油井井筒結(jié)垢分析及防治措施

任禮　牛晶　曹新

摘 要：隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的飛速提升，國(guó)家對(duì)石油的依賴性也越加明顯。但石油行業(yè)同樣也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，油井井筒的結(jié)垢對(duì)于油田的正常生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的制約作用。當(dāng)油田開(kāi)發(fā)到中后期的階段，注水量會(huì)逐步加大，并且水質(zhì)中的一些成分也會(huì)和油井下的設(shè)備和工具發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)的過(guò)程中產(chǎn)生垢狀物質(zhì)，如果未及時(shí)的處理這些垢狀物質(zhì)，那么就可能導(dǎo)致質(zhì)量事故的出現(xiàn)，如設(shè)備工具失效、桿管斷脫以及泵漏等，大大的影響了石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章便對(duì)油井井筒結(jié)垢機(jī)理和原因分析以及油井井筒結(jié)垢的防治措施兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行分析和探討，從而詳細(xì)的論述了如何做好油井井筒結(jié)垢的防治工作。

關(guān)鍵詞：油井井筒結(jié)垢；機(jī)理和原因；防治措施

T油田處于某斜坡中部，為一平緩的西傾單斜（傾角小于1度），背景上發(fā)育的多組軸向近東西向德鼻狀隆起構(gòu)造。主力油層三疊系長(zhǎng)X儲(chǔ)層為湖成三角洲沉積，巖性以灰綠色細(xì)粒硬砂質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主，成份及結(jié)構(gòu)成熟度低，巖性致密。長(zhǎng)X可分為長(zhǎng)X1、長(zhǎng)X2、長(zhǎng)X3三個(gè)小層，其中長(zhǎng)X2層為主產(chǎn)層，平均有效厚度12.5m，平均有效孔隙度12.69%，儲(chǔ)層孔隙度發(fā)育中等，平均滲透率1.81×10-3цm2，屬于低滲透儲(chǔ)層。

1 油井井筒結(jié)垢機(jī)理和原因分析

1.1 油井井筒結(jié)垢的機(jī)理

油井結(jié)垢是指抽油機(jī)井井筒內(nèi)的抽油泵和油管油桿等井下機(jī)械構(gòu)件，在油井產(chǎn)出液的長(zhǎng)期作用下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使其表面結(jié)垢的現(xiàn)象。原油從油井底部進(jìn)入管道開(kāi)始，由于油田注水開(kāi)采及石油、天然氣自身含水等原因，導(dǎo)致從油井底部采油泵便開(kāi)始結(jié)垢，結(jié)垢使得抽油泵等機(jī)械裝置的工作效率急劇下降，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致卡泵，并加重抽油桿偏磨以及抽油桿斷脫等事故的發(fā)生。

1.2 油井地下水的成份分析

現(xiàn)階段，我國(guó)很多油田的油井井筒都存在著結(jié)垢的問(wèn)題，因此，應(yīng)對(duì)油田現(xiàn)場(chǎng)的地下水水質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，并且進(jìn)行定量的分析，從而得到結(jié)垢物的組成成份。在我區(qū)存在結(jié)垢問(wèn)題的油井井筒中，它們的結(jié)垢情況是很類似的，當(dāng)對(duì)所測(cè)得的地下水的水質(zhì)成份進(jìn)行分析時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)水中含有較多的硫酸根離子、碳酸根離子、鎂離子以及鈣離子，這樣隨著油井井下壓力和溫度的不斷變化，這些離子之間就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生難以溶解的鹽類化合物等結(jié)垢物質(zhì)。

1.3 井筒結(jié)垢的原因分析

在對(duì)油井井筒結(jié)垢物的成份進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其主要成份有硫酸根離子、碳酸根離子、鎂離子、鈣離子以及膠質(zhì)、瀝青和蠟等有機(jī)物質(zhì)，在離子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生難以溶解的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)再與有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，那么就形成了難以溶解的垢物。另外，由于很多油井已經(jīng)進(jìn)行了很多次的酸化作業(yè)，一些酸性液體的就會(huì)腐蝕油井的管柱，那么在油井井筒中不但含有碳酸鎂和碳酸鈣等難溶的鹽類化合物，還會(huì)含有大量的鐵銹，這也是導(dǎo)致油井井筒存在著嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象的原因。在油田中還有一些油井存在著嚴(yán)重的出砂的問(wèn)題，所產(chǎn)生的大量的砂粒就成為了蠟和結(jié)垢物質(zhì)結(jié)合的載體，導(dǎo)致了油井井筒出現(xiàn)了明顯的析蠟現(xiàn)象，在分析結(jié)垢物質(zhì)的組成成分時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)這些垢物中都含有大量的有機(jī)物，這些有機(jī)物與砂粒和鹽類化合物混合到一起后，就形成了難以溶解的油井結(jié)垢混合物。

2 油井井筒結(jié)垢的防治措施

2.1 我區(qū)油井井筒的結(jié)垢現(xiàn)狀

井筒油管桿結(jié)垢。我區(qū)結(jié)垢井為32口，較年初增了4口。井筒油管桿結(jié)垢后，油桿在舉升液體時(shí)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使油桿上的垢渣脫落，造成活塞卡在深井泵中或者造成活塞凡爾罩拉斷。深井泵球座結(jié)垢。球座因結(jié)垢造成的固漏井次上升，球座結(jié)垢造成固定凡爾球與球座密封不嚴(yán)，從而導(dǎo)致深井泵漏失。

2.2 油井井筒結(jié)垢的常用防治措施

2.2.1 向油井的注入水中添加阻垢劑

在油井井筒工作的過(guò)程中，地層水的成份非常不穩(wěn)定，并且其還容易與石油產(chǎn)物的輔助生成物質(zhì)以及井底的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生垢狀物質(zhì)。因此，要想有效的防止垢狀物質(zhì)的產(chǎn)生，我們就應(yīng)做好油井地層水防阻垢的處理工作。通常情況下，在我國(guó)大多的油井中都采用聚合物和磷酸鹽這兩類物質(zhì)作為阻垢劑，它們的阻垢能力加強(qiáng)，并且化學(xué)成份也較為穩(wěn)定。我區(qū)塊采用的SIB阻垢劑，能較好的防治井垢的形成。

2.2.2 在油井井筒的管柱中安裝強(qiáng)磁防腐阻垢器

如果油井的結(jié)垢現(xiàn)象較為嚴(yán)重，那么應(yīng)采用安裝強(qiáng)磁防腐阻垢器這一方法，從而防止管柱出現(xiàn)結(jié)垢和被腐蝕的現(xiàn)象。強(qiáng)磁防腐阻垢器同時(shí)具有防垢和防腐的功能，其成本較低、使用方便，也不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成污染，節(jié)約能源，并且使用壽命能夠超過(guò)十年，強(qiáng)磁防腐阻垢器的工作原理為：當(dāng)其處于工作狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，其具有非常好的殺菌作用。而在油井井下的作業(yè)環(huán)境中，又是生長(zhǎng)著較多的生物菌的，井筒結(jié)垢的化學(xué)反應(yīng)是離不開(kāi)這些生物菌的催化作用的，因此，強(qiáng)磁防腐阻垢器能夠抑制這些生物菌的生長(zhǎng)和繁殖，并且能將生物菌消滅，從而防止它們腐蝕井下的金屬設(shè)備；在強(qiáng)磁防腐阻垢器工作時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)，那么周圍的金屬表面就可能會(huì)形成一層磁流體動(dòng)力波，其具有很強(qiáng)的拋光功能，那么表面就會(huì)變得更加的光滑，這樣金屬體表面的垢狀物和腐蝕物就能夠被清除干凈了。磁流體動(dòng)力波的運(yùn)動(dòng)能夠有效的避免腐蝕介質(zhì)和金屬體表面的接觸，從而避免了井筒結(jié)垢物質(zhì)的形成；強(qiáng)磁防腐阻垢器工作時(shí)還會(huì)產(chǎn)生防鹽垢效應(yīng)。其作用就如同一個(gè)凈化裝置，當(dāng)含有硫酸鹽和碳酸鹽等鹽類成分的水經(jīng)過(guò)此裝置時(shí)，強(qiáng)磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)鹽分子的運(yùn)動(dòng)環(huán)境產(chǎn)生干擾，鹽分子運(yùn)動(dòng)的軌道也會(huì)隨之發(fā)生變化，其原子和分子的分布結(jié)構(gòu)甚至也會(huì)發(fā)生改變，這樣就起到了防阻垢物凝結(jié)的作用。另外，這一裝置還能夠降低水的界面能力，提升其溶解能力和潤(rùn)濕性能，那么硫酸鹽、碳酸鹽等各類鹽類物質(zhì)的溶解度就會(huì)隨之下降，既將原來(lái)的井垢溶解干凈了，同時(shí)也起到了防止新的井垢生成的作用。

2.2.3 改進(jìn)油井的生產(chǎn)方式，對(duì)油井進(jìn)行綜合防垢

根據(jù)油井井筒的結(jié)垢機(jī)理，可以進(jìn)一步的改善井內(nèi)流體的流動(dòng)環(huán)境，從而控制油井井筒的結(jié)垢。改變油井的生產(chǎn)方式。要想有效的降低井下的負(fù)荷，從而提升集輸站原油的脫水效果，進(jìn)行油井的生產(chǎn)工作時(shí)，通常都是采用油套環(huán)空加破乳劑的生產(chǎn)方式，而這樣原來(lái)的乳化水轉(zhuǎn)變成游離水，那么油井井筒的結(jié)垢就可能加劇，為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，便開(kāi)展了油井停加破乳劑的試驗(yàn)，從而試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在停加破乳劑的情況下，油井的結(jié)垢速度出現(xiàn)了明顯的下降趨勢(shì)；有效的降低油井的抽汲強(qiáng)度。如果油井采用的生產(chǎn)方式為強(qiáng)采的方式，那么地層的產(chǎn)液能力與油井的生產(chǎn)參數(shù)就可能出現(xiàn)不匹配的問(wèn)題，所以，為了充分的提升井底流壓和地層壓力，便應(yīng)加強(qiáng)注水的效果，準(zhǔn)確的控制各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，從而降低油井井下的結(jié)垢速度。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的論述，對(duì)油井井筒結(jié)垢機(jī)理和原因分析以及油井井筒結(jié)垢的防治措施兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。隨著我國(guó)石油行業(yè)的快速發(fā)展，油井的開(kāi)發(fā)難度也越來(lái)越大，而在油井開(kāi)發(fā)到中后期的階段，油井井筒出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。而要想有效的防止油井井垢的產(chǎn)生，那么就應(yīng)采取科學(xué)合理的油井井筒結(jié)垢防治措施，才能真正的解決我國(guó)油井井筒的結(jié)垢問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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