試論油井井筒結(jié)垢及防治措施

董小剛 王團(tuán) 黃天懌

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生產(chǎn)、生活對(duì)石油的需求量日益加大，同時(shí)，也對(duì)油田開(kāi)采工作提出更嚴(yán)格的要求，因受到諸多因素的制約，在油井井筒內(nèi)存在大量結(jié)垢現(xiàn)象，不利于石油正常生產(chǎn)。基于此，本文分析了油井井筒結(jié)垢的機(jī)理及原因，結(jié)合實(shí)際案例，提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：油井井筒;結(jié)垢;防治措施

隨著石油的開(kāi)采進(jìn)程不斷推進(jìn)，尤其到了中后期階段，在注水量持續(xù)增加情況下，其中攜帶很多泥沙、有機(jī)物、金屬離子等會(huì)形成垢狀物，既會(huì)引發(fā)管道堵塞現(xiàn)象，又會(huì)影響總體的油田產(chǎn)量及質(zhì)量，進(jìn)而阻礙了石油企業(yè)的發(fā)展。如何采用有效措施合理地規(guī)避油井井筒結(jié)垢已成為工作人員探討的重要課題。

1 油井井筒結(jié)垢機(jī)理及原因

油井井筒的結(jié)垢，是指在油機(jī)的井筒中，油管的油桿與抽油泵等機(jī)械構(gòu)件，長(zhǎng)期受到油井產(chǎn)出液的影響，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而在外表形成的一種結(jié)垢，這一問(wèn)題直接降低了抽油泵裝置的運(yùn)行效率，導(dǎo)致抽油桿偏磨、卡泵加重等，甚至還會(huì)引發(fā)安全事故。分析油井井筒的結(jié)垢原因，具體體現(xiàn)以下三個(gè)方面：其一，分析油井井筒結(jié)垢的成分可知：含有硫酸根、鎂離子、鈣離子、石蠟、碳酸根離子等有機(jī)物，它們經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)后，生成了不可溶的沉淀物，其與有機(jī)物再次結(jié)合，在油井井筒上形成的結(jié)垢。其二，在石油開(kāi)采期間，油井通常會(huì)經(jīng)歷很多次的酸化作業(yè)，產(chǎn)生的酸性液在溶解垢污過(guò)程中會(huì)影響管道壁性能。其三，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還存在油井出砂的問(wèn)題，產(chǎn)生的砂礫變?yōu)橛袡C(jī)物與石蠟結(jié)合的載體，使得井筒的析蠟現(xiàn)象。

2 某油田概述及其油井井筒結(jié)垢情況

某油田位于一個(gè)斜坡中部，屬于平緩的西傾單斜（傾角<1°），背景發(fā)育很多組軸向貼近東西向德鼻狀的隆起構(gòu)造。主力油層三疊系長(zhǎng)X儲(chǔ)層，屬于湖成的三角洲沉積，巖性主要是灰綠色細(xì)粒硬砂質(zhì)的長(zhǎng)石砂巖，結(jié)構(gòu)及成份成熟度偏低，巖性致密。長(zhǎng)X可分三個(gè)小層，即長(zhǎng)X1、長(zhǎng)X2、長(zhǎng)X3，主產(chǎn)層為長(zhǎng)X2，有效厚度平均12.5m，有效孔隙度平均12.70%，儲(chǔ)層的孔隙度呈中等發(fā)育水平，滲透率平均1.80×10-3ηm2，是低滲透儲(chǔ)層。

該區(qū)結(jié)垢井是32口，比年初增加3口。井筒的油管桿結(jié)垢以后，油桿在舉升液體過(guò)程中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，促使油桿的垢渣發(fā)生脫落現(xiàn)象，使活塞卡于深井泵內(nèi)，或引發(fā)活塞凡爾罩的拉斷。深井泵內(nèi)的球座產(chǎn)生結(jié)垢。球座結(jié)垢，影響了固定凡爾球和球座之間的密封性，進(jìn)而引發(fā)深井泵的漏失問(wèn)題。

3 油井井筒結(jié)垢問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

3.1 向油井注入水里加添阻垢劑

在油井井筒工作期間，地層水成份穩(wěn)定性較差，且易與石油產(chǎn)物的輔助生成物及井底設(shè)備產(chǎn)生化學(xué)變化，生成垢狀物質(zhì)。所以，為了抑制垢狀的產(chǎn)生，相關(guān)工作人員應(yīng)積極地處理油井地層水的阻垢。一般的油井中均選用聚合物與磷酸鹽等物質(zhì)為阻垢劑，這兩種物質(zhì)具有極強(qiáng)的阻垢性、穩(wěn)定性。本區(qū)選擇了S1B阻垢劑，有效地預(yù)防井垢的形成。

3.2 在井筒管柱內(nèi)安裝強(qiáng)磁防腐的阻垢器

若油井結(jié)垢問(wèn)題嚴(yán)重，則需安裝相應(yīng)的強(qiáng)磁、防腐的阻垢器，預(yù)防管柱產(chǎn)生結(jié)垢，并防止被腐蝕。這種阻垢器也帶有一定的防垢、防腐性能，成本低廉、便于應(yīng)用，不會(huì)給周邊環(huán)境造成污染，使用期限較長(zhǎng)，可超過(guò)10年。強(qiáng)磁防腐的阻垢器的工作原理：當(dāng)正常工作過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的磁場(chǎng)，具有較好的殺菌功能。而在油井井下作業(yè)狀況下，生長(zhǎng)大量的生物菌，井筒結(jié)垢的化學(xué)變化易受到生物菌的催化作用，所以，強(qiáng)磁、防腐性的阻垢器可有效地抑制生物菌的繁殖，且具有一定的滅菌效果，進(jìn)而對(duì)井下金屬設(shè)備起到良好的保護(hù)作用。在強(qiáng)磁防腐性的阻垢器正常工作中，可能會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)，則四周的金屬外表即可形成一層磁流體的動(dòng)力波，帶有極大的拋光性能，增加表面的光滑度，使金屬外表的垢狀、腐蝕物均可得到徹底地清除。磁流體的動(dòng)力波在運(yùn)動(dòng)中可阻止腐蝕介質(zhì)與金屬體外表相接觸，進(jìn)而規(guī)避了井筒結(jié)垢物的形成。此外，強(qiáng)磁、防腐性的阻垢器在工作中還會(huì)產(chǎn)生防鹽垢的作用。好比一個(gè)凈化器，當(dāng)含硫酸鹽、碳酸鹽等成分的水流經(jīng)該裝置的時(shí)候，較強(qiáng)的磁場(chǎng)則會(huì)干擾鹽分子的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，使分子軌道也發(fā)生變化，其原子與分子結(jié)構(gòu)也會(huì)改變，這樣達(dá)到了良好的防阻垢凝結(jié)的效果。該裝置還可使水界面的能力降低，提高其溶解性、潤(rùn)濕性，這樣，使碳酸鹽、硫酸鹽等諸多的鹽類(lèi)物質(zhì)其溶解度極大地降低，不僅清除了井內(nèi)的阻垢，而且有效地預(yù)防新的井垢生成。

3.3 優(yōu)化油井生產(chǎn)模式

按照油井井筒的結(jié)垢工作機(jī)理，能夠在一定程度上改善井中流體的流動(dòng)環(huán)境，抑制油井井筒產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。優(yōu)化油井的生產(chǎn)模式。為了更好地降低井下負(fù)荷，提高集輸站的原油脫水成效，在油井進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)期間，一般采取油套環(huán)空加破乳劑的生產(chǎn)手段，可使原本的乳化水發(fā)生轉(zhuǎn)變，變?yōu)橛坞x水，這樣，油井的井筒結(jié)垢問(wèn)題可能?chē)?yán)重，為了規(guī)避這樣的現(xiàn)象，工作人員進(jìn)行了油井停加破乳劑的相關(guān)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)觀察可知：在停止加入破乳劑的條件下，油井的結(jié)垢效率呈顯著降低趨勢(shì)，更好地降低了油井的抽汲強(qiáng)度。若油井采用強(qiáng)采的方式，則地層的產(chǎn)液性能和油井的生產(chǎn)參數(shù)可能難以匹配。因此，為了提高井底地層的壓力與流壓，增強(qiáng)注水的效果，精準(zhǔn)、有效地控制各個(gè)生產(chǎn)參數(shù)，優(yōu)化開(kāi)采模式，可以緩解井下結(jié)垢的問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)的油井開(kāi)采作業(yè)中后期經(jīng)常發(fā)生井筒結(jié)垢問(wèn)題，石油企業(yè)管理者必須對(duì)此保持充分地重視，并認(rèn)真地研究井筒結(jié)垢的發(fā)生機(jī)理及其形成原因，制定有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，如在油井注水中添加阻垢劑，在井筒管柱內(nèi)設(shè)置強(qiáng)磁、防腐性的阻垢器，改善油田開(kāi)采模式，從而達(dá)到綜合防治的目的。為了徹底地預(yù)防油井井筒結(jié)垢，企業(yè)還要加強(qiáng)進(jìn)一步的研究，創(chuàng)造更好地開(kāi)采環(huán)境，提升石油的開(kāi)采產(chǎn)量及質(zhì)量，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)石油企業(yè)健康地發(fā)展。

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