油氣田作業(yè)中化學(xué)防垢技術(shù)的應(yīng)用

卞恩文（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司 吉林省 130062）

一、采氣作業(yè)中的防垢

采氣中后期，伴隨氣藏水侵越來越嚴(yán)重，采氣作業(yè)必然是氣水混采或氣水同采，這樣井筒周圍地層孔隙喉道及油管壁、地面儲運(yùn)設(shè)備內(nèi)都存在結(jié)垢的可能。此時現(xiàn)場常采用的防垢方法有：①控制合理的生產(chǎn)壓差，這勢必要降低產(chǎn)量，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失；②通過物理法或者化學(xué)法進(jìn)行防垢。由于物理防垢工藝操作起來比較復(fù)雜且費(fèi)用比較昂貴，目前多采用的是由地面向井筒內(nèi)注入防垢劑的化學(xué)防垢工藝。

二、防垢劑擠注技術(shù)

井下擠注技術(shù)是近十幾年來發(fā)展起來的一項(xiàng)防垢技術(shù)，最初主要是用來防鋇鍶垢，后來逐漸擴(kuò)展應(yīng)用到防碳酸鈣垢。下面詳細(xì)介紹了井下防垢劑擠注技術(shù)。

1.井下擠注技術(shù)的基本原理

井下擠注技術(shù)的基本原理是利用地面高壓泵將防垢劑擠進(jìn)目的層位一定深度，在這之后最好能有段關(guān)井反應(yīng)過程，促使防垢劑能浸入地層更深地帶，開采過程中，吸附在巖石表面或滯留于近井地層內(nèi)防垢劑將緩慢釋放并溶于地層流體，從而達(dá)到防垢的目的。

2.井下擠注用防垢劑的選擇與評價

井下擠注技術(shù)對化學(xué)防垢劑的要求包括以下幾方面：

（1）與地層流體配伍性良好，不與地層流體反應(yīng)生成新的沉淀物。

（2）在地層條件下穩(wěn)定性良好，并且容易進(jìn)行微量檢測。

（3）防垢劑容易且能很好地吸附在地層內(nèi)，并能夠緩慢解吸釋放，有效期限長。

（4）防垢效率高。

（5）從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度考慮，防垢劑的最低有效濃度還應(yīng)盡可能低(低限效應(yīng))，且無毒、無污染。

3.防垢劑的常規(guī)室內(nèi)評價實(shí)驗(yàn)

(1)與地層水匹配性實(shí)驗(yàn)

通過靜態(tài)試管實(shí)驗(yàn)來研究防垢劑與地層水中離子和其他化學(xué)劑的配伍性。

(2)防垢效率及最低有效濃度M IC實(shí)驗(yàn)。

測量最低有效濃度的常用方法主要有三種：靜態(tài)瓶試驗(yàn)、電化學(xué)石英晶體微平衡法和動態(tài)管堵塞法。前兩種方法測量簡單，但是結(jié)果不夠精確，推薦使用動態(tài)管堵塞法。

(3)防垢劑壽命及熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。

這里采用巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)得出防垢劑返排速度與累積排液量之間的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線預(yù)測防垢劑現(xiàn)場使用壽命。

根據(jù)以上相關(guān)實(shí)驗(yàn)來確定擠注參數(shù)、工藝設(shè)計(jì)及現(xiàn)場使用。

4.影響擠注處理效果的有關(guān)因素

影響擠注處理效果的有關(guān)因素包括以下幾個方面：

1.注入的排量以及防垢劑的用量。

2.地層參數(shù)。包括產(chǎn)液量、含水量、水組分、地層復(fù)雜性及地層特性。

3.防垢劑吸附特性。

操作參數(shù)可以根據(jù)需要調(diào)整，使擠注工藝達(dá)到最佳狀態(tài)；地層參數(shù)是操作人員無法控制的；吸附特性是防垢劑和巖石體系固有的，是特殊地層和防垢劑體系的內(nèi)在特性。除非防垢劑本身改變，否則作業(yè)者不能再改變這些特性。

5.實(shí)例分析

防垢劑擠注技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)逐步推廣使用，現(xiàn)以松南氣田應(yīng)用情況為例簡單介紹下，松南氣田地層水屬于CaCl2水型，隨著開采期不斷延長，地層水原始飽和狀態(tài)被打破以后，該區(qū)塊碳酸鈣結(jié)垢趨勢日趨嚴(yán)重，多口井短期內(nèi)多輪次作業(yè)甚至被迫停產(chǎn)。后來我們結(jié)合大量室內(nèi)試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)摸索，終于有了一套行之有效的防垢措施。目前，我們采用的是SM 608防垢劑，該藥劑是多種有機(jī)磷酸混合而成的復(fù)合酸，具有很好的防垢效果，投用初期擠注濃度為120mg/L，擠注周期為一周，在后續(xù)的摸索中，我們將擠注濃度調(diào)為95mg/L，擠注周期延長為15天，依然能夠滿足正常生產(chǎn)。

松南氣田地層水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表

結(jié)論

1.防垢劑擠注技術(shù)針對性以及可操作性都很強(qiáng)，不同的油田根據(jù)自身的特點(diǎn)，可以靈活掌控，因而被國內(nèi)外油田普遍采用。近年來，國內(nèi)外主要采用的是有機(jī)膦酸和聚合物羧酸混合而成的復(fù)合型防垢劑。

2.防垢劑擠注技術(shù)具有操作過程簡單、可預(yù)防從地層至地面集輸管線結(jié)垢、自動連續(xù)釋放等優(yōu)點(diǎn)。但是不能控制防垢劑在鹽水回流中的濃度，并且一旦擠注開始就不可改變濃度或化學(xué)劑。

3.防垢劑擠注技術(shù)需要配置與地層水配伍的前置液，降低對地層的傷害，可與其他作業(yè)工藝比如堵水等等同時進(jìn)行，共同發(fā)生協(xié)同作用。

[1]朱義吾，趙作滋等，油田開發(fā)中的結(jié)垢機(jī)理及其防治技術(shù)[M]，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

[2]竇照英等，實(shí)用無污染防垢技術(shù)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社,1999.

[3]陳元強(qiáng)、肖鍇、王振華等，氣井井筒結(jié)垢的預(yù)防與清除，科技創(chuàng)新月刊，2010.