注水开发油田结垢影响因素研究柳民宝

注水开发油田结垢影响因素研究柳民宝

长庆油田第十二采油厂固城作业区庄一联合站甘肃庆阳745400

摘要:现阶段国内油田为了提升、保持油层压力,达到提升石油开采率的目的,会通过注水开发油田的方式进行油田开采。此种技术可以充分的保障石油产量的稳定性,提升高效性。但是在应用中其也存在结垢问题,此种问题的存在严重的制约了油田开采工作。基于此,文章主要对注水开发油田结垢影响进行了简单的分析研究。

关键词:注水开发油田;结垢影响;因素;

油田注水可以分为注清水、污水以及海水三种,也可以进行混合注水。在油田水质控制中最为严重的问题就是结垢。在内陆油田中主要通过清水以及混合注水的方式进行油田开采。在油田注水施工中受到温度、含盐量以及压力等多种因素的共同作用之下就会导致地层、地面管网出现不同程度的结垢问题,这样会直接的制约油田的开采。对此,要分析注水油田结垢的主要影响因素,合理预防结垢,达到合理控制风险隐患的目的。

1.注水开发油田结垢影响因素

油田注水技术可以充分的保持油层的压力,但是受到注入水自身的不稳定性以及化学不相容等特性的影响,则就会造成结垢问题,堵塞油层,降低油层渗透率以及开采产量。同时严重的结垢问题会直接的减少井筒中的流动空间,这样就会直接的增加流动的阻力以及开采成本,也为细菌的繁殖提供环境,严重的缩短了机械设备的应用寿命,不利于油田开采工作的有序开展。

分析在不同压力、温度以及水质、流量等参数设定,研究相同注水环境之下不同注水状况之下结垢趋势。通过研究表明,其主要受到水质、温度、压力以及流量、PH值的影响,其具体如下;

第一,在同等条件之下,提升注水环境温度,降低水样温度性,在油层中碳酸钙等相关物质的溶解度就会呈现下降的趋势,水样失钙率则就会呈现增加的状态。意味着,在温度升高工况之下,油田结垢量会呈现增加的趋势。

第二,通过内部环境不出现变化,将注水温度设置为第一次实验温度,升高PH值,在失该率相同的状况之下有层中结垢量则会呈现显著的增加趋势。意味着,在温度升高状况之下,随着PH值的增加,油层结垢量也呈现显著的增加趋势。

第三,注水环境温度同等,且PH值相同的工况中,通过增加注水压力以及其流动的速度,则模拟的水样失钙率会呈现显著的减小趋势。通过证明可以发现,随着流速的增加则会有效的去除结垢附着力,达到合理控制油田结垢量的目的。

第四,进行注入水的取样研究,发现在其物理条件同等状况之下,不同水质对于油田的结垢会产生不同程度的影响。在注入液体中含盐量会影响油层结垢量。主要就是因为在地下水中含有大量的结垢离子。这些离子与盐产生化学反应之后则就会降低难以溶解的晶体物质,这样则就会减少了结垢问题。通过实验可以确定,在注入液体中其含盐量越高则模拟水样的失钙率则就会相对较小,有效的控制了油田结垢问题。

第五,通过室内温度性试验进行分析可以发现,在介质温度上升中,结构速率呈现快速的上升趋势,其温度在45℃之下,结垢的速率约为0.25mm/a。而随着其温度加快,其沉淀则就会更快,,在温度上升的状况之下,离子的溶解度则就会呈现下降的趋势,这样就会导致离子通过结晶的方式析出,形成结垢。

第六,在理论上来说流量的增加会在一定程度上增加污垢的沉淀,但是其也会增加流体表面上的剪切力,导致结垢后的剥蚀程度呈现显著的加速状态,结垢率呈现下降的状态。在其他条件稳定的状态之下流速与结垢率之间存在密切的关系。在低流速之下其沉淀的速度相对较快,结垢体质相对较为疏松,随着流速的增加其离子反应速率呈现加快的趋势这样就会导致其结垢速度加快,在其高于临界点之后,在冲刷作用影响之下,结垢流速则呈现减缓状态这样就会形成致密结垢。

第七,管道的压降相对较大,其支线较多的时候在管道的始端以及末端就会出现较大的压差性问题,压力下降则会导致CO2溢出,这样就会加速结垢。水流动之后粒子饱和状态则就会对结垢离子结晶以及析出产生影响,在结垢之后则就会减小管道管径,增加流体流动的阻力,这样就会导致弯头位置结垢显著增加,在析出化学反应平衡之后则就会产生较为严重的影响,则可以降低压力,提升结垢速率。

2.注水油田结垢控制策略

第一,控制酸碱度

合理控制油田注水环境中酸碱度,通过提升注入液体流量以及流速的方式可以有效的改善水质,达到提升液体稳定性,减少失钙率,减少油层中各种物质的产生几率,增加溶解速度,进而有效的控制油田结垢问题。

第二,物理清洗

通过物理清洗的方式,通过高压仪进行清水加压,喷射清洗油田管道结垢,在高压水枪的冲击力的影响之下则可以剥离结垢,具有显著的清洁效果。此种方式是现阶段进行油层结垢清洗的主要方式,其成本低廉,具有操作简单便捷的优势。在应用中并不会以对周边自然环境产生污染与不良影响。其最大的弊端就是对于一些顽固的结垢效果不佳。

第三,清管器技术

此种技术就是通过清管器、发射器等设备共同构成油层结垢清洁系统,是在市场上较为常见的清洁系统。其主要就是利用背压原理,通过清洁器可以充分的清理在管壁上存在的结垢,具有较强的清洁力度,其应用范围相对较广泛,对于油田设备并没有腐蚀性的影响。但是此种方式仪器设备相对较为昂贵,成本较高,不利于大范围的推广应用。

第四,化学清洁

化学清洁方式就是利用酸性液体溶解管壁结垢的方式。此种方式在操作中很容易产生有害、有毒的硫化氢物质,在操作中危险性较高,要慎重应用。

第五,油田除垢剂

其主要成分为有机磷酸盐以及聚羧酸盐复合类的除垢剂,其主要优点便于实现,其具有良好的除垢效果,成本也相对较为低廉,但是其稳定性不佳,很容易受到物理以及化学等诸多因素的限制,在应用中要根据具体的状况合理选择。

结束语

在油田开发中,产生结垢问题的主要因素就是物理以及化学条件,为了有效的控制油层结构问题,达到提升油田开采效率的目的,充分的保障油田开采稳定性,降低成本费用,则就要在源头上进行油田注水的各项因素控制,通过温度、酸碱度等多种方式进行处理,合理的控制分析。另外,要通过科学的方式与手段进行除垢,减少结垢对油田开采产生的影响,保障油田开采有序开展。

参考文献:

[1]郭龙江,李威,杨肖曦.油田注入井井筒碳酸盐结垢初始阶段影响因素研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2017(4).

[2]李军,孙天祥,刘亮.樊学油田注水系统结垢分析研究及预防措施[J].化学工程与装备,2017(12):129-131.

[3]曹博.油田注水系统无机垢的形成动力学研究[D].西安石油大学,2017.

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