西區弱堿三元復合驅機采井清防垢技術初步認識

徐慶楠(大慶油田第一采油廠第三油礦，黑龍江 大慶 163000)

西區弱堿三元復合驅機采井清防垢技術初步認識

徐慶楠(大慶油田第一采油廠第三油礦，黑龍江 大慶 163000)

三元復合驅能夠提高采收率，但在開發過程中機采井會產生結垢現象，降低開井時率，影響原油產量。本文針對西區弱堿三元復合驅機采井結垢現象進行了描述，分析了機采井頻繁卡泵的機理，探索了西區三元機采井結垢判定標準，并進行了清防垢治理措施的效果評價與分析，對西區弱堿三元復合驅機采井清防垢技術有了初步認識。

弱堿;三元復合驅;機采井;結垢;清防垢技術

1 西區二類弱堿三元區塊概況

區塊注入井236口，采出井281口，主要開采層位PⅠ5～PⅡ10、SⅡ10～SⅢ10（PⅠ5-7），區塊于2014年2月注入前置聚合物段塞，2014年7月注入三元主段塞。截止2016年6月末，區塊注入地下孔隙體積0.4PV，目前全區見效井227口，見效比例80.5%，其中西過上返見效115口，見效比例87.8%，單井累計增油2869t，單井日增油3.6t，含水下降8.1個百分點；西區下返見效112口，見效比例74.2%，單井累計增油1830t，單井日增油2.7t，含水下降4.9個百分點。2014年10月出現第一口垢卡井，累計垢卡104口，平均檢泵周期429天，二次垢卡46口，平均運轉周期90天。

2 機采井防垢措施應用

2.1 結垢機理分析

當弱堿三元復合驅溶液注入地層后，溶液中的Na2CO3和地層中的礦物質及地層水發生反應，產生大量易成垢離子，如Ca2+、Mg2+、HCO3-等。當混有易成垢離子的三元復合驅溶液進入油井后，在井筒附近其壓力急劇下降，流速劇烈變化，液體中離子濃度平衡被打破，從而導致井筒、井下設備和地面設備等產生結垢現象，若油井進入結垢期，地層堿性增加，即PH值呈上升趨勢，Ca2+和Mg2+離子濃度下降、HCO3-離子濃度下降、CO32-離子濃度上升。

2.2 機采井結垢現象分析

2.2.1 抽油機結垢現象

結垢對抽油機的影響主要是卡泵，從現場上看，主要表現在停機卡泵，熱洗卡泵和抽汲卡泵。

（1）停機卡泵：在柱塞兩端壓差作用下，液體中的垢在刮砂槽內被過濾、堆積、壓實；而且，柱塞兩端存在一定的梢度，停機后管內液體中垢加速下沉，在此處堆積、壓實造成卡泵。

（2）熱洗卡泵：熱水洗井時，大量熱水進入井筒內，液體粘度降低，垢加速下沉，在柱塞上部逐漸堆積造成卡泵。

（3）抽吸卡泵：多發生在柱塞運動的下行程，原因是在活塞上下運動中，泵間隙內液體流動、摩擦、成垢，在泵筒內壁及防砂槽內逐漸吸附→生長→堆積→濾失→壓實→增加與泵筒阻力，最終卡泵。

2.2.2 螺桿泵結垢現象

螺桿泵井見垢之后，定、轉子間的過盈值增加，導致定、轉子間法向應力增大，其摩擦系數呈無規則變化，工作載荷常劇烈波動，這種工作負載的劇烈波動將直接導致螺桿泵井頻繁發生桿柱疲勞斷裂事故，另外垢質在定、轉子間堆積同樣會造成卡泵。

2.3 清防垢措施及效果分析

2.3.1 井下防垢措施應用及效果

針對三元復合驅結垢對泵的影響，抽油機井下入長柱塞短泵筒防垢泵。該泵柱塞長度長于泵筒長度，在抽油機上死點時，柱塞上端高于泵筒上端，柱塞下端進入泵筒內，抽油過程中，柱塞全段和泵筒全段始終有相對運動，柱塞、泵筒表面不易結垢，泵上油管結垢后可以通過此通道沉入泵下尾管，不會影響抽油泵生產，可以延長使用壽命。對比采取單一物理防垢措施且出現二次垢卡的25口抽油機井，檢泵周期延長54天。針對已見垢井不再下入篩管，泵下直接連接尾管，減少因結垢后導致篩管被垢糊住后引起的抽汲卡泵。

螺桿泵井井下下入小過盈螺桿泵，即將螺桿泵定轉子過盈由0.2mm減小到0.15mm，減小因結垢導致過盈量和摩擦系數的增加導致的扭矩增加，從而減少卡泵。

2.3.2 地面防垢措施應用及效果

對于作業證實已見垢井，采用雙柱塞加藥裝置進行井口點滴加藥。該加藥裝置能夠實現純藥劑與井口摻水以不同比例（最大1：10）混合后注入環空（藥泵排量0-6L/h，水泵排量60L/ h），根據日加藥量設置每小時啟泵2-15次。

2016年1月開始對垢卡井進行井口點滴加藥，累計實施42口井。初始加藥濃度為200mg/L，正常加藥情況下仍出現二次垢卡井將加藥濃度調至400mg/L，目前已有17口井加藥濃度上調，上調后均未出現二次卡泵。截至2016年6月，西區三元加藥井平均檢泵周期由74天延長至254天，平均每月垢卡檢泵井次由6.7井次降至4.2井次，具體情況見圖3。

2.3.3 清垢措施應用及效果

（1）小修解卡，利用作業機上提柱塞和利用泵車油管打壓使柱塞在卡死點處反復上提和下放，最終達到成功解卡目的。小修解卡具有施工周期短（1天）、費用低（0.9萬元）的優點，若小修不成功，作業機不撤直接轉檢泵。目前西區三元共累計進行93井次，成功48井次，成功率51.6%。

（2）化學清垢，清垢前先用清水洗井，反循環注入清垢劑10m3后，再向地層擠入清垢劑10m3，關井反應4小時。現場應用11口井，成功4口井，成功率36%。

進過現場摸索，對于不同步井進行化學清垢成功率較高（5口成功4口），而對于卡死井，小修解卡成功率較高。

2.3.4 生產現場管理

井下防垢、地面加藥以及作業洗井等措施離不開日常管理，面對三元井停機易卡泵這一特點，做到故障事不過夜，無特殊情況停機必須停在下死點，尤其測靜壓等人為情況。對地面加藥裝置要確保加藥時率，保證加藥濃度滿足設計，跟蹤加藥效果，確保藥劑連續穩定的加入井下。

3 結論

西區弱堿三元復合驅機采井結垢主要為碳酸鹽垢居多，井下采用長柱塞短泵筒防垢泵與小過盈螺桿泵，地面采用點滴加藥技術加入防碳酸鹽垢的防垢劑并注重好加藥時率，配合物理解卡、化學清垢措施可以有效減少卡泵次數，延長檢泵周期，提高開井時率。

徐慶楠，男，黑龍江省大慶市人，畢業于東北石油大學油氣儲運專業，現工作于大慶油田第一采油廠第三油礦。