高压水射流清除油管结垢的研究

本文在分析油田注水井油管结垢原因及垢质成分的基础上,设计了高压水射流清垢的喷嘴,通过室内试验研究得出了射流压力和移动速度对清垢效率影响的规律。根据油田需要,设计了固定式和移动式两种油管清垢装置。     

油田注水管网清垢方法初探

报道了新疆克拉玛依油田采油一厂注入水水质状况及注水井油管和地面注水管网腐蚀情况，分析了发生结垢、腐蚀的原因，介绍了目前油田注水管网清垢使用的两种方法（机械清垢法和常规酸洗清垢法），针对采油一厂含大量硫化亚铁的垢物，推荐了一种新的化学清垢方法（二氧化氯加盐酸清垢法），讨论了三种清垢方法的原理、适用性及特点     

用井下射流技术解决油井结垢问题

介绍了油井结垢的原因及后果 ,并针对这一问题 ,提出了除垢系统中采用的两种最新开发的技术 ,一种是由连续油管传送的先进射流组件 ,另一种是采用特殊焊珠的特种磨料。并与传统的除垢方法进行了对比。同时 ,介绍了由射流工具和焊珠磨料组成的系统 ,采用连续油管传送干涉技术 ,以清除更多不同类型的垢。发展了爆破系统中大范围除垢的三种方法 :射流爆破技术 ,清除软垢 ;垢爆破技术 ,清除硬垢 ;桥塞爆破技术 ,清除全堵管道中的垢     

井下射流除垢技术的新进展

介绍了油井结垢的原因及后果 ,提出了除垢系统中采用的两种最新开发的技术 :一是由连续油管传送的先进射流组件 ,另一种是采用特殊焊珠磨料 ,并与传统的除垢方法进行了对比。介绍了由射流工具和焊珠磨料组成的系统 ,采用连续油管传送干涉技术 ,以清除更多不同类型的垢。论述了爆破系统中 3种大范围除垢的机理 :射流爆破技术 ,清除软垢 ;垢爆破技术 ,清除硬垢 ;桥塞爆破技术 ,清除全堵管道的垢。通过除垢系统在北海、加篷地区完井的应用 ,证明其除垢方便快捷 ,对井眼及地层条件无破坏性 ,并能有效地防止垢的再形成。     

油管内外壁同步清洗装置的研究

对油田油管的清洗一直沿用清洗剂沸煮工艺。这一工艺存在投资大、耗能高、劳动条件恶劣、环境污染严重等问题。现改用高压射流技术对油管内外壁进行同步清洗试验，取得良好效果。在７０ＭＰａ压力下，可清除管内的全部垢层，除去管外的油漆印字和螺纹上的积垢，露出金属本色。现文结合油田实用要求，论述了新近开发的油管内外壁同步清洗装置，并针对油田量大面广的典型的６２ｍｍ（相当于２．５英寸）油管，以内外壁２个高压旋转喷头的射流作用，成功地实施了油管无污染的水清洗新工艺。     

水力空穴法清除油田管线硫酸钡锶垢

水力空穴物理清垢技术是在射流喷嘴中加活动转叶或中心体,使流体绕流或在射流剪切层内形成大量涡旋,其中心压力降低,以便造成水射流内等处的局部压力降至该处的饱和蒸汽压以下,从而在射流内部产生数量众多并具有一定大小尺寸的空泡,形成冲击波,打破管内壁与污垢的黏合力,实现对管道的彻底清洗。将该清洗技术应用在清除油田管线硫酸钡锶垢时,可彻底清除注水管线、输油管线以及加热炉中的垢。     

钡锶垢清垢剂ND-1的研制与性能评价

油田结垢是油田水质控制中最严重的问题之一，在油田中常见的是碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢，通过对清垢剂的清垢机理分析及实验，研制出一种新型清垢剂ND—1，并对其清垢性能进行了评价。根据单因素和正交试验，结合现场应用的实际要求，清垢剂ND—1的最佳使用条件为：清垢温度50℃，体系pH值为11-13，清垢时间24h。     

空穴射流清洗技术在加热炉上的应用

空穴射流清洗技术运用的是流体力学领域中的“空穴效应”原理,清洗器是由交错叠加的韧性叶片组成.该技术在加热炉盘管内采用的是物理除垢,能够彻底粉碎沉积物,不需要进行清垢评价工作,也不会减少管线使用寿命.用专用的回收工具回收垢质,不会造成环境污染,清垢后加热炉热效率明显提升.该项技术在大庆油田采油一厂中609转油放水站实施应用,实践证明,空穴射流清洗器能够彻底完成清洗任务,而且清洗时间短.该清洗器弹性变形大,收缩比可达30％,通过能力强,能更有效地清除含聚合物的垢质,保证油田的生产.分析清洗前后对比数据得出结论:加热炉出口温度明显升高,压差降低,加热炉的热效率明显上升,节能效果显著.     

免投捞射流洗井器

针对投捞式射流洗井器存在的洗井时必须投捞泵芯,增加洗井工作量的问题,研制了免投捞射流洗井器。免投捞射流洗井器由射流泵部分和隔断部分组成。射流泵部分通过套管洗井来水压力打开外套,经喷嘴和喉管的射流作用产生负压抽汲地层液。隔断部分由活塞、齿轮、齿条和球体组成,当油管外压力大于油管内压力时,驱转球体,隔断油管通道。使用一个带有 5 2mm通道的钢球体实现密封,球体位于免投捞射流洗井器上端,球上有一根轴与外筒上的一个齿轮相连。平时,球体上的通道与油管同心,能够保证注水和测试的要求。当洗井时,由于油套环空压力大于油管内压…     

新型清垢剂清除碳酸钙垢的试验研究

采用失重法研究了清垢剂SCB和PVT在碱性条件下对碳酸钙垢的清除效果。结果表明,影响清垢剂SCB和清垢剂PVT清垢效果的因素有温度、pH值、清垢剂的用量,通过比较得出清垢剂SCB的清垢效果优于PVT。设计3因素5水平正交试验,得到清垢剂SCB的最佳使用条件为:清垢温度80℃,体系pH值为9,DMA的使用质量8.000g,清垢时间24h。该条件下其清垢效率为52.61%。     

某油田注水井油管腐蚀失效分析

采用宏观分析、材质成分分析、金相组织分析、腐蚀产物分析和细菌检测分析等方法对某注水井油管的腐蚀穿孔原因进行了失效分析。分析结果表明:在长时间使用后,油管材质中存在的非金属夹杂物造成材料的早期破坏;该井水质易结CaCO_3垢,在材料性能薄弱处首先发生垢下腐蚀,环境中的硫酸盐还原菌和O_2的存在进一步促进了垢下腐蚀,最终导致油管腐蚀穿孔。     

油井套管内偏心滚轮式清垢钻头的研制

专为清除井下套管结垢研制的偏心滚轮式清垢钻头，通过其导向钻头刮削垢层中较疏松的决生垢，而相对于导向钻头处于偏心位置的清垢轮冲击、滚压较致密的底层垢，使垢层直接从套管壁上脱落。模拟试验和现场试验表明：与其他的工具相比，清垢钻头的清垢速度提高5倍以上，而且在施工过程中无明显反扭矩产生，也不会刮伤套管；钻头结构简单新颖，性能可靠，多次下井工作仅有轻微磨损，使用寿命长。     

旋转喷头射流工具水力参数优化及结构参数优选

旋转喷头射流工具能产生高速射流，并且在射流反冲力作用下推动喷头旋转，形成复杂的旋转射流，可实现油管和套管高效清洗。以7 000 m井深条件下?73 mm油管为例，设计了与?44.5 mm连续管配套的?54 mm系列旋转喷头射流工具，开展了旋转喷头射流工具水力参数优化，并利用计算流体力学方法对工具结构参数进行优选。研究表明:当排量为270 L/min时旋转喷头射流工具的射流速度约为170 m/s，系统总压耗约为42 MPa，可以满足清洗要求；随着侧向喷嘴偏移半径增加，侧向喷嘴产生的反冲击力矩近似线性增加，其对壁面冲击压力先降低后升高；随着倾斜角度的增加，倾斜喷嘴对油管内壁冲击压力增加；转速在60~360 r/min内，倾斜喷嘴对壁面冲击压力变化不大；最优的结构参数组合为侧向喷嘴偏移半径12 mm、倾斜喷嘴倾斜角度75°、前倾喷嘴角度15°。该研究可为旋转喷头射流工具现场施工和参数优化提供指导。     

防清垢技术在萨南油田的应用

由于萨南油田采出液矿化度较高,再加上水驱、聚驱、三元驱等多种采油工艺共存,造成了工艺管道、设备结垢堵塞现象较为普遍。目前的防垢技术包括梅鲁斯水处理器、CPRS防垢装置、超声波防垢技术等。清垢措施包括:化学清洗、高压水射流清洗、空穴射流清洗以及气脉冲清洗等。通过采取相应的防、清垢措施,有效地解决了垢的问题,不仅大大降低生产设备和管道的更新维护费用,延长了地面设施的使用寿命,同时可为生产系统节能降耗提供有力保障,对于降低油田改造投资、保证安全生产具有重要的意义。     

气井井筒临界携垢流量计算与分析

为准确预测气井井筒临界携垢流量，优化气井防垢措施，指导气井后期生产制度选择，基于气固两相流理论建立了气井井筒临界携垢流量计算方法。采用该计算方法研究了温度、压力、垢物颗粒直径、油管尺寸等因素对临界携垢流量的影响，并对海上T-C1井临界携垢流量进行了预测。结果表明：气井井筒临界携垢流量随着温度的下降而减小，随着压力的增加而变大，随着颗粒直径的增大而增大，随着油管直径的增加而变大；T-C1井中100μm垢物颗粒的临界携垢流量为10.2×10⁴ m³/d,当实际产量略低于临界携垢流量时，井筒会积聚垢物颗粒，导致产量持续下降，从而进一步加剧垢物积聚，造成气井很快出现停喷现象，预测结果与实际生产和作业情况相符。可见基于气固两相流理论建立的气井井筒临界携垢流量计算方法准确、可靠。所得结论可为优化气井防垢措施提供一定的理论依据。     

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。     

地面集输系统结垢机理及清防垢技术研究

针对姬塬油田站点和管线结垢严重问题,开展了结垢现状、垢质特征、结垢机理、成垢影响因素分析,同时结合系统结垢机理、结垢特征,按照“前端预防、过程控制、结垢治理”的思路,采用“前端脱水+分层集输+同层回注”工艺进行前端防垢,应用“物理+化学”技术进行过程控垢,采取“高压射流+数控脉冲+机械切削”技术进行管路和设备治垢,逐步形成了适用于姬塬油田地面系统清防垢技术体系,使地面集输系统结垢得到有效控制,年节约维护费用4000万元。     

三元复合驱工艺中涂层油管防垢技术

大庆油田目前采用三元复合驱采油工艺,采出液所引起的管柱结垢严重影响了油田的正常生产。结合水质特性和垢样分析,找出了管柱结垢的原因;通过在钢质油管内表面涂覆有机涂层达到防止垢层在管内沉积的目的。防垢涂层油管的使用,减缓了管柱的结垢,延长了管柱清垢周期,减少了井下作业次数,效果良好。     

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。     

酸式清垢剂CQ—2的研制与应用

长庆油田酸敏性地层分布广泛，８０％以上的油井结垢为碳酸盐垢型，常用酸式清垢剂容易使酸敏性地层发生损害，乏酸可引起设备和管线腐蚀。本工作从酸的分子结构与性质关系及岩芯资料入手，采用含较多羟基和配位电子基团的酸为主体，复配成了清垢效果好、腐蚀性小、不引起地层酸敏、在低浓度时对钢铁基本无腐蚀的酸式清垢剂ＣＱ－２体系。该剂经室内评价合格，在１１口井进行了现场清垢解堵试验，解堵后油井产能增加。