油氣田作業中化學防垢技術的應用

卞恩文（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司 吉林省 130062）

一、采氣作業中的防垢

采氣中后期，伴隨氣藏水侵越來越嚴重，采氣作業必然是氣水混采或氣水同采，這樣井筒周圍地層孔隙喉道及油管壁、地面儲運設備內都存在結垢的可能。此時現場常采用的防垢方法有：①控制合理的生產壓差，這勢必要降低產量，造成一定的經濟損失；②通過物理法或者化學法進行防垢。由于物理防垢工藝操作起來比較復雜且費用比較昂貴，目前多采用的是由地面向井筒內注入防垢劑的化學防垢工藝。

二、防垢劑擠注技術

井下擠注技術是近十幾年來發展起來的一項防垢技術，最初主要是用來防鋇鍶垢，后來逐漸擴展應用到防碳酸鈣垢。下面詳細介紹了井下防垢劑擠注技術。

1.井下擠注技術的基本原理

井下擠注技術的基本原理是利用地面高壓泵將防垢劑擠進目的層位一定深度，在這之后最好能有段關井反應過程，促使防垢劑能浸入地層更深地帶，開采過程中，吸附在巖石表面或滯留于近井地層內防垢劑將緩慢釋放并溶于地層流體，從而達到防垢的目的。

2.井下擠注用防垢劑的選擇與評價

井下擠注技術對化學防垢劑的要求包括以下幾方面：

（1）與地層流體配伍性良好，不與地層流體反應生成新的沉淀物。

（2）在地層條件下穩定性良好，并且容易進行微量檢測。

（3）防垢劑容易且能很好地吸附在地層內，并能夠緩慢解吸釋放，有效期限長。

（4）防垢效率高。

（5）從經濟和環境角度考慮，防垢劑的最低有效濃度還應盡可能低(低限效應)，且無毒、無污染。

3.防垢劑的常規室內評價實驗

(1)與地層水匹配性實驗

通過靜態試管實驗來研究防垢劑與地層水中離子和其他化學劑的配伍性。

(2)防垢效率及最低有效濃度M IC實驗。

測量最低有效濃度的常用方法主要有三種：靜態瓶試驗、電化學石英晶體微平衡法和動態管堵塞法。前兩種方法測量簡單，但是結果不夠精確，推薦使用動態管堵塞法。

(3)防垢劑壽命及熱穩定性實驗。

這里采用巖心驅替實驗得出防垢劑返排速度與累積排液量之間的關系曲線，根據曲線預測防垢劑現場使用壽命。

根據以上相關實驗來確定擠注參數、工藝設計及現場使用。

4.影響擠注處理效果的有關因素

影響擠注處理效果的有關因素包括以下幾個方面：

1.注入的排量以及防垢劑的用量。

2.地層參數。包括產液量、含水量、水組分、地層復雜性及地層特性。

3.防垢劑吸附特性。

操作參數可以根據需要調整，使擠注工藝達到最佳狀態；地層參數是操作人員無法控制的；吸附特性是防垢劑和巖石體系固有的，是特殊地層和防垢劑體系的內在特性。除非防垢劑本身改變，否則作業者不能再改變這些特性。

5.實例分析

防垢劑擠注技術在國內外已經逐步推廣使用，現以松南氣田應用情況為例簡單介紹下，松南氣田地層水屬于CaCl2水型，隨著開采期不斷延長，地層水原始飽和狀態被打破以后，該區塊碳酸鈣結垢趨勢日趨嚴重，多口井短期內多輪次作業甚至被迫停產。后來我們結合大量室內試驗，經過反復摸索，終于有了一套行之有效的防垢措施。目前，我們采用的是SM 608防垢劑，該藥劑是多種有機磷酸混合而成的復合酸，具有很好的防垢效果，投用初期擠注濃度為120mg/L，擠注周期為一周，在后續的摸索中，我們將擠注濃度調為95mg/L，擠注周期延長為15天，依然能夠滿足正常生產。

松南氣田地層水水質分析數據表

結論

1.防垢劑擠注技術針對性以及可操作性都很強，不同的油田根據自身的特點，可以靈活掌控，因而被國內外油田普遍采用。近年來，國內外主要采用的是有機膦酸和聚合物羧酸混合而成的復合型防垢劑。

2.防垢劑擠注技術具有操作過程簡單、可預防從地層至地面集輸管線結垢、自動連續釋放等優點。但是不能控制防垢劑在鹽水回流中的濃度，并且一旦擠注開始就不可改變濃度或化學劑。

3.防垢劑擠注技術需要配置與地層水配伍的前置液，降低對地層的傷害，可與其他作業工藝比如堵水等等同時進行，共同發生協同作用。

[1]朱義吾，趙作滋等，油田開發中的結垢機理及其防治技術[M]，陜西科學技術出版社，1995.

[2]竇照英等，實用無污染防垢技術[M]，化學工業出版社,1999.

[3]陳元強、肖鍇、王振華等，氣井井筒結垢的預防與清除，科技創新月刊，2010.