柳泉油田泉42斷塊防腐阻垢工藝研究

張明明

（中國石油華北油田第四采油廠 河北廊坊 065000）

柳泉油田泉42斷塊位于河北省固安縣柳泉鄉(xiāng)，構(gòu)造上處于柳泉曹家務(wù)構(gòu)造帶南部，牛北斜坡西部。有51口油井，平均單井日產(chǎn)液量3.84方，日產(chǎn)油量2.36噸，綜合含水38.5%。泉42斷塊地層采出液含蠟高，含水低，且間歇出水。近幾年在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)有26口油井存在腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重問題，修井作業(yè)中發(fā)現(xiàn)抽油桿、油管經(jīng)常斷脫、腐蝕穿孔，導(dǎo)致頻繁檢泵修井作業(yè)，給油井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，增加生產(chǎn)成本。為了解決泉42斷塊這一問題，有針對性地開展了油井防腐防垢技術(shù)研究工作。

1 水質(zhì)、垢樣分析

泉42斷塊油井含水低，有些油井含水為0，給室內(nèi)試驗造成困擾。為此根據(jù)該斷塊油井實際生產(chǎn)情況，對部分油井進(jìn)行多輪監(jiān)測取樣，對采出水水樣進(jìn)行分析。

從表1中可以看出：①三口井水質(zhì)礦化度較高，易引起電化學(xué)腐蝕；②Q42-31、Q42-43、Q46-93中 Cl-含量分別為15006mg/L、18831mg/L、8827mg/L，含量較高，容易引起坑蝕；③成垢離子Ca2+、Mg2+、HCO3-含量較高，容易結(jié)垢，引起垢下腐蝕。

根據(jù)所取水樣中的各項離子含量，依據(jù)《油田水結(jié)垢趨勢預(yù)測》中所述的方法，對所取水樣的結(jié)垢趨勢進(jìn)行分析。油井產(chǎn)出液溫度越高，結(jié)垢趨勢越大，在達(dá)到70℃以上時結(jié)垢嚴(yán)重。

對修井作業(yè)過程中起出的抽油桿、油管腐蝕結(jié)垢情況進(jìn)行取樣，參照標(biāo)準(zhǔn)《碳酸巖鹽化學(xué)分析方法》進(jìn)行分析。通過對多口井的采出水水質(zhì)、垢樣的分析，泉42斷塊成垢離子含量高、水質(zhì)礦化度高、氯離子含量高是造成現(xiàn)場油井腐蝕結(jié)垢的根本原因。現(xiàn)場油井采用空心桿加熱，局部溫度高，加重了現(xiàn)場的腐蝕結(jié)垢。經(jīng)過多輪針對泉42斷塊的取樣監(jiān)測和垢樣分析等，發(fā)現(xiàn)泉42斷塊由早先的腐蝕為主轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗母g結(jié)垢并存，原有藥劑已不能滿足現(xiàn)場需要。

表1 水樣化驗結(jié)果表

2 緩蝕阻垢劑的篩選

多年來泉42斷塊現(xiàn)場結(jié)垢嚴(yán)重，現(xiàn)場配方一直使用以阻垢（鈣鎂垢）為主、緩蝕為輔的緩蝕阻垢劑。近期通過對現(xiàn)場取回來的垢樣進(jìn)行分析，現(xiàn)場垢樣成分多是腐蝕垢和鈣鎂垢同時存在。因此需要對緩蝕、阻垢分開進(jìn)行治理?，F(xiàn)場部分油井采用了空心桿電加熱，局部最高溫度可達(dá)85℃，此溫度超出了常規(guī)藥劑的適用范圍，目前使用的藥劑屬于中低溫緩蝕阻垢劑，適用于70℃以下的條件，所以進(jìn)行藥劑篩選時要兼顧低溫和高溫緩蝕、阻垢的問題。

藥劑制度優(yōu)選試驗選定泉42-43井進(jìn)行現(xiàn)場試驗，現(xiàn)場加藥裝置更換為25kg加藥罐。

實驗內(nèi)容：①通過現(xiàn)場取樣，監(jiān)測采出水中總鐵、亞鐵、鈣鎂離子含量，確定加藥后緩蝕阻垢效果；②通過實驗不同的加藥方式、加藥量摸索合適的加藥制度；③通過加藥效果跟蹤監(jiān)測，及時對緩蝕阻垢劑進(jìn)行優(yōu)化，滿足現(xiàn)場使用要求。

試驗過程：整個現(xiàn)場效果監(jiān)測分四個階段。

第一階段：采用每天加藥的方式，摸索加藥量。試驗期間前期每天加藥1 4 k g、清水2 5 k g，考慮到加藥量大，后期改為每天加藥7kg、清水25kg。改變加藥量后對總鐵、亞鐵含量影響不大，但效果波動較大。

第二階段：改為每周加藥一次，持續(xù)監(jiān)測加藥效果。考慮到泉42-43井產(chǎn)液量不高且出水不均勻，加藥量太少導(dǎo)致藥劑與采出液不能混合均勻。因此加大藥劑量，加藥制度改為每周一次加50kg藥劑、50kg清水。通過兩周的監(jiān)測，第二階段比第一階段效果明顯，總鐵、亞鐵離子含量波動變小，但仍出現(xiàn)含量超高的現(xiàn)象，分析認(rèn)為藥劑在泉42-43井筒中分布不均，效果時好時壞?；谝陨显蛳乱浑A段試驗調(diào)整藥劑配方，使其均勻分散溶解，從而可解決緩蝕阻垢劑分布不均的問題。

第三階段：根據(jù)現(xiàn)場情況對配方進(jìn)行調(diào)整，持續(xù)監(jiān)測加藥效果。第三階段對配方進(jìn)行調(diào)整后，通過監(jiān)測結(jié)果看調(diào)整后效果較差，亞鐵、總鐵含量偏高，效果時好時壞。可能是因為緩蝕劑在金屬表面形成的保護(hù)膜不夠致密。

第四階段：第二次調(diào)整配方持續(xù)監(jiān)測加藥效果。配方設(shè)計時在緩蝕成分中設(shè)計了多個吸附中心，用來增強(qiáng)其在金屬表面的吸附能力和抗流體沖刷性能。在配方中引入增效劑，使其形成的保護(hù)膜更加致密，緩蝕效果得到增強(qiáng)。第二次調(diào)整配方后效果較明顯，總鐵、亞鐵含量基本保持在較低水平，且波動幅度較小。

從兩個多月的鈣鎂離子監(jiān)測結(jié)果看，鈣鎂離子含量保持穩(wěn)定，上下波動不大，說明現(xiàn)場阻垢效果較好，結(jié)垢趨勢不明顯。泉42-43井通過現(xiàn)場試驗及效果監(jiān)測可知：現(xiàn)場加藥制度為每周一次，每次加藥50kg、清水50kg。調(diào)整后的配方應(yīng)用于現(xiàn)場，緩蝕阻垢效果良好，可解決腐蝕結(jié)垢問題。

3 泉42斷塊加藥制度確定

（1）加注工藝：由井口的加藥裝置將藥劑從油套環(huán)空加入。

（2）藥劑濃度：加藥濃度決定現(xiàn)場的緩蝕阻垢效果。室內(nèi)試驗時，當(dāng)藥劑濃度為100mg/L時，可達(dá)到較好的緩蝕結(jié)垢治理效果?？紤]到現(xiàn)場復(fù)雜工況，需適當(dāng)提高加藥濃度，確保井底及井筒內(nèi)藥劑的有效濃度達(dá)標(biāo)。

（3）藥劑加藥周期：加藥周期是由藥劑的成膜保持時間及殘余濃度決定的。對周期加藥井連續(xù)取樣，進(jìn)行殘余濃度檢測，需保證加藥周期內(nèi)藥劑的殘余濃度不低于有效濃度100mg/L。加藥周期為7天，較為合理。

4 試驗中加藥方式

阻垢劑的添加方法，常用液體阻垢劑，一般采用套管定期添加，存在持續(xù)性差、濃度不易控制、費時費力等問題。目前，有固體緩釋阻垢顆粒，可以先期放置在油水井管柱內(nèi)，能達(dá)到長期阻垢的目的，這就需要一種固體阻垢劑充填工具。

裝置安裝在抽油泵下部，篩管上部，正常生產(chǎn)時液流從地層進(jìn)入井筒，通過篩管后經(jīng)過充填工具內(nèi)的固體阻垢劑，此時固體阻垢劑緩慢釋放阻垢物質(zhì)，達(dá)到液體阻垢的目的，之后液流經(jīng)抽油泵被采出地面，從而減少結(jié)垢卡鉆的風(fēng)險。

5 泉42斷塊治理效果

通過對泉42-43井的效果跟蹤，調(diào)整了泉42斷塊的加藥制度及加藥模式，增加了清水沖洗的步驟，取得了良好的效果。通過對泉42斷塊的跟蹤治理及效果觀察，該斷塊治理后全年未發(fā)生垢卡井檢泵作業(yè)，與治理前相比減少年作業(yè)費約106萬元，桿管更換費用84萬元。

井下加藥模式有效延長了檢泵周期。Q46-96井，2018年4月底檢泵發(fā)現(xiàn)桿管結(jié)垢，隨即加藥，但效果不明顯，7月上旬垢卡檢泵，應(yīng)用井下加藥裝置，檢泵周期從70天延長至370天，并且持續(xù)有效。

6 結(jié)論

（1）現(xiàn)有條件下，井筒加藥治理腐蝕結(jié)垢的方式具有技術(shù)成熟和成本較低的優(yōu)勢，井口取采出水進(jìn)行藥劑配伍，針對性強(qiáng)。井口加藥方式操作簡單，但工作量大，加藥方式有待進(jìn)一步創(chuàng)新。

（2）加藥治理過程中需要堅持對治理效果跟蹤監(jiān)測，特別是上修作業(yè)時要注意起出的抽油桿、油管腐蝕結(jié)垢情況，并做好相關(guān)記錄，以便比對總結(jié)。

（3）井下加藥模式可以有效延長檢泵周期，但針對出砂井慎用，易被地層細(xì)砂堵死。