探討氣井井筒結垢機理及除垢技術

崔振 袁浩博

摘 ?要：隨著蘇里格氣田開發時間的延長，部分氣井表現出不同程度的井筒結垢現象，導致井筒壓降損失增大，嚴重影響氣井自主攜液生產及產能發揮、常規測試作業的正常開展。通過對井筒結垢物質分析，我們發現蘇里格氣田氣井井筒結垢受井筒腐蝕產物、高礦化度地層水結晶及緩蝕劑吹脫殘余重質組分等多因素影響。結合結垢機理，我們提出除垢措施，并進一步優化除垢劑。從而解決井筒結垢問題。

關鍵詞：蘇里格氣田 氣井結垢 井筒除垢 緩蝕劑

前言

隨著氣井的不斷開發，采氣措施不斷增多，地層產液及各類措施進入氣井的化學物質中含有多種成垢離子、有機質、懸浮雜質、細菌等易于成垢的組分，導致井筒和地層出現了結垢堵塞現象，降低了地層滲透率，堵塞了天然氣采出通道，影響氣井正常生產以及產能發揮。

通過對目前氣井生產情況的分析，針對產量突降的問題，對選取的氣井進行井筒除垢挖潛作業，清除井筒及近井地帶儲層堵塞物，恢復氣井產能，保證各類作業的順利進行，達到增產增效的目的。

1 ?井筒結垢機理

氣井產出流體中含高礦化度水、硫化氫、二氧化碳等腐蝕性介質，形成了一種復合腐蝕環境，造成井筒腐蝕結垢，形成無機堵塞;生產過程中加注緩蝕劑起膠結作用，形成有機無機堵塞。壓裂液殘夜在井筒高溫下裂解，粘度增加或者其有效成分發生降解、失效，形成不溶性殘渣，粘結沉積物，堵塞油管及儲層滲流通道，形成有機及無機堵塞。

1.1緩蝕劑殘留物

緩蝕劑進入井筒后，吸附在套管和油管管壁，降低酸性氣體和液體對管串的腐蝕。但緩蝕劑中易揮發的煤柴油組分在高溫條件下揮發后，殘留的高餾點組分酰胺化合物是一種流動性極差、黑色的粘性物質，附著在管壁上，由于具有親油不溶于水的特性，不易被攜帶出地面，極易將井下的腐蝕產物、巖屑、砂礫等粘附和包裹，從而在井下形成粘性堵塞物。

1.2 Ca、Mg沉淀物

氣井產出流體中含鈣、鎂等離子、二氧化碳等腐蝕性介質，形成了一種復合腐蝕環境，造成井筒腐蝕、結垢，形成無機堵塞。

1.3起泡劑反應物

長期加入起泡劑，起泡劑與地層水中鈣鎂粒子生成不溶于水的粘稠物堵塞井筒。

1.4水合物堵塞

氣井在鉆井、完井過程中未排盡的污物開井時隨氣流被帶出粘附著在油管內壁，產生節流效應，使氣流發生壓降和溫度變化，一旦氣流到達井筒上部時的溫度低于水合物和單質硫形成的臨界條件時，就會有大量水合物和硫聚集在井筒內形成堵塞。

2 ?井筒防垢除垢技術研究

2.1防垢技術分析

2.1.1防垢劑

目前鹽垢的主要成分是碳酸鈣和硫酸鈣，堿性環境有利于鈣鹽的生成，而酸性環境則對其具有一定的抑制作用。氣井正常生產時井筒呈若堿性，因此，通過改變井筒環境，可以達到抑制鈣垢生成的目的。

2.1.2清水預處理

目前的水質處理技術主要有兩種方式，一是通過化學手段，采用在水中添加化學藥品的方式凈化水質;二是采用專門的水質凈化設備進行水質處理。為了選擇合適的水質處理方式，對這兩種方法進行了試驗分析。

（1）水質處理劑

通過試驗表明，水質處理劑能與清水中的鈣、鎂等易結垢的離子進行反應，生成沉淀物析出，但是其反應時間較長。從室內試驗情況可以看出，水質處理劑能夠滿足凈化水質的基本要求。采用在洗鹽水中添加水質處理劑的方式進行預處理， 使清水中的鈣、鎂等離子產生沉淀析出。

（2）水質處理器

該方法是采用軟化水處理設備，除去水中的各種離子，達到水質凈化的目的。該設備采用全自動控制裝置，可以實現全天連續工作，不需進行凈水儲蓄，隨時需要隨時凈化。

2.2除垢技術分析

（1）從源頭入手，降低鈣垢的形成概率

由于清水能加速鈣垢的產生，在水量較大的站安裝一套水質處理器，對清水進行預處理，改變清水水型，清水進行凈化后其離子濃度能夠降低98%，降低了鈣垢形成的概率。

（2）從井底入手，破壞鈣垢的形成環境

由于除垢劑在水中溶解后溶液呈酸性，PH值可以達到1-2之間，在強酸性環境中，鈣垢難于產生。因此，對以前檢管發現的結垢井定期加入除垢劑，使井底保持酸性環境，阻止了鈣垢的形成。

（3）從井筒入手，改善井筒的堵塞情況

目前已經有部分氣井存在油管結垢遇阻的情況，為了改善井筒堵塞情況，采用從油管注入高效除垢劑，溶解油管內的部分鈣垢，疏通氣流通道，達到增產、穩產的目的。

3 ?現場應用效果分析

對蘇X區塊的五口氣井開展了井筒除垢施工作業。

3.1、蘇X-1-1井實施效果

該井措施前核產氣量0.2萬方/天，油壓2.6Mpa，套壓12.1Mpa。根據歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產情況：

蘇X-1-1井累計凈增產氣量112.18萬方，日均凈增產氣量1.65萬方/天，且持續增產。

3.2、蘇X-2井實施效果

該井措施前核產氣量0.1萬方/天，油壓3.01Mpa，套壓8.72Mpa。根據歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產情況：

蘇X-2井累計凈增產氣量80.5711萬方，日均凈增產氣量1.56萬方/天。該井措施取得良好增產效果，且持續增產。

3.3、蘇X-21-3井實施效果

該井措施前核產氣量0.12萬方/天，油壓2.95Mpa，套壓8.35Mpa。根據歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產情況：

蘇X-21-3井累計凈增產氣量80.6657萬方，日均凈增產氣量0.9205萬方/天。該井措施取得良好增產效果，且持續增產。

3.4、蘇X-5-4井實施效果

該井措施前核產氣量0.3萬方/天，油壓2.9Mpa，套壓7.4Mpa。根據歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞。

采取除垢措施后生產情況：

蘇X-5-4井凈增產氣量20.1728萬方，日均凈增產氣量0.5507萬方/天。該井措施后前40天取得良好增產效果，后期增產效果逐漸降低。

結論及建議

井筒除垢可有效解除井筒堵塞現象，同時可清除了近井井底堵塞，不同程度地改善了氣井的生產情況。通過進一步加注解水鎖劑和泡排劑的工藝措施，充分改善地層生產條件，改善了各井生產狀況，達到了穩產增產的目的。防治結合的方式能有效解決氣井結垢的影響。

參考文獻

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