油井井筒結垢分析及防治措施

任禮　牛晶　曹新

摘 要：隨著我國的社會經濟水平的飛速提升，國家對石油的依賴性也越加明顯。但石油行業同樣也面臨著巨大的挑戰，油井井筒的結垢對于油田的正常生產產生了很大的制約作用。當油田開發到中后期的階段，注水量會逐步加大，并且水質中的一些成分也會和油井下的設備和工具發生反應，在反應的過程中產生垢狀物質，如果未及時的處理這些垢狀物質，那么就可能導致質量事故的出現，如設備工具失效、桿管斷脫以及泵漏等，大大的影響了石油企業的經濟效益。文章便對油井井筒結垢機理和原因分析以及油井井筒結垢的防治措施兩個方面的內容進行分析和探討，從而詳細的論述了如何做好油井井筒結垢的防治工作。

關鍵詞：油井井筒結垢；機理和原因；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），背景上發育的多組軸向近東西向德鼻狀隆起構造。主力油層三疊系長X儲層為湖成三角洲沉積，巖性以灰綠色細粒硬砂質長石砂巖為主，成份及結構成熟度低，巖性致密。長X可分為長X1、長X2、長X3三個小層，其中長X2層為主產層，平均有效厚度12.5m，平均有效孔隙度12.69%，儲層孔隙度發育中等，平均滲透率1.81×10-3цm2，屬于低滲透儲層。

1 油井井筒結垢機理和原因分析

1.1 油井井筒結垢的機理

油井結垢是指抽油機井井筒內的抽油泵和油管油桿等井下機械構件，在油井產出液的長期作用下通過化學反應使其表面結垢的現象。原油從油井底部進入管道開始，由于油田注水開采及石油、天然氣自身含水等原因，導致從油井底部采油泵便開始結垢，結垢使得抽油泵等機械裝置的工作效率急劇下降，嚴重的還會導致卡泵，并加重抽油桿偏磨以及抽油桿斷脫等事故的發生。

1.2 油井地下水的成份分析

現階段，我國很多油田的油井井筒都存在著結垢的問題，因此，應對油田現場的地下水水質進行詳細的檢測，并且進行定量的分析，從而得到結垢物的組成成份。在我區存在結垢問題的油井井筒中，它們的結垢情況是很類似的，當對所測得的地下水的水質成份進行分析時，我們發現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，這些離子之間就會發生化學反應，從而產生難以溶解的鹽類化合物等結垢物質。

1.3 井筒結垢的原因分析

在對油井井筒結垢物的成份進行分析時，發現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、瀝青和蠟等有機物質，在離子之間發生化學反應的過程中就會產生難以溶解的化學物質，這些化學物質再與有機物質進行結合，那么就形成了難以溶解的垢物。另外，由于很多油井已經進行了很多次的酸化作業，一些酸性液體的就會腐蝕油井的管柱，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，還會含有大量的鐵銹，這也是導致油井井筒存在著嚴重結垢現象的原因。在油田中還有一些油井存在著嚴重的出砂的問題，所產生的大量的砂粒就成為了蠟和結垢物質結合的載體，導致了油井井筒出現了明顯的析蠟現象，在分析結垢物質的組成成分時，我們發現這些垢物中都含有大量的有機物，這些有機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垢混合物。

2 油井井筒結垢的防治措施

2.1 我區油井井筒的結垢現狀

井筒油管桿結垢。我區結垢井為32口，較年初增了4口。井筒油管桿結垢后，油桿在舉升液體時的往復運動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。深井泵球座結垢。球座因結垢造成的固漏井次上升，球座結垢造成固定凡爾球與球座密封不嚴，從而導致深井泵漏失。

2.2 油井井筒結垢的常用防治措施

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程中，地層水的成份非常不穩定，并且其還容易與石油產物的輔助生成物質以及井底的機械設備產生化學反應，從而產生垢狀物質。因此，要想有效的防止垢狀物質的產生，我們就應做好油井地層水防阻垢的處理工作。通常情況下，在我國大多的油井中都采用聚合物和磷酸鹽這兩類物質作為阻垢劑，它們的阻垢能力加強，并且化學成份也較為穩定。我區塊采用的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磁防腐阻垢器

如果油井的結垢現象較為嚴重，那么應采用安裝強磁防腐阻垢器這一方法，從而防止管柱出現結垢和被腐蝕的現象。強磁防腐阻垢器同時具有防垢和防腐的功能，其成本較低、使用方便，也不會對周圍的環境造成污染，節約能源，并且使用壽命能夠超過十年，強磁防腐阻垢器的工作原理為：當其處于工作狀態時，會產生一個強磁場，其具有非常好的殺菌作用。而在油井井下的作業環境中，又是生長著較多的生物菌的，井筒結垢的化學反應是離不開這些生物菌的催化作用的，因此，強磁防腐阻垢器能夠抑制這些生物菌的生長和繁殖，并且能將生物菌消滅，從而防止它們腐蝕井下的金屬設備；在強磁防腐阻垢器工作時，還會產生磁場效應，那么周圍的金屬表面就可能會形成一層磁流體動力波，其具有很強的拋光功能，那么表面就會變得更加的光滑，這樣金屬體表面的垢狀物和腐蝕物就能夠被清除干凈了。磁流體動力波的運動能夠有效的避免腐蝕介質和金屬體表面的接觸，從而避免了井筒結垢物質的形成；強磁防腐阻垢器工作時還會產生防鹽垢效應。其作用就如同一個凈化裝置，當含有硫酸鹽和碳酸鹽等鹽類成分的水經過此裝置時，強磁場就會對鹽分子的運動環境產生干擾，鹽分子運動的軌道也會隨之發生變化，其原子和分子的分布結構甚至也會發生改變，這樣就起到了防阻垢物凝結的作用。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濕性能，那么硫酸鹽、碳酸鹽等各類鹽類物質的溶解度就會隨之下降，既將原來的井垢溶解干凈了，同時也起到了防止新的井垢生成的作用。

2.2.3 改進油井的生產方式，對油井進行綜合防垢

根據油井井筒的結垢機理，可以進一步的改善井內流體的流動環境，從而控制油井井筒的結垢。改變油井的生產方式。要想有效的降低井下的負荷，從而提升集輸站原油的脫水效果，進行油井的生產工作時，通常都是采用油套環空加破乳劑的生產方式，而這樣原來的乳化水轉變成游離水，那么油井井筒的結垢就可能加劇，為了有效避免這一現象的發生，便開展了油井停加破乳劑的試驗，從而試驗中發現，在停加破乳劑的情況下，油井的結垢速度出現了明顯的下降趨勢；有效的降低油井的抽汲強度。如果油井采用的生產方式為強采的方式，那么地層的產液能力與油井的生產參數就可能出現不匹配的問題，所以，為了充分的提升井底流壓和地層壓力，便應加強注水的效果，準確的控制各項生產參數，從而降低油井井下的結垢速度。

3 結束語

通過以上的論述，對油井井筒結垢機理和原因分析以及油井井筒結垢的防治措施兩個方面的內容進行了詳細的分析和探討。隨著我國石油行業的快速發展，油井的開發難度也越來越大，而在油井開發到中后期的階段，油井井筒出現了較為嚴重的結垢現象。而要想有效的防止油井井垢的產生，那么就應采取科學合理的油井井筒結垢防治措施，才能真正的解決我國油井井筒的結垢問題，從而實現我國石油產業的可持續發展。

參考文獻

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