流壓對油井結(jié)垢的影響解析

楊慶峰 韓建偉 葛春東

摘 ?要：抽油機(jī)結(jié)垢問題近幾年出現(xiàn)，并逐年增多，給泵況管理造成巨大壓力。我們不斷在生產(chǎn)和管理中找尋造成問題的根源所在。本文對全礦各結(jié)垢井生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)這些結(jié)垢問題井普遍存在流壓下降過程。為了驗證這一推論，我們對垢質(zhì)成分、采出液離子成分以及成垢環(huán)境進(jìn)行綜合分析，得到一個規(guī)律，當(dāng)系統(tǒng)壓力降低時，水中二氧化碳分壓降低，水中碳酸氫根離子的溶解度也降低，導(dǎo)致垢質(zhì)的析出，這是成垢的最主要因素。

關(guān)鍵詞：結(jié)垢;桿滯后;流壓;碳酸鹽

1.問題的提出

近幾年我礦抽油機(jī)井結(jié)垢的問題逐年增多，導(dǎo)致桿滯后井增多、偏磨加劇、嚴(yán)重造成卡泵作業(yè)，給泵況管理造成巨大壓力。雖然采取了有針對性的治理措施（如酸洗），但仍然很難避免再次結(jié)垢。所以找出造成結(jié)垢的根本原因是我們需要解決的最主要問題。一直以來我們不斷尋找生產(chǎn)管理中存在的影響因素，不論從注入水質(zhì)還是日常管理洗井等方面均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在管理泵況的過程中我逐漸總結(jié)出一個規(guī)律：這些易出現(xiàn)結(jié)垢問題的井普遍存在液面較深，流壓低于歷史正常時期水平的特點。個別井在用摻水壓井后打開套管閘門，存在“倒吸”現(xiàn)象，具有區(qū)塊系統(tǒng)壓力偏低的共同點。再加上2017年我礦鉆控區(qū)大量出現(xiàn)桿滯后問題，結(jié)合現(xiàn)場實際以及地質(zhì)和油田化學(xué)資料展開研究，尋找影響問題的關(guān)鍵因素。

2.問題井分析

為了證實上述問題的普遍性，我們對全礦9個采油隊的抽油機(jī)井從2017年至今的生產(chǎn)情況進(jìn)行了歸納分析。找出典型桿滯后75井次，他們都具有沉沒度和流壓較低的特點。其中62井次在出現(xiàn)桿滯后問題之前的一段時間，沉沒度及流壓逐步降低，且明顯低于歷史正常值。在低流壓環(huán)境下生產(chǎn)一段時后，桿滯后問題的出現(xiàn)，且都是在沉沒度及流壓下降到最低值時。這類情況所占比例高達(dá)82.7%。

以杏A井為例，該井2017年以前平均沉沒度400m以上，流壓4.0Mpa以上，但從2017年5月開始，沉沒度流壓逐漸下降。到2017年5月出現(xiàn)桿滯后。經(jīng)過一年的低流壓生產(chǎn)，該井于2017年5月功圖出現(xiàn)桿滯后，并逐漸加重，2017年九月檢泵，檢泵起出情況來看，底部40根桿管上流結(jié)了一層垢質(zhì)。

舉另外一口井為例：杏B井2017年上調(diào)沖次，從2017年5月開始沉沒度及流壓開始下降，在低流壓下生產(chǎn)了一年后，于2017年12月功圖出現(xiàn)桿滯后并逐漸加重。

包括上兩口井在內(nèi)，一共62井次均符合這一特點。另外，在統(tǒng)計中我們還發(fā)現(xiàn)：對于那些常年低流壓生產(chǎn)的井很少出現(xiàn)桿滯后。而桿滯后問題普遍出現(xiàn)于這類流壓突然降低的井。大量的實例證明了一件事情：在近幾年的生產(chǎn)中，沉沒度下降是普遍現(xiàn)象，這又導(dǎo)致了流壓逐步降低。流壓的降低和油井的結(jié)垢存在著必然的因果關(guān)系。在隨后的工作中，我們對這項推論進(jìn)行了驗證。

3.成垢原因

3.1 垢質(zhì)成分化驗

要找到垢質(zhì)來源，首先要對垢的成分進(jìn)行分析。2017年對L9-PS1501的垢質(zhì)進(jìn)行，化驗結(jié)果說明，油井的結(jié)垢主要成分為碳酸亞鐵、四氧化三鐵、碳酸鈣，少量有機(jī)物。L9-PS1501和L7-AS1721兩口結(jié)垢井的垢進(jìn)行離子濃度化驗，HCO3-離子濃度很高。結(jié)果表明兩口井都存在碳酸鹽結(jié)垢，其中9-PS1501碳酸鹽結(jié)垢較重。化驗結(jié)果說明，目前油井存在的垢以碳酸鹽垢為主，而且不同的井結(jié)垢嚴(yán)重程度不同。

3.2 成垢環(huán)境分析

針對碳酸鹽垢的成垢條件進(jìn)行綜合分析，油井結(jié)垢主要具備一下幾點影響因素，由于本區(qū)塊從開發(fā)至今一直采取水驅(qū)開采，溫度、和pH至變化不大，對于井筒結(jié)垢來說，系統(tǒng)壓力下降是引起結(jié)垢的主要因素。隨著區(qū)域上調(diào)參數(shù)提液，油井流壓低，當(dāng)?shù)貙右毫魅刖缀臀氡猛矔r，由于液柱壓力低于地層水溶解二氧化碳?xì)怏w的分壓，導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w逸出，碳酸氫根在水中的平衡方程式向有利于生成碳酸垢的方向移動，形成鹽垢：在成垢過程中，垢晶體吸附周圍環(huán)境的泥砂、腐蝕物、原油等物質(zhì)一起沉積增大，形成無機(jī)垢混和物。

綜上所述，我們得出一個結(jié)論：流壓的大幅下降，是導(dǎo)致目前油井結(jié)垢增多的主要原因。隨著油井普遍上調(diào)參數(shù)提液，使區(qū)塊各油井流壓不斷降低，區(qū)域油層壓力也隨之降低。流壓下降一方面降低了采出液中的碳酸鹽溶解度，使碳酸鹽垢沉積，另一方面，使得地層中壓力平衡受到破壞，使油層中粘土微粒隨碳酸鹽晶體運移出地層，兩者混合就形成了我們在泵筒中見到的垢質(zhì)。隨著長期低壓成產(chǎn)，能量得不到及時補(bǔ)充，垢不斷沉積，最終導(dǎo)致桿滯后和卡泵，縮短了檢泵周期。

4.解決辦法

4.1通過以上分析

給我們帶來了一個解決問題的有效思路：在還未出現(xiàn)結(jié)垢問題之前，保持合理的系統(tǒng)壓力，避免流壓大幅度下降，從而預(yù)防結(jié)垢，而不是等油井已經(jīng)結(jié)垢卡泵時進(jìn)行處理。從而延長油井的檢泵周期。

在保證目前產(chǎn)量的形勢下，也不能盲目下調(diào)參數(shù)，根據(jù)流壓的計算公式，通過套壓和動液面兩個參數(shù)可以控制流壓。通過對歷年結(jié)垢井液面和套壓數(shù)據(jù)的摸索，我們建議對曾經(jīng)出現(xiàn)過結(jié)垢問題的抽油機(jī)井進(jìn)行特殊管理，并制定管理標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 建立問題井檔案，確立合理流壓范圍

我們將75井次典型桿滯后所涉及到的抽油機(jī)井的歷史資料套壓、沉沒度、流壓進(jìn)行了統(tǒng)計。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計我們得出，這些結(jié)垢的抽油機(jī)井在臨近桿滯后前的流壓沉沒度逐步降低，低流壓平均值只有2.45Mpa，低沉沒度平均值只有129.40m。在出現(xiàn)滯后之前的正常流壓平均值為3.77Mpa，正常時沉沒度平均值為347.64m。因此，為了控制油井結(jié)垢速度，應(yīng)該將流壓控制在3.8Mpa以上。如果單一的提高沉沒度會影響產(chǎn)量，為避免這一矛盾，適當(dāng)提高套壓也可增大流壓。因此我們制定了套壓和流壓的控制標(biāo)準(zhǔn)，建議將結(jié)垢區(qū)油井沉沒度保持在250米以上，套壓控制在1.5Mpa以上即可滿足流壓標(biāo)準(zhǔn)。對于個別套壓憋不上來的井，建議每低0.1Mpa套壓增加10米沉沒度來制定標(biāo)準(zhǔn)。

所以對于這類井應(yīng)重點管理，適當(dāng)增大套壓，也就是增加了泵吸入口壓力，從而抑制更多氣體逸出。如果無特殊情況，盡量減少放套管氣的次數(shù)。

5.結(jié)論及認(rèn)識

5.1 通過工程與地質(zhì)資料的全面分析，我們認(rèn)識到各單井流壓的大幅降低及區(qū)域系統(tǒng)壓力的降低是導(dǎo)致近幾年水驅(qū)油井結(jié)垢增多的最主要原因。控制沉沒度和套壓能夠提高流壓，起到防止油井的結(jié)垢的作用，從而達(dá)到延長檢泵周期的目的。在通過資料統(tǒng)計摸索出了具體的套壓和沉沒度控制范圍。

5.2 但是對于沉沒度的控制，涉及到抽油機(jī)井參數(shù)的調(diào)整，要根據(jù)生產(chǎn)情況更為及時的調(diào)整參數(shù)，這需要相關(guān)部門給予支持。在下一步工作中，應(yīng)該將工作具體到各個單井，根據(jù)各井具體生產(chǎn)狀況，制定合理的套壓控制范圍。

作者簡介：楊慶峰，男，42，第四采油廠第四油礦聚杏北八隊，采油工，技校，河北省保定市雄縣。