论文部分内容阅读
摘要：齐40块莲花油层实施蒸汽驱先导试验以来，油井出现套管气结晶现象，影响油井的正常生产，不但产量下降，而且给生产管理带来了安全隐患。针对该问题，摸索出了“防、洗、清”3种办法，成功解决了蒸汽驱生产井套管气结晶的问题。
关键词：蒸汽驱 套管气结晶 危害 处理
1、概况
齐40块于1987年以蒸汽吞吐方式投入开发，1998年实施70m小井距蒸汽驱先导试验，2003年实施蒸汽驱扩大试验。截止目前，试验区共有常注井9口，生产井50口，开井45口，日产液1200t/d，日产油175t/d，综合含水85.7%。
随着转驱时间的延长，生产过程中出现一系列问题，如：套管气中硫化氢含量高、井口温度高、套管气结晶等问题。其中，以套管气结晶问题尤为显著，并且对生产的制约性最大。以蒸汽驱的先导扩大区为例，目前试验区有21口油井存在不同程度的套管气结晶问题，占总井数的46.7%，严重影响了试验区的开发效果。
2、套管气结晶的特点及危害
油井套管气结晶是指油井套管气因温度的变化在采油树大四通和井口控套流程处冷凝结晶的现象。
2.1 套管气结晶的特点
（1）结晶体为乳白色的粉末状颗粒，主要结晶部位为采油树大四通和井口控套流程。
（2）出现结晶现象的油井主要是汽驱受效明显的油井，具有“三高”特点，即，高液量（>18t/d）、高含水（>84%）、高井口温度（>65℃）。
（3）套管气结晶程度随转驱时间的延长不断加重，严重时1d就可将套管闸门堵死。
2.2 套管气结晶的危害
2.2.1 堵塞控套流程，影响油井产量
控套流程被结晶体堵死后，油套环形空间充满大量气体，套管内压力升高，导致动液面下降，泵充满系数低，油井产液量降低，严重者甚至发生气锁现象。
2.2.2 无法录取油井液面资料
结晶体堵塞井口控套流程，在测试油井液面资料时，从炮位处发射的声音信号无法传进套管，因此无法准确录取油井的动液面资料。
2.2.3 处理结晶体时存在安全环保隐患
处理结晶体时需打开套管闸门，用水或蒸汽清洗，清洗时溶解释放的氨气及硫化氢等气体有刺鼻的气味，对人的呼吸系统有很大伤害。另外，落地污水对环境也有一定影响。
2.2.4 增加劳动强度和管理难度
清理结晶体需要两人配合，清理一次至少需要1h左右，耗时费力，增加了工人劳动强度和现场的管理难度。
3、结晶体成因分析及性质
对结晶体化验分析可知，套管气结晶体主要成分为碳酸氢铵（NH4HCO3）,另外还含有少量的钠、钾、铁等离子。套管气化验分析可知，其成分主要包括CO2、Ｎ2、CH4和Ｏ2，另外还含有H2S、NH3和水蒸汽等。CO2、NH3和水蒸汽在井口温度降低后发生反应[2]，生成碳酸氢铵（NH4HCO3）并结晶于井口。
纯净碳酸氢铵为白色晶体，易溶于水，且溶解度随温度上升而增大；该物质的吸湿性较强，在含水汽量高的环境中容易结块。
4、处理对策
4.1 本站外输混合液替代稀油掺洗，“防”止套管气结晶
此方法的原理是应用氨气易溶于水的特性。通过向井下掺入高含水的本站外输液，吸收套管气中氨气，经抽油泵采出地面，从而防止结晶现象的发生。此方法适合结晶严重的油井。
根据上述原理对站上流程进行改造，将一部分本站外输合液经增压泵增压后，通过掺水阀组和原掺稀油管线掺入井底。外输混合液替代稀油掺洗方法克服了稀油对氨气吸收能力差的弱点，站内流程改造较为简单，且操作方便，无安全环保隐患。
4.2 本井自“洗”，溶解结晶物
此方法的原理是应用碳酸氢铵易溶于水的特性。用本井自产液溶解控套流程及大四通处的结晶体。根据上述原理对井上流程进行改造后，操作较为方便，但只能进行周期性洗井，无法进行全天循环掺洗，且无法清理控套流程被堵死的油井。
4.3 卸开流程，直接“清”理结晶体
直接清理方法，即拆掉井口控套流程，直接进行人工清理或锅炉车热洗。该方法适合控套流程已被堵死的油井。此方法操作复杂，且清洗液及套管气对人的健康及环境均有一定影响，因此在管理当中要尽可能防止控套流程被结晶体堵死，从而避免采取此类方法。
5、现场应用分析
根据套管结晶程度，制定合理的防治制度，即结晶程度较轻的采取周期性本井自洗；结晶程度中等的采取全天掺洗外输混合液；结晶程度严重的采取全天掺洗外输混合液配合周期性本井自洗；特殊的情况，如果控套流程被堵死后，则只能采取卸开流程直接清理的方法。
5.1 应用效果
（1）保证控套流程的畅通，实现油井正常生产。解决套管气结晶问题，维护了油井正常生产，避免因无法控套生产而造成的产量损失约1500t，减少了锅炉车使用230次。
（2）保证动液面资料的及时有效录取。畅通的控套流程为测液面时声音信号传递提供了通道，保证了液面资料及时准确有效的录取。
（3）消除安全环保隐患，实现了经济、环境和社会效益的统一。避免卸开流程的直接清理方法，防止了锅炉车的使用次数、套管气外泄、污水落地、硫化氢中毒等事故的发生，具有意义深远的经济、环境和社会效益。
5.2 经济效益
2007年，通过解决套管气结晶问题，避免产量损失约1500t，减少锅炉车使用230井次（锅炉车每井次使用费500元），扣除流程投资2.5×104元，创经济效益120.1×104元。
6、结论
（1）蒸汽驱采油井套管气结晶体主要成分为碳酸氢铵（NH4HCO3），是套管气中的CO2、NH3和水蒸汽在井口处遇冷发生化学反应而形成的白色物质。
（2）通过外输混合液替代稀油掺洗，可达到吸收套管气中的氨气的目的，从而防止结晶体的产生。
（3）碳酸氢铵易溶于水，通过本井自洗可清除控套流程内的结晶体。
（4）随着齐40块蒸汽驱工业化的实施，出现套管气结晶问题的油井将会越来越多，试验区防治汽驱采油井结晶问题的成功经验将得到进一步推广应用。
参考文献：
[1]刘慧卿，范玉平，等.热力采油技术原理与方法[M].东营：石油大学出版社，2000：55-56.
[2]钱晓农.碳酸氢按热分解动力学研究[J].云南化工，1994，（1）：21-23.
关键词：蒸汽驱 套管气结晶 危害 处理
1、概况
齐40块于1987年以蒸汽吞吐方式投入开发，1998年实施70m小井距蒸汽驱先导试验，2003年实施蒸汽驱扩大试验。截止目前，试验区共有常注井9口，生产井50口，开井45口，日产液1200t/d，日产油175t/d，综合含水85.7%。
随着转驱时间的延长，生产过程中出现一系列问题，如：套管气中硫化氢含量高、井口温度高、套管气结晶等问题。其中，以套管气结晶问题尤为显著，并且对生产的制约性最大。以蒸汽驱的先导扩大区为例，目前试验区有21口油井存在不同程度的套管气结晶问题，占总井数的46.7%，严重影响了试验区的开发效果。
2、套管气结晶的特点及危害
油井套管气结晶是指油井套管气因温度的变化在采油树大四通和井口控套流程处冷凝结晶的现象。
2.1 套管气结晶的特点
（1）结晶体为乳白色的粉末状颗粒，主要结晶部位为采油树大四通和井口控套流程。
（2）出现结晶现象的油井主要是汽驱受效明显的油井，具有“三高”特点，即，高液量（>18t/d）、高含水（>84%）、高井口温度（>65℃）。
（3）套管气结晶程度随转驱时间的延长不断加重，严重时1d就可将套管闸门堵死。
2.2 套管气结晶的危害
2.2.1 堵塞控套流程，影响油井产量
控套流程被结晶体堵死后，油套环形空间充满大量气体，套管内压力升高，导致动液面下降，泵充满系数低，油井产液量降低，严重者甚至发生气锁现象。
2.2.2 无法录取油井液面资料
结晶体堵塞井口控套流程，在测试油井液面资料时，从炮位处发射的声音信号无法传进套管，因此无法准确录取油井的动液面资料。
2.2.3 处理结晶体时存在安全环保隐患
处理结晶体时需打开套管闸门，用水或蒸汽清洗，清洗时溶解释放的氨气及硫化氢等气体有刺鼻的气味，对人的呼吸系统有很大伤害。另外，落地污水对环境也有一定影响。
2.2.4 增加劳动强度和管理难度
清理结晶体需要两人配合，清理一次至少需要1h左右，耗时费力，增加了工人劳动强度和现场的管理难度。
3、结晶体成因分析及性质
对结晶体化验分析可知，套管气结晶体主要成分为碳酸氢铵（NH4HCO3）,另外还含有少量的钠、钾、铁等离子。套管气化验分析可知，其成分主要包括CO2、Ｎ2、CH4和Ｏ2，另外还含有H2S、NH3和水蒸汽等。CO2、NH3和水蒸汽在井口温度降低后发生反应[2]，生成碳酸氢铵（NH4HCO3）并结晶于井口。
纯净碳酸氢铵为白色晶体，易溶于水，且溶解度随温度上升而增大；该物质的吸湿性较强，在含水汽量高的环境中容易结块。
4、处理对策
4.1 本站外输混合液替代稀油掺洗，“防”止套管气结晶
此方法的原理是应用氨气易溶于水的特性。通过向井下掺入高含水的本站外输液，吸收套管气中氨气，经抽油泵采出地面，从而防止结晶现象的发生。此方法适合结晶严重的油井。
根据上述原理对站上流程进行改造，将一部分本站外输合液经增压泵增压后，通过掺水阀组和原掺稀油管线掺入井底。外输混合液替代稀油掺洗方法克服了稀油对氨气吸收能力差的弱点，站内流程改造较为简单，且操作方便，无安全环保隐患。
4.2 本井自“洗”，溶解结晶物
此方法的原理是应用碳酸氢铵易溶于水的特性。用本井自产液溶解控套流程及大四通处的结晶体。根据上述原理对井上流程进行改造后，操作较为方便，但只能进行周期性洗井，无法进行全天循环掺洗，且无法清理控套流程被堵死的油井。
4.3 卸开流程，直接“清”理结晶体
直接清理方法，即拆掉井口控套流程，直接进行人工清理或锅炉车热洗。该方法适合控套流程已被堵死的油井。此方法操作复杂，且清洗液及套管气对人的健康及环境均有一定影响，因此在管理当中要尽可能防止控套流程被结晶体堵死，从而避免采取此类方法。
5、现场应用分析
根据套管结晶程度，制定合理的防治制度，即结晶程度较轻的采取周期性本井自洗；结晶程度中等的采取全天掺洗外输混合液；结晶程度严重的采取全天掺洗外输混合液配合周期性本井自洗；特殊的情况，如果控套流程被堵死后，则只能采取卸开流程直接清理的方法。
5.1 应用效果
（1）保证控套流程的畅通，实现油井正常生产。解决套管气结晶问题，维护了油井正常生产，避免因无法控套生产而造成的产量损失约1500t，减少了锅炉车使用230次。
（2）保证动液面资料的及时有效录取。畅通的控套流程为测液面时声音信号传递提供了通道，保证了液面资料及时准确有效的录取。
（3）消除安全环保隐患，实现了经济、环境和社会效益的统一。避免卸开流程的直接清理方法，防止了锅炉车的使用次数、套管气外泄、污水落地、硫化氢中毒等事故的发生，具有意义深远的经济、环境和社会效益。
5.2 经济效益
2007年，通过解决套管气结晶问题，避免产量损失约1500t，减少锅炉车使用230井次（锅炉车每井次使用费500元），扣除流程投资2.5×104元，创经济效益120.1×104元。
6、结论
（1）蒸汽驱采油井套管气结晶体主要成分为碳酸氢铵（NH4HCO3），是套管气中的CO2、NH3和水蒸汽在井口处遇冷发生化学反应而形成的白色物质。
（2）通过外输混合液替代稀油掺洗，可达到吸收套管气中的氨气的目的，从而防止结晶体的产生。
（3）碳酸氢铵易溶于水，通过本井自洗可清除控套流程内的结晶体。
（4）随着齐40块蒸汽驱工业化的实施，出现套管气结晶问题的油井将会越来越多，试验区防治汽驱采油井结晶问题的成功经验将得到进一步推广应用。
参考文献：
[1]刘慧卿，范玉平，等.热力采油技术原理与方法[M].东营：石油大学出版社，2000：55-56.
[2]钱晓农.碳酸氢按热分解动力学研究[J].云南化工，1994，（1）：21-23.