• 微信
  • 抖音

渤海某高温油田新型井下防垢剂的研发及应用论文

理工论文 21℃ 0
SCI发表中的作者贡献度评估与署名规则

  关键词:井下防垢剂,管线结垢,高温油田

  0引言

渤海某高温油田新型井下防垢剂的研发及应用论文

  在油田开发过程中,结垢常见部位为油水井井筒、储层、地面集输管线等,油田水流动的整个流程中均存在结垢风险。随着深层油气藏的开采,储层温度高成为制约常规防垢剂在该类油田使用的主要因素,这就要求防垢剂在本身耐温的同时仍能起到较好的防垢效果[1-6]。

  渤海某高温油田存在注水响应不明显、注入井吸水不均的现象,最终导致油井产量大幅下降。本文针对该油田问题,开展了注水配伍性评价、防垢剂研发及试验工作。

  1注水配伍性评价

  1.1地层水离子分析

  本研究提取该油田地层水和平台注水水样,水中离子分析数据如表1所示。

  从水中离子分析数据来看,地层水与注入水均为碳酸氢钠水型,潜在结垢风险为碳酸钙垢,需开展结垢预测研究及室内实验验证。

  1.2地层水结垢预测

  由水样数据可知,各水样结垢阳离子主要为Ca2+、Mg2+,不含钡、锶等离子,因此本文主要针对碳酸钙垢、硫酸镁垢进行预测。本研究采用结垢预测软件ScaleSoftPiter开展结垢预测,该软件是目前世界上较为先进全面的结垢趋势预测软件。

  本文在地层温度、压力条件下对注入水与沙二段地层水之间的结垢趋势进行预测,预测比例为注入水与地层水的比例分别为1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1,预测结果如图1所示。

  从预测结果来看,地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量,为400 mg/L左右,且混合后结垢量出现显著增加,其中注入水与地层水的比例为2∶1时,结垢量最大,为501 mg/L,两种水配伍性差。

  1.3地层水结垢模拟实验

  按照表1中的水分析数据配制模拟水,配制后的水静置24 h,然后用孔径为0.45μm的混合纤维素脂滤膜精细过滤,过滤后的模拟水作为配伍性实验用水。按照SY/T 5329—2012中滤膜法测定悬浮物含量的相关标准开展实验,实验图片如图2所示(注入水与地层水混合比例1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1分别对应图中编号1~编号7),实验结果如图3所示。

  从实验结果来看,地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量,为130 mg/L左右,且混合后结垢量出现显著增加,其中注入水与地层水的比例为2∶1时,结垢量最大,为211 mg/L。实验结垢量总体小于预测的最大结垢量,总体趋势与预测值相似。

  由预测及实验结果可知,注水不配伍可能会引发结垢,导致注水井井筒及地层、油井井筒结垢,需开展针对性的防垢措施研究。

  2防垢剂体系研发及评价

  2.1防垢剂选择

  根据目标油田所提供的工况,确定目前主要的结垢种类为碳酸盐垢,根据结垢种类选取以下类型的防垢剂进行评价试验,从以往现场应用情况来看,其抑制碳酸钙垢析出的能力强、分散性好、自腐蚀性低、化学稳定性高、热稳定性高,药剂类型及机理如表2所示。

  2.2防垢剂评价

  防垢评价要以现场结垢机理为依据,即生垢的条件为温度和压力的变化。目前的评价方法很多,例如循环水评价、鼓泡法等等。从结垢机理的角度来看,行业标准SY/T 5673—2020《油田用防垢剂通用技术条件》符合现场成垢机理,是合理的评价方法。采用该方法,参考注水配伍性研究结果,为更接近现场实际防垢需求,注水端选取结垢最严重的混配水样(注入水与地层水的比例为2∶1)的离子组成进行模拟水的配制,130℃条件下的防碳酸钙垢的防垢实验结果如表3所示。

  由实验数据可知,在实验条件下YFFZ-806阻垢效果相对优异,故对YFFZ-806进行浓度梯度实验,实验结果如表4所示。

  由实验数据可知,YFFZ-806随药剂加注浓度的升高,防垢率也升高,加药浓度为250 mg/L时,防垢率超过85.00%,为88.31%;加药浓度为300 mg/L时,防垢率超过90.00%,为92.36%。综合成本因素建议现场使用浓度为250 mg/L的YFFZ-806防垢剂。

  3防垢剂现场试验

  B42井为一口出现产量大幅下降的油井,前期研究结果表明,井筒内出现了较严重的结垢问题。

  2023年9月开展了本次现场试验,采取井下加药的方式,加药位置在电泵吸入口之前,加注浓度为250 mg/L,加注期间持续监测B42井产液中钙离子浓度和产液量变化,同时关注下游处理平台的各级流程情况,确保下游处理平台流程正常、稳定运转。

  由图4可以看出,加药后,B42井产液中钙离子浓度有明显提升,可看出防垢剂效果优异,经计算,防垢率可稳定达到90%以上,可有效减缓B42井管线结垢趋势,推荐进行长期加注。

  4结论

  渤海某高温油田注水不配伍,导致地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量,为130 mg/L左右,且混合后结垢量出现显著增加,最高达到211 mg/L。因此,针对性地研发了一种耐高温防垢剂(YFFZ-806),其评价结果表明,加药量为250 mg/L,在130℃条件下,防垢率可超90%。现场试验结果表明,油井井筒内加药后,产液中钙离子浓度有明显提升,防垢率可稳定达到90%以上,可有效减缓井筒结垢趋势,推荐进行长期加注,并在其他类似问题井中推广应用。

  参考文献:

  [1]李辉,于福生.海上A油田注水井结垢分析及防垢措施研究[J].化学与生物工程,2022,39(9):56-59.

  [2]李伟超,吴晓东,刘平,等.油田用防垢剂评价研究[J].钻采工艺,2007,30(1):120-123.

  [3]赵海勇,刘曼,李成,等.镇原油田结垢趋势预测技术及防垢技术[J].油田化学,2022,39(1):140-144.

  [4]贾红育,曲志浩.注水开发油田油层结垢机理及油层伤害[J].石油学报,2001,22(1):58-62.

  [5]尹先清,伍家忠,王正良.油田注入水碳酸钙结垢机理分析与结垢预测[J].石油勘探与开发,2002,29(3):85-87.

  [6]马广彦.采油井地层深部结垢防治技术[J].石油勘探与开发,2002,29(5):82-84.

学术期刊发表-留言咨询

免费咨询 高端品质服务 专业学术顾问为您解答!