油田酸洗除垢解卡工艺技术的现场应用

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  (1天津市大港油田井下公司 天津300280;2天津市大港油田采油三厂 天津300280)
  摘要:油田开发进入后期阶段,维护修井施工时会遇到电泵井生产管柱卡或施工管柱卡的现象,主要由套管结垢和套管内遗留水泥环所造成,处理起来相当困难,现场应用利用酸洗除垢洗解卡工艺,取得了良好的效果。
  关键词:酸洗工艺解卡井筒结垢
  
  
  1 前言
  油田开发进入后期阶段,维护修井施工时会遇到电泵井生产管柱卡或施工管柱卡的现象,通过分析判断:井筒内结垢和套管内遗留水泥环是常见的两种因素,而且处理起来相当困难,现场总结与摸索出的盐酸酸洗除垢解卡工艺,在南部油区进行不断尝试,成功的解决了管柱卡的问题,避免油井大修,节约修井作业成本的同时,保证了油井较短时间即能恢复正常生产。
  2 工艺原理
  酸洗工艺就是通过利用盐酸对遇卡位置的物质进行溶解,形成可溶物而进行解卡的方法。主要有两种物质造成管柱卡,一是井筒垢,二是套管遗留水泥环。
  2.1井筒内结垢的形成
  油井结垢有两大原因。一是地层水中含有高深度易结垢盐离子,在采油过程中压力、温度或水成分变化打破了原先的化学平衡而产生垢,主要成分是碳酸钙,可混有碳酸镁、硫酸钙/镁等。二是两种或者两种以上不相溶的水混合,离子相互作用生成垢,最为常见的有硫酸钡和硫酸锶垢,也是施工过程中最常见的情况。
  酸洗工艺对井筒结垢的作用:解卡施工中采用一定浓度的盐酸与井筒内结垢进行化学反应,从而生成可溶性物质,实现解卡。如果垢中含有硫化亚铁成分时,会出现硫化氢物质,因此在酸洗施工过程中要注意安全防护工作。
  2.2套管内遗留的水泥物质的形成
  在修井维护施工过程中,常常会出现钻水泥塞工艺,套管内径与所用钻头之间的间隙就造成套管内残留水泥环,在起下大直径工艺时,工具与套管内壁相互作用致使水泥环脱落堆积,从而发生卡管柱的事故。
  盐酸与水泥物质反应:通过对水泥化学成分的认识,盐酸进入井筒后主要与上述四种物质进行化学反应,生成可溶性物质,从而实现解除管柱卡目的。
  3 现场应用实例
  家35-43井是官A区块一口电泵井,正常综合日产液61.6 m3,日产油14.3 t,含水76.7%,因电泵低效实施常规检电冲砂。在上提油管施工过程中遇卡,活动解卡最大负荷400KN,通过测卡点并多次解卡无效。经综合分析为井筒结垢造成管柱卡,因此决定实施酸洗除垢解卡工艺。
  3.1前期准备
  用清水15m3在地罐内打循环正冲下Ф38m麻花钻*1,Ф36mm空心杆100根,
  用清水15 m3在地罐内打循环正冲下Ф36mm空心杆118根,P:5-8Mpa,Q:10 m3/h,H:0-1755.53m,合格。下Ф36mm空心杆3根,末根方入3m,麻花钻H:1775.31m,压开泄油器,提Ф36mm空心杆3根,安装空心杆防喷盒。用清水60m^3在地罐内打循环正洗井,P:12-7Mpa,Q:20 m3/h,H:1768.65m,返出10m^3,漏失50 m3。提Ф36mm空心杆218根,带出麻花钻*1,无问题。
  
  表1酸化材料列表
  序号 材料名称 规格型号 用量 主要技术指标
  1 盐酸 30% 15t 总酸度≥30%
  2 清洗剂 ZCS-01 2 t 45℃溶沥青速率≥3.0mg/(ml.min)
  3 缓蚀剂 ZCS-05 1 t 腐蚀速度≤5g/m2•h(温度90℃)
  4 铁离子稳定剂 ZCS-03 1.5t 稳定铁离子能力≥40 mg/ml
  5 助排剂 ZCY-02 0.6t 表面张力≤30 mN/m,界面张力≤6 mN/m
  6 防膨剂 ZCY-05 0.6t 室温下的防膨率≥80%
  7 清水 / 45m3 /
  
  酸液配方:盐酸酸液30 m3需要15t盐酸 + ZCS-01清洗剂2t +ZCS-05缓蚀剂1t + ZCS-03铁离子稳定剂1.5t +ZCY-02助排剂0.6t +ZCY-05防膨剂0.6t + 9.4m3清水;35m3清水作为顶替液。
  施工泵注程序:
  ①反替盐酸酸液15方,泵压不超15MPa泵入,排量0.3-0.5m3/min;
  ②顶替液反挤5方,泵压不超15MPa,排量0.3-0.5m3/min;
  ③关井,浸泡半小时;
  ④顶替液反挤15方,泵压15MPa泵入,排量0.5m3/min;
  ⑤反替盐酸酸液15方,泵压15MPa泵入,排量0.3-0.5m3/min;
  ⑥顶替液反挤18方,泵压15MPa,排量0.5m3/min。
  3.2施工过程
  准备酸化施工车辆如下:700型压裂车2台,35m3水罐2具。配液用清水9.4 m3与30%盐酸15t、清洗剂2t、缓蚀剂1t、铁离子稳定剂1.5t、助排剂0.6t、防膨剂0.6t配成盐酸酸液30m3。接水泥车管线,地面管线试压25MPa, 不刺不漏合格。反替盐酸酸液15m3,P:0-7MPa,Q:300L/min,H:1768.65m;反挤顶替液(清水)5 m3,P:7-1MPa,Q:500L/min,H:1768.65m;关井反应30min;反挤顶替液(清水)15 m3,P:1-5MPa,Q:500L/min,H:1768.65m;反替盐酸酸液15 m3,P:1MPa,Q:500L/min,H:1768.65m;反挤顶替液(清水)18 m3,P:1-5MPa,Q:500L/min,H:1768.65m;循环正洗井并活动管柱,最终解卡起出施工管柱,后续工序正常进行,解卡成功,避免了大修作业,该井迅速恢复正常生产,实现日产油13.7t/d的生产能力。
  4 结论
  4.1酸洗除垢解卡工艺可以有效解除井筒结垢造成的电泵机组管柱卡问题,在解除水泥卡方面也有很好的效果。
  4.2酸洗后产生的硫化氢气体会对人体造成伤害,因此必须提前做好防硫、消硫工作,消除安全风险。
  参考文献:
  [1] 刘建崇,黄柏宗等.油气井注水泥理论与应用:北京石油出版社,2001.9。
  [2]王世强,王笑菡,王勇.油田结垢及防垢动态评價方法的应用研究[J].中国海上油气(工程),1997,9(1):39-53
  作者简介:韦伟 ,男,大港油田集团公司井下第三修井分公司技术服务办工程师。
  
  
  
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