渤海深部?jī)?chǔ)層螯合接技術(shù)研究與應(yīng)用

劉曉賓（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300459）

渤海是被山東半島和遼東半島包圍的半封閉內(nèi)海，由遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中部和渤海海峽組成。

渤海某井地質(zhì)構(gòu)造為黃河口凹陷中央部位，該構(gòu)造群發(fā)育于渤南潛山帶南，該井主要開采沙河街組儲(chǔ)層[1]，埋深-2438.6～-2741.3m。該井投產(chǎn)后，產(chǎn)液量明顯低于同層位井，且生產(chǎn)一段時(shí)間后出現(xiàn)電潛泵過載無法起泵現(xiàn)場(chǎng)，檢泵發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)井內(nèi)結(jié)垢污染情況，分析可能存在儲(chǔ)層污染。通過對(duì)該井低產(chǎn)原因的分析，并進(jìn)行相應(yīng)的增產(chǎn)措施，最終恢復(fù)其正常生產(chǎn)產(chǎn)能。本文主要圍繞該井情況，應(yīng)用螯合解堵技術(shù)處理的分析，為今后油井解除污染的處理提供有力的參考。

1 生產(chǎn)井史

該井下入9-5/8"套管+7"尾管，采用尾管射孔完井，不防砂[2]。

投產(chǎn)初期下入Y 型分采管柱，舉升方式為電潛泵，下入金屬防垢器，下泵日期2018 年9 月21 日，生產(chǎn)6 天后手動(dòng)停泵進(jìn)行地面管線配管，配管完成后復(fù)啟電泵失敗，過載停泵，表現(xiàn)為頻率提不上去，電壓提不上去，電機(jī)溫度上升。嘗試反循環(huán)洗井后，復(fù)啟電泵仍過載停泵，故障現(xiàn)象依舊，初步判斷為泵軸遇卡。

2018年11月1~11日，對(duì)該井實(shí)施檢泵作業(yè)，提井結(jié)果顯示機(jī)組外觀良好，但電泵盤軸不動(dòng)，泵葉輪、導(dǎo)殼表面及流道處覆蓋有大量的油泥，防垢器表面附著有大量的油泥，流道內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，X-射線熒光光譜固體元素分析結(jié)果初步推斷垢樣成分主要為Fe2O3、BaSO4與CaCO3，還有少量的MgCO3。分析認(rèn)為油泥堆積及結(jié)垢是導(dǎo)致上套機(jī)組無法正常啟動(dòng)的主要原因。下入新泵，2018 年11 月11 日，啟泵復(fù)產(chǎn)，至26 日，油井流壓（由18MPa降至7.8MPa）、產(chǎn)液量（由90 m3/d降至30 m3/d）較復(fù)產(chǎn)時(shí)下降明顯。

2019 年該井累計(jì)進(jìn)行了兩次檢泵作業(yè)。期間發(fā)現(xiàn)上節(jié)電泵盤軸不動(dòng)，下節(jié)電泵盤軸困難，上泵、下泵內(nèi)葉輪及導(dǎo)殼被垢覆蓋，防垢片及防垢片隔套都被垢覆蓋。以上部位取樣垢樣化驗(yàn)分析結(jié)果為，主要垢樣為碳酸鈣和碳酸鎂，次要垢樣為二氧化硅和硫酸鋇。下入新泵，啟泵復(fù)產(chǎn)，油井液量、流壓低，運(yùn)轉(zhuǎn)10 日過載停泵，反循環(huán)洗井后復(fù)啟仍過載停泵。針對(duì)當(dāng)時(shí)情況，考慮目前井下機(jī)組電氣性能良好，同時(shí)結(jié)合前兩套機(jī)組嚴(yán)重結(jié)垢的提井情況，分析該井結(jié)垢遇卡的可能性大，對(duì)該井使用隱形酸完井液進(jìn)行浸泡，嘗試解堵。浸泡多日后，雖然井口出現(xiàn)返出，但量非常小，重新啟泵失敗。且第二次檢泵后下入電潛螺桿泵，三段合采，復(fù)產(chǎn)，生產(chǎn)情況依舊補(bǔ)液多日后，含水仍100%，生產(chǎn)一個(gè)月后，手動(dòng)停泵關(guān)井。

2 低產(chǎn)原因分析

對(duì)該井井史和結(jié)垢取樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)垢樣化學(xué)成分主要是碳酸鈣、鎂垢、鐵垢及微量硫酸鋇、鍶垢組成的復(fù)合垢；同時(shí)，分析沙河街組的巖心取樣，發(fā)現(xiàn)其中含有一定比例的硫鐵礦石。結(jié)合該井完井工藝分析，認(rèn)為主要原因：該井完井期間使用的隱形酸完井液呈酸性，能夠與硫鐵礦石反應(yīng)生成鐵離子，隨著油井生產(chǎn)進(jìn)入井筒中與井液中的游離氧發(fā)生反應(yīng)，形成鐵銹。同時(shí)，隨著完井液的逐步排除，井筒內(nèi)的酸性減弱，形成的Fe2O3無法繼續(xù)溶解，逐步堆積于機(jī)組內(nèi)部，凝結(jié)，造成無法正常生產(chǎn)。

次要原因：沙河街組原油具有三低兩高的特點(diǎn)，即密度低，粘度低，含硫量低，含蠟量高，凝固點(diǎn)高[3]，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量9.28%～16.13% ，含蠟量0.62%～6.65%，外來流體侵入容易造成蠟質(zhì)、膠質(zhì)瀝青質(zhì)等重質(zhì)成分析出的冷傷害。

3 解堵工藝及效果評(píng)價(jià)

3.1 解堵工藝技術(shù)

該井采用的螯合解堵工藝，主要處理劑為鋇鍶垢解堵劑和鈣鎂垢解堵劑。其中鋇鍶垢絡(luò)合解堵劑通過斷鏈劑進(jìn)行斷鏈，把鋇鍶離子絡(luò)合到選擇的絡(luò)合劑活性基團(tuán)位置，讓鋇鍶離子絡(luò)合，變?yōu)橐兹芙庥谒男》肿踊衔铮_(dá)到被去除硫酸鋇鍶垢的目的[4]。鈣鎂垢解堵劑能有效清除碳酸鹽垢、銹垢和二價(jià)石油磺酸鹽垢和聚合物垢[5]；均為乳白色固體粉末或者無色液體，無毒、無味、不燃、不爆。不含無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿性物質(zhì)及各類有機(jī)溶劑，并且解堵后易降解，對(duì)流程無影響。處理液的擠注順序如表1所示。

表1 處理液段塞注入程序表

MPa m3/min m3 m3 1 2 3擠注前，用解堵泵環(huán)空補(bǔ)液，保證解堵作業(yè)前油套環(huán)空充滿正擠處理液正擠頂替液≤21 0.1～1.5 32 80≤21 0.1～1.5 16 96 1、停泵，測(cè)壓降5-15min；2、解堵后測(cè)電泵機(jī)組對(duì)地絕緣及三相直阻；3、關(guān)井反應(yīng)72h，期間進(jìn)行鋼絲作業(yè)，開滑套。4、啟泵生產(chǎn)，返排液首先進(jìn)泥漿池，測(cè)PH值，合格后進(jìn)流程。

3.2 解堵效果評(píng)價(jià)

返排液成分分析，返排液中元素成分與前期認(rèn)識(shí)一致，本次解堵施工作業(yè)，隨著預(yù)處理液進(jìn)入地層，解除了鈣鎂垢及鐵垢等多價(jià)金屬固相傷害物（主要為無機(jī)垢），改善儲(chǔ)層滲流通道，螯合解堵劑基本處于中性，擠注進(jìn)儲(chǔ)層后，泵壓逐步下降，擠注排量提升，證明該解堵劑能夠有效解除堵塞。

關(guān)井反應(yīng)72h開始返排，螯合解堵后產(chǎn)液能力明顯提升，待解堵液返排完后，該井產(chǎn)油量穩(wěn)定在40~45 方/天，且生產(chǎn)壓差遠(yuǎn)低于解堵前，含水率也下降至47%，說明螯合解堵工藝有效的解除了該井的儲(chǔ)層污染。

4 結(jié)語

通過對(duì)該井解堵作業(yè)的分析，對(duì)今后類似油井的解堵及增產(chǎn)提供借鑒：

（1）通過螯合解堵措施，有效解決了結(jié)垢造成的儲(chǔ)層堵塞，提高了油井產(chǎn)能；

（2）從堵塞物成分分析和后期返排液的取樣分析，堵塞物主要由鈣鎂垢、鐵垢及硫酸鋇垢為主，為后續(xù)類似問題的解決積累了經(jīng)驗(yàn)；

（3）渤海深部?jī)?chǔ)層存在地層溫度高、破裂壓力高、滲透率小等問題，螯合解堵的解堵劑基本處于中性，對(duì)套管和井下管柱的腐蝕小，能夠在儲(chǔ)層中長(zhǎng)時(shí)間浸泡，較常規(guī)酸化作業(yè)具有優(yōu)勢(shì)。