綏中36—1油田注入水結垢情況分析及結垢防治

董長友 王勇 張銅耀 張旭東 尹洪超 盧顯赫 段林林

摘 要：綏中36-1油田的注水管網中發現有結垢物存在，針對綏中36-1油田注水系統的特點，對碳酸鹽垢、硫酸鹽垢的結垢趨勢分別進行了理論預測、計算機預測和實驗驗證，確定油田注水存在結垢傾向。經過對垢物的分析，確定其為碳酸鈣垢，但不能形成硫酸鹽垢。根據結垢特點，為綏中36-1油田注入水系統研制了BHF-04防垢劑，在現場注水井中加入BHF-04防垢劑試用了2個月后，注水管網中沒有新的結垢物生成，防垢效果良好。

關 鍵 詞：結垢;油田注水;碳酸鈣垢;防垢劑;綏中36-1油田

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）06-1400-02

Analysis and Prevention of Injected Water Scaling in SZ36-1 Oilfield

DONG Chang-you，WANG Yong， ZHANG Tong-yao，ZHANG Xu-dong，

YIN Hong-chao，LU Xian-he，DUAN Lin-lin

（CNOOC Energy Development Limited by Share Ltd. Engineering Branch，Tianjin 300452， China）

Abstract： There were scale substances in the water injection network of SZ36-1 oilfield. According to characteristics of SZ36-1 oilfield water injection system， theoretical prediction， computer prediction and experimental verification about the scaling trend of carbonate scale and sulfate scale were carried out， the trend of the oil field injected water scaling was determined. After analysis of the scale substances， the carbonate scale was identified， but there was not sulfate scale. According to the scaling characteristics， BHF-04 scale inhibitor for SZ36-1 oilfield injection water system was developed. After 2 mouths of injecting BHF-04 scale inhibitor to field water injection wells， there was not new scale formation in the water injection network， good scale prevention effect was obtained.

Kay words： Scaling; Water injection; Carbonate scale; Scale inhibitor; SZ36-1 oilfield

綏中36-1油田是中國海油在渤海海域發現的并已投入開發的一個上億t的海上稠油油田，位于遼東灣海域遼西低凸起中段，平均水深30 m，油藏深度1 300～1 400 m，具有正常溫度和壓力系統。根據總體開發方案，油田分兩期進行開發：Ⅰ期投產時間為1993-1997年;Ⅱ期投產時間為2000-2001年。隨Ⅱ期開發工程的進行，2010年在注水管網中發現有結垢存在，從CEP向Ⅰ期輸送水源的海管結垢嚴重，導致Ⅰ期注水水源不足，針對綏中36-1油田的情況，我們需要篩選出最佳的防垢劑來解決結垢問題。

1 結垢機理研究

1.1 綏中36-1油田注入水水質研究

綏中36-1油田Ⅰ期和Ⅱ期開發注入水都用館陶水、地層水、海水。這三種水的分析數據見表1。水質礦化度較高，鈣鎂離子含量高，有結垢趨勢。

表1 注入水的水質分析

Table 1 The injected water quality analysis

1.2 碳酸鈣結垢預測

目前常用的預測碳酸鈣結垢趨勢的方法，一是飽和指數（SI）法，另一個是飽和系數（S）法[1-3]。

飽和指數（SI）法，計算公式：

SI=PH-K-PCa-PAIK （1）

式中，SI為飽和指數。如果SI〈0，表示水中碳酸鈣未飽和，不結垢;SI〉0表示結垢;SI=0表示穩定。

飽和系數（S）法，其計算公式如下：

S=P/L （2）

式中，S為飽和系數。若S>0時有結垢趨勢;S<0時未飽和，無結垢趨勢。

依以上理論，對sz36-1油田進行碳酸鈣結垢預測，預測結果說明，綏中36-1油田3種注入水都有產生垢。

1.3 計算機預測

利用計算機進行CaCO3結構數量預測【4】，其公式為：PTB=17500{G-[x2+4（10K-PH）]1/2} （3）

判斷標準：PTB<0，無垢;0250，結垢極為嚴重。經計算機預測，得到了館陶水、海水、采出水按照不同比例混合作為3種注入水的結垢趨勢及垢量。結果見表2，數據說明了3種注入水，其PTB數值大于0，但其PTB值均小于100，說明會產生少量的垢，這和理論公式預測結果是一致的。

表2 館陶水、海水、采出水混合PTB值法預測結垢趨勢

Table 2 Predicting scaling trend of Guantao water， sea water and produced water by PTB value method

序號 A∶B∶C PTB/（mol·L-1）

1 10∶0∶0 9.9

2 10∶0∶10 16.7

3 10∶2∶10 27.5

A為館陶水; B為海水; C為采出水

1.4 硫酸鹽結垢結果與分析

采用IS[5]法預測3種注入水硫酸鹽的結垢趨勢

IS=log[Mg][An]+PKC[T、p、u] （4）

在溫度30、50、80 ℃下，3種注入水IS小于0，說無硫酸鹽垢。

2 解決措施及效果

目前化學除垢法主要是參照石油天然氣行業標準SY/T5673-93《油田用防垢劑性能評價方法》，搜集了幾種常用的防垢劑并且合成了幾種有機磷酸類防垢劑。BHF-04防碳酸鈣垢效果最好，結果見表3。

表3 BHF-04防垢劑與其它防垢劑防垢效果對比表

Table 3 Scale prevention effect comparison of BHF-04 scale inhibitor with other antifouling agents

防垢劑 加量/（mg？L-1） 阻垢率，%

BHF-04 10 96

HEDP 10 69

ATMP 10 85

PAPE 10 81

HPMA 10 77

STPP 10 71

從2010年10月開始，以10 mg/L的加劑量，加入BHF-04防垢劑，阻垢率達到96%，完全符合現場生產需要。此外隨著溫度升高阻垢率下降，當溫度在10～80 ℃時，阻垢率在95%以上。隨著防垢時間的加長，阻垢率降低。pH值、礦化度對防垢劑也存在一定影響，特別是礦化度增大，阻垢率降低。

3 結 論

（1）通過計算機預測和理論公式預測，可以確定綏中36-1油田的注水存在結垢傾向，可以確定為碳酸鈣垢，但不能形成硫酸鹽垢。

（2）通過對防垢劑的篩選， BHF-04做為綏中36-1油田的防垢劑，其實驗結果阻垢率可達96%。

（3）現場實驗證明BHF-04的阻垢效果良好。

參考文獻：

[1]黃小瓊，何益杉，武云云，等.龍崗氣田水異層回注可行性研究[J].石油與天然氣化工，2010，39（6）：505-509.

[2]胡文庭，師亞棟，李關虎，等.甘谷驛油田注水結垢情況分析及解決辦法[J].天然氣與石油，2011，29（3）：64-66+82.

[3]楊海博，唐洪明，耿亭，等.川中氣田水回注大安寨段儲層配伍性研究[J].石油與天然氣化工，2010，39（1）：79-82.

[4]黃磊，汪偉英，汪亞蓉，等.結構預測方法研究[J].斷塊油氣田，2009，16（5）：94-96.

[5]王雷增，吳新民，李傳樂，等.中原油田儲層結垢預測[J]西安石油學院學報（自然科學版），1999，14（4）：42-45.