油田结垢机理及防治技术.ppt

; 油田结垢机理及防治技术; 油田进入含水期开发后，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，往往造成油井井筒、地面系统及注水地层的结垢问题，给生产带来极大的危害。 由于结垢等影响，造成了油井产液量下降，管线及加热炉堵塞，同时结垢也增加了油井的起下作业，严重者造成油井停产或报废，造成经济损失。; 以长庆油田为例 长庆马岭、安塞等油田，525口井、100多个站存在结垢问题。极个别井的修井周期仅一个月或十天左右；有的井套损后，结垢严重，隔水采油封隔器座封困难；有的井因结垢堵死，抽油杆被拉断，油井被迫关井。 注水地层结垢，则可堵塞油层，使采油指数下降，从而影响油田的开发效果与经济效益。 ;2008年资料; CaC03垢一般出现在油井井筒射孔段以上50m内的井下压降区，如井下油管内外壁、筛管、尾管、抽油泵及套管内壁等部位。 经调查的86口结垢井，结CaC03垢的有42口，占48.8%。这些井采油层位一般为单层，如延9、延10，水型大都为CaCl2型，个别井为NaHC03型(4.76%)。 在油井生产过程中，当流体从相对高压地层流向压力较低的井筒时，压力下降，温度变化，使CO2释放而生成CaC03垢。这类井一般合HC03-较高，如岭69井，含HC03- 5097mg／L，中12井HC03-为1331mg／L，所以，这两口井都结CaC03垢。 地面集输系统的加热炉、换热器是一个升温环境，有利于CaCO3垢生成，在炉管与换热器弯管处常有CaC03垢产生。; CaS04垢在调查的86口井中，有l1口，占12.8%，水型多为Na2SO4型。也有CaCl2型的。油井CaS04结垢一般在井筒底部的油管外或套管内壁。 CaS04结垢，主要由于两种不相容水的混合，如南176井，Na2S04水型，采油层位为Y4+5与Y9，即不同层位合采；岭405井，采油层位Y4+5，Y8及Y10，这两口井都在井筒油管内(外)结CaS04垢。岭212井在采油初期生产层位Y7，Na2SO4水型，Y10系CaCl2型，但产出液中不含水，无结垢，后来Y10层位见水，两层合采，即在尾管发现CaSO4结垢。 在地面站，也常因不同层位的生产井来水混合而结CaS04垢，主要结垢部位在收球筒及总机关处。;● Ba (Sr)SO4垢;分布规律;分布规律; 依据室???水驱模拟试验资料、结垢机理研究结果、现场防垢试验和结垢取芯井岩矿鉴定资料，已有充分论据说明地层结垢是存在的。尤其是结垢检查井从1300多米以下地层所获得的岩芯及其分析资料，说明马岭注水地层结垢的主要机理是富含S042-的注入水与地层水中的Ba2+、Sr2+、Ca2+混合后发生化学沉淀引发的。 结垢的分布规律与过去仅以热力学理论为基础所进行的物理模拟和数值模拟不尽相同，地层中发现有大量与粘土伴生的硫酸钙、含锶硫酸钡垢。一般距油井井筒50～330米。;马岭油田水化学特征与结垢关系; 结垢的形成过程是个复杂过程，一般可分成下面四步: 第一步：水中离子结合形成溶解度很小的盐类分子： Ca2++S042- — CaS04 Ba2++S042-— BaS04 Ca2++C032-— CaC03 第二步：结晶作用，分子结合和排列形成微晶体，然后产生晶粒化过程。 第三步：大量晶体堆积长大，沉积成垢。 第四步：由于不同的条件，形成不同产状的结垢。; ① 碳酸盐结垢机理; 碳酸盐垢是油田生产过程中最为常见的一种沉积物。常温下，碳酸钙溶度积为4.8×10-9，在25℃，溶解度0.053g／L。在油田地面集输系统，由于温度升高，压力降低，C02释放，使CaC03沉淀的可能性增加；而在油井生产过程中，当流体从高压地层流向压力较低的井筒时，C02分压下降，水组分改变，就成为CaC03溶解度下降并析出沉淀的主要原因之一。 马岭油田中12井水含Ca(HC03)2为1l.81mmol／L，如果这些盐在加热炉中全部分解成为CaC03，则可能有ll.81mmol／L的CaC03生成，CaC03溶解度仅为6.9×10-5mol／L，即每吨水中可产生l.173kg的垢。 ;② 硫酸盐结垢机理 ; 马岭油田岭77井 延10地层水中CaS04的含量为19．1×10-3mol／L，而在常温下，CaSO4的溶解度为7．8×10-3mol／L，显然此水是CaS04的过饱和水。但在单一层水中，未发现CaS04垢。而当该井水与含S042- 11.7g／L的中