三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢與防垢初步認知

【摘要】三元復(fù)合驅(qū)區(qū)塊Ⅰ于2008年10月投產(chǎn)，2010年5月陸續(xù)進入三元主段塞階段。目前處于見效期，部分油井已出現(xiàn)結(jié)垢、垢卡跡象。鑒于此問題，針對該時期采油井的結(jié)垢機理、現(xiàn)狀及結(jié)垢對機采井的影響，結(jié)垢會導(dǎo)致抽油機井出現(xiàn)頻繁卡泵，螺桿泵井扭矩升高，桿斷現(xiàn)象較為頻繁，從而根據(jù)采油井的離子濃度的動態(tài)變化，做好井下與地面防垢措施的應(yīng)用工作，確保機采井采出時率。

【關(guān)鍵詞】抽油機 螺桿泵 結(jié)垢 防垢

三元復(fù)合驅(qū)是20 世紀末發(fā)展起來的一種可有效提高采收率的三次采油方式。大慶油田自1993 年起開展三元復(fù)合驅(qū)現(xiàn)場試驗，經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)，三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)已成為大慶油田提高原油采收率、增加可采儲量的重要技術(shù)手段之一。但開發(fā)會出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，機采井逐步出現(xiàn)垢卡，全井桿、管、泵，甚至活塞與轉(zhuǎn)子嚴重結(jié)垢，導(dǎo)致頻繁作業(yè)。依據(jù)結(jié)垢機理、井下防垢、地面加藥、作業(yè)方法以及生產(chǎn)管理多個方面，做到防垢，延長檢泵周期。

1 區(qū)塊Ⅰ概況

區(qū)塊Ⅰ總井?dāng)?shù)213口，其中注入井109口，采出井103口，以葡I32～33為主要開采層位，區(qū)塊于2009年11月9日注入前置聚合物段塞，2010年5月注入三元主段塞。截止2012年3月末，區(qū)塊注入地下孔隙體積0.519PV，聚合物用量1136.01mg/L.PV，階段累積產(chǎn)油49.9784×104t，階段采出程度11.05%，受效井97口，受效比例94.17%。區(qū)塊平均PH值9.12，2010年12月出現(xiàn)第一口垢卡井，目前一次垢卡21口，平均檢泵周期614天，二次垢卡5口，平均檢泵周期78天。

2 機采井防垢措施應(yīng)用

2.1 結(jié)垢機理分析

區(qū)塊Ⅰ三元主段塞主要注入：30%堿濃度、重烷基磺酸鈉表活劑以及聚合物。當(dāng)三元復(fù)合驅(qū)溶液注入地層后，溶液中的NaOH和地層中的礦物質(zhì)及地層水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量易成垢離子，如Ca2+、Mg2+、HCO3-等。當(dāng)混有易成垢離子的三元復(fù)合驅(qū)溶液進入油井后，在井筒附近其壓力急劇下降，流速劇烈變化，液體中離子濃度平衡被打破，從而導(dǎo)致井筒、井下設(shè)備和地面設(shè)備等產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，若油井進入結(jié)垢期，地層堿性增加，即PH值呈上升趨勢，Ca2+和Mg2+離子濃度下降、HCO3-離子濃度下降、CO32-離子濃度上升。

2.2 機采井結(jié)垢現(xiàn)象分析2.2.1 抽油機結(jié)垢表象

結(jié)垢對抽油機的影響主要是卡泵，從現(xiàn)場上看，主要表現(xiàn)在停機卡泵，熱洗卡泵和抽汲卡泵。

（1）停機卡泵：在柱塞兩端壓差作用下，液體中的垢在刮砂槽內(nèi)被過濾、堆積、壓實；而且，柱塞兩端存在一定的梢度，停機后管內(nèi)液體中垢加速下沉，在此處堆積、壓實造成卡泵。

（2）熱洗卡泵：熱水洗井時，大量熱水進入井筒內(nèi)，液體粘度降低，垢加速下沉，在柱塞上部逐漸堆積造成卡泵。

（3）抽吸卡泵：多發(fā)生在柱塞運動的下行程，原因是在活塞上下運動中，泵間隙內(nèi)液體流動、摩擦、成垢，在泵筒內(nèi)壁及防砂槽內(nèi)逐漸吸附→生長→堆積→濾失→壓實→增加與泵筒阻力，最終卡泵。

2.2.2 螺桿泵結(jié)垢表象

螺桿泵井見垢之后，普遍出現(xiàn)舉升能力下降的現(xiàn)象，主要由于：螺桿泵內(nèi)表面結(jié)垢之后，定子容腔體積變小，導(dǎo)致泵排量下降；若定、轉(zhuǎn)子磨損會造成泵的漏失量增加，從而影響舉升能力。螺桿泵結(jié)垢后定、轉(zhuǎn)子間的過盈值增加，導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子間法向應(yīng)力增大，其摩擦系數(shù)呈無規(guī)則變化，工作載荷常劇烈波動，這種工作負載的劇烈波動將直接導(dǎo)致螺桿泵井頻繁發(fā)生桿柱疲勞斷裂事故，也就是我們常說的桿斷脫現(xiàn)象。

2.3 機采井防垢措施應(yīng)用2.3.1 井下防垢措施應(yīng)用

針對三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢對泵的影響，抽油機井主要下入山東壽光市坤隆石油機械股份有限公司所產(chǎn)的防垢泵。該泵出油閥安裝在柱塞上，泵筒、聯(lián)接管、進油閥依次聯(lián)接，泵筒、柱塞長度配比滿足以下要求：碰泵時，柱塞上端處于泵筒內(nèi)，提完防沖距后，抽油時的下始點柱塞上端仍然處于泵筒內(nèi)，但高于碰泵狀態(tài)，此時柱塞下端處于泵筒之下，抽油時的上始點時，柱塞上端高于泵筒上端，柱塞下端進入泵筒內(nèi)，泵筒、聯(lián)接管外安裝外筒，外筒下、進油沉垢分流接頭、沉垢尾管依次連接，泵筒與外筒之間有沉垢環(huán)空，沉垢環(huán)空與沉垢尾管相通。抽油過程中，柱塞全段和泵筒全段始終有相對運動，柱塞、泵筒表面不會結(jié)垢，泵上油管結(jié)垢后可以通過此通道沉入泵下尾管，不會影響抽油泵生產(chǎn)，可以延長使用壽命，卡泵時該泵的解卡成功率高。例A井，該井2012年4月檢泵垢卡，更換壽光泵后成功泡藥解卡一次，有效延長檢泵周期22天。

針對螺桿泵井井下主要下入小過盈螺桿泵，即適當(dāng)減小螺桿泵定子與轉(zhuǎn)子的初始過盈量，并在定子表面制造出微小凹紋儲存液體以減小摩擦，這樣可以減小因結(jié)垢導(dǎo)致過盈量和摩擦系數(shù)的增加導(dǎo)致的扭矩增加，從而減少桿斷次數(shù)。

針對已見垢井不再下入防砂篩管，減少因結(jié)垢后導(dǎo)致防砂篩管被垢糊住后引起的抽汲卡泵。目前所產(chǎn)生的卡泵主要為測靜壓、停電等停機卡泵，以及運行過程中出現(xiàn)嚴重不同步現(xiàn)象的不同步卡泵。2.3.2 地面防垢措施應(yīng)用

目前對PH大于8.5的機采井采用液體點滴加藥裝置的安裝，依據(jù)泵工作原理不同分為柱塞泵與電磁計量泵的加藥裝置。

2.3.3 其它防卡泵主要措施應(yīng)用

強堿三元復(fù)合驅(qū)目前卡泵井主要采取活動管住、加藥50Kg～75Kg泡制，結(jié)合水泥車洗井進行泡藥式解卡，針對卡泵井均采用此方式進行解卡，目前垢卡井已成功解卡5井次，解卡成功率達到35%。若檢泵檢出垢卡，要對其進行二次洗井，即活塞未如泵筒內(nèi)進行加藥洗井，延長阻垢劑持續(xù)有效防垢作用。

井下防垢、地面加藥以及作業(yè)洗井等措施離不開日常管理，面對三元井停機易卡泵這一特點，做到故障事不過夜，無特殊情況停機必須停在下死點，尤其測靜壓等人為情況。對待加藥裝置確保加藥時率，跟蹤加藥效果。

3 結(jié)論與認識

（1）強堿三元復(fù)合驅(qū)機采井結(jié)垢主要表現(xiàn)在PH值升高。

（2）井口采用液體加藥裝置要注重好加藥時率，減少三元復(fù)合驅(qū)井的結(jié)垢，提高開采效率。

（3）抽油機井下防止卡泵主要下入山東坤隆防垢泵，具有沉垢環(huán)空裝置，解卡成功率高；螺桿泵井主要下入小過盈螺桿泵，減小扭矩，減少斷桿。

參考文獻[1] 巢華慶，許運新. 大慶油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的開發(fā)技

術(shù)[J]. 石油勘探與開發(fā)，1997，24（1）： 34-38[2] 于濤，荊國林，黎鋼，等. 三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢機理

研究： NaOH 對高嶺石和蒙脫石的作用[J].

大慶石油學(xué)院學(xué)報，2001，25（2）： 28-30

作者簡介

陳麗，女，1979年11月出生，目前在大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠第三油礦六區(qū)六隊從事地質(zhì)技術(shù)員工作。