智能點滴加藥裝置在桐川作業區的應用

毛建孔 鄭佳敏 呂一龍 王學工（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

智能點滴加藥裝置在桐川作業區的應用

毛建孔 鄭佳敏 呂一龍 王學工（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

目前化學藥劑防垢技術是井筒防垢治理的主要手段和主體工藝，如何實現藥劑更加科學合理、便捷的投加成為該項工藝的關鍵。對于結垢油井投加阻垢劑目前主要采用下入固體防垢器和套管環空加阻垢劑兩種方法。本文結合實際情況針對以上兩種油井投加阻垢劑工藝特點和存在的問題對比智能點滴加藥工藝的性能特點，對智能點滴加藥裝置在桐川采油作業區應用效果進行評價。

固體防垢器；油套環空；智能點滴加藥

1 桐川作業區結垢機理

隨著開發區塊綜合含水上升，油井井筒呈現不同程度結垢腐蝕。注水油藏的注入水與地層水不配伍、多層開發區塊層間地層水不配伍是導致井筒結垢的主要原因。

桐川采油作業區主要開采長3、長8.延10、延9、延4+5幾個層位，儲層水水型主要以CaCl2、Na2SO4、NaHCO3為主。

（1）多層開發區塊地層水不配伍 不同地層水混合后，結垢因子主要是Ca2+、Mg2+和CO2-3、SO2-4。水中陽離子化合物結合順序是Ca2+優先,Mg2+次之,Na+最后。陰離子的結合順序HCO-3優先,SO2-4次之,Cl-最后。次序如下:

①HCO-3和Ca2+首先結合成化合物Ca(HCO3)2,若仍有剩余才與Mg2+結合成Mg(HCO3)2。當pH≥7時,Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2將不斷水解生成CaCO3↓和MgCO3↓,在井內油管內沉淀結垢。

②如果Ca2+或Mg2+與HCO-3結合成化合物后仍有剩余時,則Ca2+首先與SO2-4結合成CaSO4↓,其次Mg2+與SO2-4結合成MgSO4↓。由于硫酸鹽溶解度

隨溫度的升高而降低,因此主要在井下泵口位置結垢比較嚴重。（2）由于壓力、溫度等地下條件變化導致井筒結垢 同種水型從地下到地面的過程當中溫度、壓力等熱力學條件的改變導致水中離子平衡狀態改變,成垢組分溶解度降低，從而析出結晶沉淀，表面接觸時間越長沉淀越容易附著在管道等設備形成垢物。同種條件下MgSO4的溶解度是CaCO3的5倍，在溫度、壓力等條件改變的過程當中，MgSO4的析出的量總比Ca?CO3多。其中過飽和度是結垢的首要條件。

由于Ca2+優先析出，MgSO4的溶解度遠大于CaCO3的溶解度，所以井筒結垢以碳酸鈣垢為主。

（3）注入水與地層水不配伍 桐川采油作業區油田水源井取水層位基本為洛河層，水型為Na2SO4和NaHCO3，鎮原油田延10儲層水型為Na2SO4、NaHCO3和CaCl2，長3儲層和長8儲層地層水水型為CaCl2。注入水與地層水配伍性較差，易形成BaSO4，CaCO3垢。

2 智能點滴加藥裝置

智能點滴加藥裝置通過電子智能控制技術實現井下化學藥劑定時、定量、連續投加，每日加藥量可控。儲藥管中的藥品在重力作用下進入加藥控制系統，芯片根據地面預設的加藥制度，定時的向電機發送動作指令，電機帶動軸承桿、磨輪閘閥做順時針旋轉，在旋轉過程中磨輪閘閥開啟，化學藥劑通過磨輪的限流，被定量的擠入井筒起到防垢的作用。

圖1 點滴加藥裝置結構

（1）針對機械式井下點滴加藥器不能控制加藥流速,無法實現定時、定量投加的問題,形成了通過地面預設每天的加藥量(開啟、動作次數),利用電子智能控制技術,按照每日預設的加藥量,控制井下微電機的動作次數和加藥閘閥的開啟關閉,實現藥劑在井下定時、定量投加。

（2）智能點滴加藥裝置同樣適用隔采油井，解決了隔采油井套管環空無法投加阻垢劑的問題。

（3）根據鎮35-27井的使用情況，智能點滴加藥工藝可以延長檢泵周期186天。

3 應用情況

2010年8月下旬，結合檢泵作業，鎮35-27井配套井下點滴加藥裝置1套。2011年10月18日檢泵作業起出后油井井筒結垢輕微，檢泵周期由238天上升為424天，作用顯著。鎮35-27井使用井下點滴加藥裝置前，游動反爾受結垢影響，漏失較嚴重，使用井下點滴加藥裝置后，功圖顯示良好，無漏失現象。

2011年除鎮35-27井下入智能點滴加藥裝置外，桐29-28井和桐30-331井各下入一套智能點滴加藥裝置，目前油井生產正常。

[1]唐凡等.油井自動點滴加藥裝置研制與應用[M].石油礦場機械,2012(3).

[2]車井田.點滴加藥裝置在稠油井上的應用.[M].中國石油化工標準與質量,2014(1).