垢分析表明，垢主要来自钻井液中的微粒，其次来自储层的颗粒。     

弱碱三元复合驱注入端加药防垢技术研究

弱碱三元复合驱作为三次采油技术的重要组成部分,可比水驱提高采收率20%以上。但在注入体系中,碳酸钠会与水中金属离子发生反应产生碳酸盐沉淀,沉淀会附着于站内设备、管线、近井地带以及井下管柱处,形成碳酸盐垢,影响采出率时以及开发效果。对于弱碱三元复合驱来说,结垢区域主要集中在站内及管线,采取的除垢措施为站内酸洗或管线投球,尚无防垢措施。在室内防垢率实验中,当投加的防垢剂浓度为200 mg/L时,防垢率达85%以上。开展防垢剂与弱碱三元复合驱体系协同性研究,检测结果表明,防垢剂对体系无影响且与体系配伍性较好。之后开展4注1采现场试验,加药浓度为200 mg/L, 7个月后检测中心井采出液防垢剂浓度为28.47 mg/L,表明注入端投加的防垢剂已运移到采出端,注入端加药时率高,保持在99%左右,与采出端加药效果对比,离子数据变化规律基本一致,加药后采出井未作业见垢。试验结果表明,弱碱三元复合驱注入端加药防垢技术可行,可实现注入-采出全过程防垢,缓解弱碱三元复合驱站内、管线及地层结垢。     

喇北东块弱碱三元复合驱采出液化学剂分布规律研究

为优选大幅度提高三类油层采收率技术,对注入井和采油井进行了化学检测,明确化学剂分析规律,并开展了喇北东块高Ⅱ1-18油层弱碱三元复合驱现场试验,2020年10月试验进入三元副段塞阶段。三元复合驱体系在地下运移过程中,受到多种因素影响,导致聚合物、碱、表面活性剂发生色谱分离,最终转移到采出端口。因为转移消耗时间不同,采出化学剂检测的浓度系数有很大差异。现场试验表明:试验区采出液中最先检测到聚合物,之后检测到碱,最后检测到表面活性剂,检测到聚合物时的化学剂注入体积与检测到碱时的化学剂注入体积相差0.07 PV,检测到碱时的化学剂注入体积与检测到表面活性剂时的注入化学剂体积相差0.14 PV,并且各种化学剂采出浓度差异明显。通过对注采井取样监测,分析化学剂浓度的分布规律,可进一步指导三元复合驱配方设计和方案调整,为进一步提高三元驱采收率提供技术支持。     

盐家油田油水井结垢原因探讨

对地层温度65～75℃的盐家油田油水井近井地带、井底、井筒发生严重结垢的原因进行了分析探讨。7口油井采出的地层水均为NaCO3型水．矿化度6．4～10g／L，HCO3浓度高（1．6～3．7g／L），Ca^2＋＋Mg^2＋浓度较低；1口水源井水及1口水井注入水为CaCl2型水，矿化度32～33g／L，Ca^2＋＋Mg^2＋浓度高（3．1～3．8g／L）而HCO3浓度低；采用CaCO3饱和指数法和CaSO4热力学溶解度法预测，在70℃下所有水样均有CaCO3结垢趋势，除3口油井采出的地层水外，均有CaSO4结垢趋势。3口油井采出的地层水与水源水在25℃按不同比例混合后，悬浮物含量大幅度上升。在70℃放置7天后再次大幅度上升，烘干的悬浮物易溶于稀盐酸．其主要成分为碳酸盐．说明注入水、地层水不配伍。1口电泵采油井和1口注水井油管垢样含盐酸可溶物（碳酸盐）超过90％。讨论了碳酸盐、硫酸盐垢的生成条件：温度、压力及pH值。图1表4参3。     

胜利油田三元复合驱替液用防垢剂研究

孤岛西区实施三元复合驱后，注采系统出现较重的碳酸钙结垢。胜利ASP三元复合驱替液含碱（碳酸钠）1．0％～1．5％，配制驱替液用水为回注污水，矿化度6188mg／L，含Ca^2＋Mg^2＋78mg／L，用Odd—Tomson法计算，地层条件下CaCO3饱和指数Is〉0，有CaCO3结垢趋势，PTB值为210，表明CaCO3生成量较多且质硬。筛选出的4种多聚膦酸盐类防垢剂，70℃时高加剂量下（100mg／L，DZ-4和He-7；200mg／L。HE-8和P-10）的防垢率，在模拟污水中为100％。在现场污水中分别为95．4％，58．7％．86．5％和84．0％。以DZ-4为主剂进行二元复配，得到70℃时在用现场污水配制的三元复合驱替液中防垢率超过85％的2个低加荆量配方：DZ-4＋HE-7（20＋100mg／L），DZ-4＋Pq0（20＋50mg／L）。在三元复合驱替液中加入防垢刑单荆，加荆量50mg／L时对动态界面张力的影响不大；加剂量50、100mg／L时对粘度影响也不大。图1表5参2。     

孤岛油田三元复合驱油井结垢机理分析与治理措施

针对孤岛油田西区三元复合驱试验过程中出现的井筒堵塞问题，应用X—射线衍射、扫描电镜分析等方法，对其结垢机理、垢样的组成及其预防措施进行了研究。结果表明，孤岛油田垢样的主要成分为碳酸钙、碳酸镁和少量硫酸钙等。结垢出现时，采出液中pH值升高，Ca^2 和Mg^2 及HCO3^-明显减少。矿场采用HMP防垢剂，防垢效果明显。     

北一区断东三元复合驱试验区油井化学除垢效果

大庆油田北一区断东强碱体系三元复合驱矿场试验区结垢的采油井占试验区总井数的77.8%,中心井结垢的比例达到94.4%。通过分析采出液中的阳离子变化,对该断块三元复合驱采油井的结垢规律有了初步认识,确定了三元复合驱采油井清垢时机。适时采取清防垢措施可有效延长采油井的运行时间,减少作业井次和频率,降低三元复合驱作业成本。     

三元复合驱钙镁硅钡成垢特征研究

由于三元复合驱中的碱对储层矿物的溶蚀作用,使得岩石矿物以可溶物形态进入到储层流体,造成了严重的结垢、堵塞问题。在50℃动态环境,模拟油井采出液离子组成,进行硅钙镁钡成垢实验。研究结果表明,三元复合驱垢主要为碳酸盐、硅酸盐混合垢。随着油井采出液pH值增加,垢样中硅酸盐含量增加,碳酸盐含量降低。在pH值小于10.7时,溶液中硅酸盐沉积速度较快;pH值大于10.7时,硅酸盐沉积速度较缓慢。模拟体系中碳酸根离子含量较低(80 mg/L)时,产生片状硅酸盐沉淀;碳酸根含量较高(1100 mg/L)时,产生颗粒状碳酸盐沉淀。硅离子促进钙盐垢的沉积,在硅含量500 mg/L时,沉垢量最多,达247 mg/L。阳离子增多促进垢的生成,但在钙、钡离子未达到沉积平衡前,镁离子不发生沉积反应。     

碱、表面活性剂和聚合物对储层溶蚀作用及其机理研究

本文开展了碱液、"碱/表面活性剂"AS二元复合体系、"碱/表面活性剂/聚合物"ASP三元复合体系对储层岩石矿物的静态溶蚀实验,考察了实验过程中液相内目标离子(Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺、OH^-、CO₃^2-、HCO₃^-和Cl^-等)浓度变化规律和岩样表面主要元素（Al和Si等）含量变化。结果表明,碱对岩样的溶蚀作用主要针对黏土矿物,对长石骨架作用较小。三元复合体系处理岩样后的液相内硅铝离子浓度增加,钙、镁离子浓度降低,岩样表面硅、铝元素含量降低。随碱浓度增加、液固比增加或处理时间延长,溶蚀作用增强,表面活性剂和聚合物可以减轻碱对岩样的溶蚀作用。处理初期溶蚀作用较强,处理60d后,液相中硅酸分子发生聚合作用,并在碱性条件下脱水生成硅垢,聚合物又促进硅胶体聚集和成垢。图14表4参17     

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。     

大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律

三元复合驱具有良好的驱油效果,比水驱可提高采收率20%以上。但由于强碱化学剂的注入,使三元复合驱注采系统产生了严重的结垢现象,影响了油田生产的正常运行。对大庆油田三元复合驱的代表性垢样进行了成分分析,结果表明,三元复合驱结垢物的主要成分为钙镁碳酸盐、硅酸盐、管线腐蚀产物和有机质,且结垢遵循以下规律:采出井同一部位,随着时间的变化碳酸盐含量逐渐降低,硅酸盐含量增加;同一时间,从井口到井底,碳酸盐含量降低,硅酸盐含量增加。根据结垢特点提出了油田防垢除垢的可行性建议。     

强碱三元复合驱硅结垢特点及防垢措施研究

对三元复合驱油井垢样的外貌特征和成分进行了分析,采用模拟采出液,在室内研究了单纯硅体系;钙、镁、硅离子共存;钙、镁、铝、硅离子共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺及硅共存;钙、镁、铝、表面活性剂及硅共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺、表面活性剂及硅共存等6个体系。这6个体系中硅离子的结垢特点表明,硅结垢的形态和过程受上述6种体系中其他离子影响严重。三元复合驱中垢的粘附性高于普通垢,对螺杆泵和抽油机有较大的影响。采取小过盈螺杆泵、防垢泵、井下固体化学等防垢技术措施,现场应用取得了明显的效果。     

杏二区西部三元复合驱试验效果与认识

杏二区西部三元复合驱是在先导性试验成功后进行的三元复合驱扩大规模试验。该试验是在工业井距和中心井100%含水率条件下进行的，在分析试验效果的基础上，对地层的适应性、三元体系的配伍性及采出液的乳化以及色谱分离等取得了一定的认识，为三元复合驱大规模推广应用提供了实践依据。     

三元复合驱结垢防治关键技术进展

大庆油田提高采收率的现场应用中,三元复合驱比水驱提高采收率20个百分点左右,比聚合物驱提高采收率6～10个百分点。但是由于碱的存在,油井结垢严重,增加了生产难度及维护强度,成为限制其工业化应用的关键性因素之一。大庆油田经过多年的研究与实践,通过先导试验对结垢动态变化、三元体系与油层岩石长期作用进行研究,揭示了钙硅复合结垢机理和规律,首次建立了结垢定性和定量的预测方法;通过独特结构设计和低表面能材料改性,研发出系列防垢举升设备;依据成垢机理,发明了复合垢清防垢剂,清垢率、防垢率均达85%以上。通过物理、化学防治措施相结合的方法,油井检泵周期大幅延长,解决了油井因结垢无法长期连续生产的难题,保障了三元复合驱的大规模应用。     

三元复合驱对储层伤害及其作用机理研究

三元复合驱能够大幅度提高原油采收率,但它所引起的结垢问题一直困扰着该技术的大规模推广应用。本文以大庆喇嘛甸油田储层岩石和三元复合体系为实验对象,开展了碱驱后岩石结构的可视化研究以及含碱驱油剂流动特性研究。实验结果表明,碱对储层岩心中黏土矿物溶蚀作用比较明显,对石英和长石等骨架成分的溶蚀作用较小;采出液中钙镁离子浓度较低,硅离子浓度却较高,前者成垢作用难以对储层渗透率造成显著影响,后者易在迁移过程中发生沉积,在地层和生产系统中形成大量硅垢。进一步分析表明,随碱浓度增加,三元复合体系对地层伤害程度加剧。表面活性剂和聚合物都可以减弱碱的溶蚀作用,但前者比后者减缓溶蚀作用的能力弱。     

含聚污水中的聚合物性质研究

聚驱采出液处理后的污水中含有一定浓度的聚合物,含聚污水难处理是现场面临的问题,污水代替清水配聚能很好解决这一问题。含聚污水配聚对聚合物黏度有一定影响,聚合物通过对注聚采出液污水中保留聚合物水解度、相对分子质量、水中形态、污水黏度等的测定,以及对污水水质分析,查找影响聚合物黏度的因素。分析了含聚污水中聚合物水解度增高、相对分子质量减小的因素。相比较于清水,污水中Na+、Mg2+、Ca2+的含量较高,以细菌的含量超标最为显著,这些应是污水配聚黏度损失的主要原因。