弱堿三元復合驅與強堿三元復合驅成垢特征對比

趙千 王寬(第四采油廠試驗大隊，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

三元復合驅通過擴大波及體積、提高驅油效率，從而提高原油采收率，但堿的注入會使油井結垢[1]，結垢會導致卡泵、抽油機驢頭不同步，嚴重影響了機采井的時率、檢泵周期以及檢泵率指標。因此對三元復合驅體系結垢特征進行研究是十分必要的，本文選取5個試驗區塊，研究了強堿、弱堿的成垢特征，對比分析了強堿、弱堿成垢特征的差異。

1 成垢特征的差異

1.1 見垢時機的差異

三元復合驅體系隨著三元藥劑的注入，油井陸續見垢，但由于注入堿強度的不同，油井見垢時機存在著差異，由圖1可知，弱堿三元注入0.33～0.41PV時油井見垢，而強堿三元注入0.23～0.33時油井見垢，弱堿見垢時機晚于強堿，并且在相同PV時，弱堿見垢井比例低于強堿。

圖1 見垢時機對比

1.2 垢質成分的差異

三元復合驅垢質成分主要為CaCO3、MgCO3、BaCO3和氧化硅等。取不同采出井垢質進行分析可知：弱堿三元采出端垢質以鈣垢為主，占60%以上；強堿三元采出端垢質成分變化較大，初期以鈣垢為主，中期以鈣垢和硅鋁垢并存，后期以硅鋁垢為主。大慶油田的地層礦物成分主要為砂巖并含少量的黏土礦物[2-3]，在強堿性條件下，Na+與 Si4+發生置換反應，Si4+進入到地層中，使得油井采出液中 Si4+離子濃度增加[4]。

表1 垢質成分對比

1.3 離子濃度變化特征的差異

對三元段塞中CO32-和HCO3-的離子濃度進行測定，從圖2中可以看出弱堿三元體系中碳酸根、碳酸氫根離子濃度呈上升趨勢，碳酸氫根濃度始終低于碳酸根濃度；而強堿三元體系中碳酸根離子濃度先上升后下降，碳酸氫根離子濃度始終下降，前期碳酸氫根離子濃度高于碳酸根，后期低于碳酸根。

圖2 碳酸根、碳酸氫根變化曲線圖

對三元段塞中鈣鎂離子濃度及PH變化進行測定，如圖3可知，弱堿三元體系中鈣鎂離子濃度和呈先上升后下降的趨勢；pH值保持在9.0左右，變化較小。而強堿三元體系中鈣鎂離子濃度和呈下降趨勢；pH值先上升后下降，后期pH值大于10.0。

圖3 鈣鎂和、pH值變化曲線圖

2 結語

(1)弱堿三元復合驅見垢時機晚于強堿三元復合驅，相同PV數下，弱堿三元復合驅見垢井比例低于強堿三元復合驅。

(2)弱堿三元復合驅采出端垢質成分以鈣垢為主；強堿三元采出端垢質成分初期以鈣垢為主，中期以鈣垢和硅鋁垢并存，后期以硅鋁垢為主。

(3)隨著三元段塞的注入，弱堿三元復合驅與強堿三元復合驅成垢離子濃度變化存在差異：弱堿碳酸根、碳酸氫根離子濃度呈上升趨，鈣鎂離子濃度和呈先上升后下降的趨勢，pH值保持在9.0左右；強堿碳酸根離子濃度先上升后下降，碳酸氫根離子濃度始終下降，鈣鎂離子濃度和呈下降趨勢；pH值先上升后下降，后期pH值大于10.0；弱堿三元復合驅采出液中硅離子濃度明顯低于強堿。