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[摘 要]高含盐油井地层水矿化度高,析出的盐垢常堵塞近井地带地层、射孔孔眼和生产管柱等,造成油井停产甚至报废。井下连续补充淡水是解决高含盐油井盐结晶析出的有效手段之一。在淡水中加入清防盐剂,可防止盐结晶析出。
[关键词]高饱和盐油田;补水
中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0317-01
一、引言
油井盐样呈立方体白色晶体(部分因杂质影响呈现微黄),其晶体较小,易溶于水。盐的成分以Na-Cl为主,同时含有少量的Ca2+、Mg2+、HCO3-离子,与地层水一致。油井结盐包括井筒结盐和储层中地层水中盐的结晶析出及沉积,在高含盐(氯化钠>20×104mg/L)地层水的油气井中,盐垢问题是十分严重的。这是因为,当生产流体在井筒中被举升时存在大量岩盐结垢的潜在可能性,并且因冷却和蒸浓效应,盐会从产出液中析出,在油井生产系统中形成盐桥,这些岩盐沉积物会桥架在油管或近井地带储层孔隙中,遏制了油井的生产能力。井下连续补充淡水是解决高含盐油井盐结晶析出的有效手段之一有时在淡水中加入清防盐剂,可防止盐结晶析出。
二、高含盐油田维护方式中掺水工艺的主要流程
主要工艺流程包括井下管柱和地面配套流程。地面水罐中的淡水(清防盐剂溶液)通过气动泵加压、流量计计量,经过空心抽油杆、螺杆泵空心转子,在喷嘴处将淡水和进入泵的原油充分混合。
井下管柱主要由油管、空心抽油杆、空心螺杆泵、定位短节及油管锚等组成。
三、高含盐油田维护方式中地面配套流程
地面配套流程主要由水罐、燃气发动机、气动泵、单流阀、流量计及生产分离器等组成。水罐中的淡水经过气动泵、流量计、单流阀、旋转接头及空心杆输送到螺杆泵入口。水罐的容积一般为3~7d的用水量即可。流量计用来计量掺入的淡水。单流阀防止井中的高压流体通过掺水流程返回到地面。生产分离器分离出天然气,为气动泵提供动力;为燃气发动机提供燃料,燃气发动机驱动螺杆泵的地面驱动头。剩余的天然气和原油通过集油管线输送到计量站。
四、高含盐油田维护中油井结蜡现象
井结蜡是油田开发过程中存在已久的问题,当原油从地下抽到地面时,由于溶解气体的逸出和膨胀而使原油温度逐渐降低,蜡就从原油中按分子量的大小顺序结晶析出,并继而沉积在油管内壁上,致使井筒变窄,油井产量降低,严重时还会堵塞油管造成油井停产。
4.1 机械清蜡技术
机械清蜡是指专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。在自喷井中采用的清蜡工具主要有刮蜡片和清蜡钻头等。一般情况下采用刮蜡片,如果结蜡严重,则用清蜡钻头。有杆抽油井的机械清蜡是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器请除油管和抽油杆上的蜡。常用尼龙刮蜡器,再抽油杆相距一定距离(一般为冲程长度之半)两端因定限位器,在两限位器之间安装尼龙刮蜡器。抽油杆带着尼龙刮蜡器在油管中往复运动,上半冲程刮蜡器在抽油杆上滑动,刮掉抽油杆上的蜡,下半冲程由于限位器的作用,抽油杆带动刮蜡器刮掉油管上的蜡。同时油流通过尼龙刮蜡器的倾斜开口和齿槽,推动刮蜡器缓慢旋转,提高刮蜡效果,由于刮蜡器的油流速度加快,时刮下来的蜡易被油流带走,而不会造成淤积堵塞,从而达到清蜡的目的。
4.2 热力清防蜡技术
热力清防蜡技术是利用热能提高井筒流体温度,熔化沉积于井筒中的蜡达到清防蜡的一种方法。对于含蜡原油,当原油温度超过析蜡温度时,则起到油井防蜡作用:对于高凝油及稠油,则利用其流动性对温度敏感的特性,通过井筒加热达到降粘降阻的目的。
五、油井和管道中的防蜡技术
根据生产实践经验和对防蜡机理的认识,为了防止油井结蜡,可从三方面着手:
(1)阻止蜡晶的析出。在原油开采过程中,采用某些措施(如提高井筒流体的温度等),使得油流温度高于蜡初始结晶温度,从而阻止蜡晶的析出。
(2)抑制石蜡结晶的聚集。在石蜡结晶已析出的情况下,控制蜡晶长大和聚集的过程。如在含蜡原油中加入防止和减少石蜡聚集的某些化学剂——抑制剂,使蜡晶处于分散状态而不会大量聚集。
(3)创造不利于石蜡沉积的条件。如提高沉积表面光滑度、改善表面润湿性、提高井筒流体速度等。
油层是否出砂取决于岩石颗粒的胶结程度——地层強度。一般说来,地层应力超过地层强度就可能出砂。油井出砂其危害极大,主要表现为:使地面和井下设备严重磨蚀,甚至造成砂卡;冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增;砂埋油层或井筒砂堵会造成油井停产;出砂严重时还会引起井壁甚至油层坍塌而损坏套管甚至造成油井报废。这些危害既提高了原油的生产成本,又加大了油田的开采难度。
为了防止油井出砂,一方面要针对油层及油井条件,正确选择固井、完井方式,制定合理的开采措施,控制生产压差,限制渗流速度,加强出砂层油井的管理,尽量避免强烈抽汲的诱流措施;另一方面,根据油层和开采工艺要求,采用相应的防砂(sand control)工艺技术,确保油井的正常生产。
机械防砂:机械防砂又可分为以下两类:
第一类:绕丝筛管砾石充填防砂。将绕丝筛管下入井内的防砂层段,用高渗透砾石充填于筛管和套管(油层)的环空之中,有的还将一部分砾石通过射孔孔眼挤入周围地层中,形成多级过滤屏障,阻止油井出砂。这类防砂方法适应性强,应用广泛,对细、中、粗砂岩,直井、定向井、热采井均可应用,防砂成功率高,有效期长。
第二类:滤砂管防砂。例如下入割缝筛管、各种地面预制成型的滤砂器管柱(如双层预充填筛管、树脂砂滤砂管、金属棉纤维滤砂管、多孔陶瓷滤砂管、多层网布筛管等)。这类方法施工简单,成本低。缺点是滤砂器容易被细砂堵塞,有效期比砾石充填防砂短,只宜用于中、粗砂粒地层。
六、总结
高含盐油井维护方式探索与优化中,高含盐油田掺水工艺和处蜡、防蜡工艺及防砂工艺解决了油井高含盐、易结晶、抽油杆卡和油层渗透率低等问题,提高了原油产量,降低了油井维护费用。
参考文献
[1] 杨建华.复杂区块井筒结盐综合治理技术[J].特种油气藏,2012.
[2] 周长军,等.油井清防盐技术的研究与应用[J].中外能源,2010.
[3] 刘迎香,等.防盐抽油泵的设计与应用[J].断块油气田,2015.
[4] 曹高维.复合防盐解堵技术的研究与应用[J].蒙古石油化工,2006.
[关键词]高饱和盐油田;补水
中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0317-01
一、引言
油井盐样呈立方体白色晶体(部分因杂质影响呈现微黄),其晶体较小,易溶于水。盐的成分以Na-Cl为主,同时含有少量的Ca2+、Mg2+、HCO3-离子,与地层水一致。油井结盐包括井筒结盐和储层中地层水中盐的结晶析出及沉积,在高含盐(氯化钠>20×104mg/L)地层水的油气井中,盐垢问题是十分严重的。这是因为,当生产流体在井筒中被举升时存在大量岩盐结垢的潜在可能性,并且因冷却和蒸浓效应,盐会从产出液中析出,在油井生产系统中形成盐桥,这些岩盐沉积物会桥架在油管或近井地带储层孔隙中,遏制了油井的生产能力。井下连续补充淡水是解决高含盐油井盐结晶析出的有效手段之一有时在淡水中加入清防盐剂,可防止盐结晶析出。
二、高含盐油田维护方式中掺水工艺的主要流程
主要工艺流程包括井下管柱和地面配套流程。地面水罐中的淡水(清防盐剂溶液)通过气动泵加压、流量计计量,经过空心抽油杆、螺杆泵空心转子,在喷嘴处将淡水和进入泵的原油充分混合。
井下管柱主要由油管、空心抽油杆、空心螺杆泵、定位短节及油管锚等组成。
三、高含盐油田维护方式中地面配套流程
地面配套流程主要由水罐、燃气发动机、气动泵、单流阀、流量计及生产分离器等组成。水罐中的淡水经过气动泵、流量计、单流阀、旋转接头及空心杆输送到螺杆泵入口。水罐的容积一般为3~7d的用水量即可。流量计用来计量掺入的淡水。单流阀防止井中的高压流体通过掺水流程返回到地面。生产分离器分离出天然气,为气动泵提供动力;为燃气发动机提供燃料,燃气发动机驱动螺杆泵的地面驱动头。剩余的天然气和原油通过集油管线输送到计量站。
四、高含盐油田维护中油井结蜡现象
井结蜡是油田开发过程中存在已久的问题,当原油从地下抽到地面时,由于溶解气体的逸出和膨胀而使原油温度逐渐降低,蜡就从原油中按分子量的大小顺序结晶析出,并继而沉积在油管内壁上,致使井筒变窄,油井产量降低,严重时还会堵塞油管造成油井停产。
4.1 机械清蜡技术
机械清蜡是指专门的工具刮除油管壁上的蜡,并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法。在自喷井中采用的清蜡工具主要有刮蜡片和清蜡钻头等。一般情况下采用刮蜡片,如果结蜡严重,则用清蜡钻头。有杆抽油井的机械清蜡是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器请除油管和抽油杆上的蜡。常用尼龙刮蜡器,再抽油杆相距一定距离(一般为冲程长度之半)两端因定限位器,在两限位器之间安装尼龙刮蜡器。抽油杆带着尼龙刮蜡器在油管中往复运动,上半冲程刮蜡器在抽油杆上滑动,刮掉抽油杆上的蜡,下半冲程由于限位器的作用,抽油杆带动刮蜡器刮掉油管上的蜡。同时油流通过尼龙刮蜡器的倾斜开口和齿槽,推动刮蜡器缓慢旋转,提高刮蜡效果,由于刮蜡器的油流速度加快,时刮下来的蜡易被油流带走,而不会造成淤积堵塞,从而达到清蜡的目的。
4.2 热力清防蜡技术
热力清防蜡技术是利用热能提高井筒流体温度,熔化沉积于井筒中的蜡达到清防蜡的一种方法。对于含蜡原油,当原油温度超过析蜡温度时,则起到油井防蜡作用:对于高凝油及稠油,则利用其流动性对温度敏感的特性,通过井筒加热达到降粘降阻的目的。
五、油井和管道中的防蜡技术
根据生产实践经验和对防蜡机理的认识,为了防止油井结蜡,可从三方面着手:
(1)阻止蜡晶的析出。在原油开采过程中,采用某些措施(如提高井筒流体的温度等),使得油流温度高于蜡初始结晶温度,从而阻止蜡晶的析出。
(2)抑制石蜡结晶的聚集。在石蜡结晶已析出的情况下,控制蜡晶长大和聚集的过程。如在含蜡原油中加入防止和减少石蜡聚集的某些化学剂——抑制剂,使蜡晶处于分散状态而不会大量聚集。
(3)创造不利于石蜡沉积的条件。如提高沉积表面光滑度、改善表面润湿性、提高井筒流体速度等。
油层是否出砂取决于岩石颗粒的胶结程度——地层強度。一般说来,地层应力超过地层强度就可能出砂。油井出砂其危害极大,主要表现为:使地面和井下设备严重磨蚀,甚至造成砂卡;冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增;砂埋油层或井筒砂堵会造成油井停产;出砂严重时还会引起井壁甚至油层坍塌而损坏套管甚至造成油井报废。这些危害既提高了原油的生产成本,又加大了油田的开采难度。
为了防止油井出砂,一方面要针对油层及油井条件,正确选择固井、完井方式,制定合理的开采措施,控制生产压差,限制渗流速度,加强出砂层油井的管理,尽量避免强烈抽汲的诱流措施;另一方面,根据油层和开采工艺要求,采用相应的防砂(sand control)工艺技术,确保油井的正常生产。
机械防砂:机械防砂又可分为以下两类:
第一类:绕丝筛管砾石充填防砂。将绕丝筛管下入井内的防砂层段,用高渗透砾石充填于筛管和套管(油层)的环空之中,有的还将一部分砾石通过射孔孔眼挤入周围地层中,形成多级过滤屏障,阻止油井出砂。这类防砂方法适应性强,应用广泛,对细、中、粗砂岩,直井、定向井、热采井均可应用,防砂成功率高,有效期长。
第二类:滤砂管防砂。例如下入割缝筛管、各种地面预制成型的滤砂器管柱(如双层预充填筛管、树脂砂滤砂管、金属棉纤维滤砂管、多孔陶瓷滤砂管、多层网布筛管等)。这类方法施工简单,成本低。缺点是滤砂器容易被细砂堵塞,有效期比砾石充填防砂短,只宜用于中、粗砂粒地层。
六、总结
高含盐油井维护方式探索与优化中,高含盐油田掺水工艺和处蜡、防蜡工艺及防砂工艺解决了油井高含盐、易结晶、抽油杆卡和油层渗透率低等问题,提高了原油产量,降低了油井维护费用。
参考文献
[1] 杨建华.复杂区块井筒结盐综合治理技术[J].特种油气藏,2012.
[2] 周长军,等.油井清防盐技术的研究与应用[J].中外能源,2010.
[3] 刘迎香,等.防盐抽油泵的设计与应用[J].断块油气田,2015.
[4] 曹高维.复合防盐解堵技术的研究与应用[J].蒙古石油化工,2006.