寶浪油田油井結垢的綜合治理

喬林 陸正元 李華斌 石建麗 鄭修剛

1成都理工大學能源學院2中國石化西南油氣分公司銷售運行處3中國石油長慶油田分公司超低滲透第二項目部五蛟作業區

寶浪油田油井結垢的綜合治理

喬林1陸正元1李華斌1石建麗2鄭修剛3

1成都理工大學能源學院2中國石化西南油氣分公司銷售運行處3中國石油長慶油田分公司超低滲透第二項目部五蛟作業區

目前寶浪油田已進入開發中后期，含水率上升較快、壓力下降幅度大等諸多不利因素造成油井的結垢現象明顯。通過對采取連續加防垢劑的方式對部分結垢油井進行礦場試驗，結果表明：寶浪油田結垢主要是由于熱力學條件發生改變造成成垢離子的析出，而垢型主要為CaCO3、BaSO4型；結垢油井的防垢效果相對較好，整體的結垢現象得到遏制，油井由于結垢檢修的井次明顯減少。

寶浪油田；開發中后期油田；油井結垢；飽和指數；加藥

寶浪油田已進入開發中后期，即壓力下降較明顯、綜合含水率上升較快等諸多因素，導致地層水中的離子平衡狀態發生改變，致使油井結垢的數量、范圍和結垢產狀發生相應改變。目前寶浪油田綜合含水率為87%，油井大量產地層水，而寶浪油田產出水的總礦化度為40 472.7 mg/L，其中鈣、鎂離子含量為820.1 mg/L，Ba2+含量為184 mg/L，這樣致使油井的結垢現象逐年加重。2004年之前結垢油井為4口，2007年增至35口，并且結垢油井的維修井次也在逐年增加，因此解決或緩解油井結垢問題對寶浪油田生產具有重要的意義。

1 油井結垢機理與分析

1.1 油井結垢機理

油井結垢分為兩個階段，可溶性礦物質結晶作用和沉降作用：①當鹽濃度達到過飽和時，首先發生晶核形成過程，溶液中形成了少量鹽的微晶粒，然后發生晶格生長過程，形成較大的顆粒，較大的顆粒再進一步聚集[1]；②水中懸浮物（如鐵銹、砂土、黏土、泥渣等）受到沉降力和剪應力作用，如果沉降力大，則懸浮物容易沉積，如果剪應力大于水垢本身的結合強度，則粒子被分散在水中[2]。

1.2 油井結垢預測與垢型檢測

對結垢油井的結垢動態進行了跟蹤測定，其跟蹤測定結果見表1。從表1中可看出，寶浪油田的油井結垢垢型主要為CaCO3和BaSO4型。再根據行業標準SY/T 5523—2006油田水分析方法和SY/T 0600—1997油田水結垢趨勢預測，對寶浪油田結垢趨勢進行預測，表明油井結垢情況與預測一致，各油井均有結垢趨勢。

表1 寶浪油田結垢井垢狀及垢型

2 綜合治理

2.1 藥劑的篩選

經過大量的室內實驗，篩選出了3種性能優良的防垢劑：JHSI、HAHP、PBTCA，并且3種防垢劑在低濃度條件下也具有防垢效果。當防垢劑濃度為2 mg/L時，防垢效果相對較明顯；當防垢劑濃度為4 mg/L時，這3種防垢劑的防垢率均近于100%。防垢劑濃度對防垢率的影響見圖1。通過對3種防垢劑進行綜合經濟評價，最終選用PBTCA防垢劑進行礦場試驗。

圖1 防垢劑濃度對防垢率的影響

2.2 措施井情況與效果分析

2007年化學防垢技術共實施35口井294井次，部分單井防垢劑的注入情況見表2。通過對措施油井的產出水中成垢離子濃度檢測，最終對防垢措施作業進行跟蹤和評價。

表2 2007年寶浪油田防垢實施情況

（1）加藥方式對成垢離子濃度影響。在現場試驗過程中，對結垢油井采取不同的加藥方式防垢，判斷結垢油井是否存在結垢傾向，主要檢查可成垢離子濃度是否增加[3]。結果表明，加藥后Ca2+濃度有相對較明顯的升高，但隨著時間的推移，濃度又有所下降，主要由于藥劑的消耗和稀釋造成，因此后期采取連續加藥措施；Ca2+濃度有相對較明顯的升高，達到穩定狀態。說明防垢劑具有較好的防垢能力。

（2）措施油井分析。通過對結垢油井采取化學防垢措施，現場試驗表明，在長期監測的油井中僅有B1200井在措施后3年凡爾處結垢，以及B2214、B2315井在實施防垢措施2年后出現結垢現象。說明寶浪油田結垢油井的防垢效果相對較好，整體的結垢現象得到遏制，油井由于結垢而檢修的井次明顯減少。

3 結論

（1）寶浪油田結垢主要是由于熱力學條件發生改變造成成垢離子的析出，而垢型主要為CaCO3、BaSO4型。針對上述問題采取連續加防垢劑的方式對部分結垢油井進行礦場試驗。

（2）通過現場試驗結果表明，寶浪油田結垢油井的防垢效果相對較好，整體的結垢現象得到遏制，油井由于結垢檢修的井次明顯減少。

[1]張貴才，葛際江，何曉娟，等．化學劑防碳酸鈣垢的機理研究進展[J]．西安石油大學學報：自然科學版，2005，20（5）：59-62.

[2]李曉蔓．寶浪油田膦防垢體系研究[D]．成都：成都理工大學，2012.

[3]肖榮鴿，周加明，潘杰，等．油田注水管線結垢機理及模型預測[J]．油氣田地面工程，2013，32（3）：20-22.

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.034