幾種助劑在油田中的應(yīng)用.doc

一、阻垢緩蝕劑在油田中的應(yīng)用一是用于降低和減少鉆具的腐蝕。鉆具腐蝕是鉆井工程中普遍存在的問(wèn)題，隨鉆井向高速深井方向發(fā)展而日趨嚴(yán)重。鉆井生產(chǎn)為適應(yīng)各種鉆井：工藝的需要，使用了低同相、無(wú)同相、鹽水以及正電性鉆井液體系，其中含有多種添加劑，在井下高溫、高壓作用下具有強(qiáng)烈的腐蝕性。我國(guó)石油鉆井每鉆進(jìn)1m，就消耗3kg鉆桿，其中由腐蝕而造成的損失占20。我國(guó)鉆井每年發(fā)生的事故60源于腐蝕，處理這些事故的花費(fèi)與直接損失相當(dāng)嚴(yán)重。因此研究鉆井液對(duì)鉆具的腐蝕和防腐是一項(xiàng)很有意義的工作。此外，油氣井開(kāi)采過(guò)程中，常常需要通過(guò)酸化提高采收率。但酸的注入可能造成油氣井管材和井下金屬設(shè)備的表面坑蝕氫脆和失重腐蝕，有時(shí)還可能導(dǎo)致井下管材突發(fā)性破裂事故，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)被酸溶蝕的金屬鐵離子又可能對(duì)地層造成二次傷害，金屬在酸性介質(zhì)中的腐蝕破壞速率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)在其它介質(zhì)中的腐蝕破壞速率，因此必須向酸液中加入緩蝕劑以抑止和減緩緩速酸對(duì)金屬的腐蝕速率。二是用于油田注水系統(tǒng)的阻垢。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油的需求越來(lái)越大，石油的生產(chǎn)己成為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的重要行業(yè)，注水開(kāi)采是石油增產(chǎn)的重要措施之一。然而，在注水期間也會(huì)存在一些問(wèn)題，比如注入水與地層水離子的不匹配，會(huì)導(dǎo)致在地層中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，從而堵塞地層和油流通道，因此油田結(jié)垢己成為影響原油生 產(chǎn)的重要原因之一。油田中難以處理的水垢主要是由地層中含有的鋇、鍶離子和注入水中SO42-結(jié)合形成的 BaSO4、SrSO4垢，硫酸鋇鍶溶解度小，并且垢質(zhì)堅(jiān)硬難以除去。硫酸鋇是一種溶解度很低的化學(xué)物質(zhì)，一旦形成就很難處理，是油田水中最難溶解的一種物質(zhì)。由于硫酸鋇垢對(duì)油氣田生產(chǎn)的嚴(yán)重危害和治理難度高，國(guó)內(nèi)外都將它作為一項(xiàng)重點(diǎn)攻關(guān)課題來(lái)研究。硫酸鋇垢穩(wěn)定性強(qiáng)、難溶解，是油氣田生產(chǎn)中最難清除的垢物之一。結(jié)垢過(guò)程發(fā)生在地層和井筒中的各個(gè)部位，包括礫石填充層、井下泵、油管管柱、油嘴及儲(chǔ)油設(shè)備、集輸管線、原油加工設(shè)備、水處理系統(tǒng)的任何部位。在采油過(guò)程中硫酸鋇垢的生成嚴(yán)重影響了采油作業(yè)，增加了修井頻率和時(shí)間，致使采油量下降，采油成本上升。因此研究制備性能優(yōu)良的阻垢劑對(duì)油田開(kāi)發(fā)有極其重要的意義。二、鐵離子穩(wěn)定劑在油田中的應(yīng)用在油田油水井注水及酸化作業(yè)過(guò)程中，地層中會(huì)有鐵質(zhì)成份（如FeSO4）在酸液的作用下形成了游離的鐵離子。另外，地面管匯及地下管串在酸液的沖刷和溶蝕下，不可避免地形成部分鐵離子隨酸液進(jìn)入地層，這些鐵離子在活性酸中以游離離子形式存在，但隨著酸巖反應(yīng)的進(jìn)行酸液活性逐漸降低，當(dāng)PH值升高到一定范圍后，這些游離的鐵離子將以Fe（OH）3沉淀的形式沉積在地層中，造成二次沉淀，堵塞地層孔隙及油氣滲流通道，進(jìn)而降低酸化處理效果及油氣產(chǎn)能，并造成嚴(yán)重的地層損害。在酸液中加入鐵離子穩(wěn)定劑，能有效地絡(luò)合游離的鐵離子，使其始終以絡(luò)離子的形式存在并隨返排酸返回地面，有效防止二次沉淀的產(chǎn)生，防止地層傷害，提高酸化作業(yè)的增產(chǎn)效果。三、注水緩蝕劑在油田中的應(yīng)用主要用于防止油田管線和設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。隨著油田的深度開(kāi)發(fā),采出液中含水量越來(lái)越高,許多油田已高達(dá)90%左右,由此而使污水處理、回注工作量加大,因此帶來(lái)的設(shè)備更新、防腐工作日顯重要。如孤島油田95年產(chǎn)油量500萬(wàn)噸,隨之而采出的污水量達(dá)6250萬(wàn)噸,大量含油污水處理回注過(guò)程中,由于其中溶解氧、硫化氫、二氧化碳以及抓化物鹽類等腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬管線及設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕,若更換設(shè)備則需大量資金，因此，使用注水緩蝕劑成為首選。四、起泡劑在油田中的應(yīng)用一是在泡沫鉆井中的應(yīng)用。該產(chǎn)品可配制泡沫鉆井液。大多數(shù)鉆井使用泥漿，它有攜帶和懸浮鉆屑、穩(wěn)定井壁、冷卻和沖洗鉆頭、清除井底巖屑等作用。但是對(duì)于缺水地區(qū)和中低壓油氣藏，如采用常規(guī)水基泥漿鉆井，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的油層損害。許多井在鉆井過(guò)程中有汕氣顯示，測(cè)井解釋也是油層，而完井試油卻產(chǎn)量很低，甚至滴油不出。而采用鹽酸作為低密度低壓力的鉆井液，泡沫的細(xì)小緊密結(jié)構(gòu)所形成的粘滯性，使其具有良好的攜帶能力，有利于發(fā)現(xiàn)油層和保護(hù)油層，并能有效地防止漏失，也能顯著地提高鉆井速度，有時(shí)達(dá)水基泥漿的4-5倍。二是在酸化壓裂工藝中的應(yīng)用。該產(chǎn)品可配制泡沫酸，壓裂酸化是在足以壓開(kāi)地層形成裂縫或張開(kāi)地層原有裂縫的壓力下，對(duì)地層擠酸的一種工藝，該工藝主要是在碳酸鹽巖中進(jìn)行，是較大面積地改造低滲透油氣層的重要手段。泡沫用于油氣井增產(chǎn)具有濾失率低，粘度適當(dāng)，懸浮力強(qiáng)。用量少對(duì)地層傷害小，反排性好等優(yōu)點(diǎn)。泡沫酸是用發(fā)泡劑產(chǎn)生的一種液包氣乳化掖，是氣體分散在酸溶液中形成的分散系統(tǒng)。泡沫酸要求選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑及穩(wěn)泡劑，能提高表面枯度，增加泡沫穩(wěn)定性。與常規(guī)鹽酸酸化比較，泡沫酸濾失量更低，攜砂能力更高，可用于水敏性地層，高粘度的泡沫還是攜帶支撐劑的良好介質(zhì)。泡沫酸具有氣舉排液，返排迅速，泡沫酸施工后，井口壓力低，能促使氣體迅速膨脹并攜帶殘液及砂粒返排。泡沫酸化壓裂產(chǎn)生裂縫的能力較大，裂縫導(dǎo)流能力好，酸化半徑大，適合于厚度大的碳酸鹽巖油層，也適合于重復(fù)酸化的老井和水敏性地層。三是在泡沫排水工藝中的應(yīng)用。有水氣田開(kāi)發(fā)中，隨著天然氣的采出，地層水和凝析油不斷津隨天然氣進(jìn)入井筒，如果氣體有足夠的能量，它能把進(jìn)入并筒的液體帶到地面，在井底不產(chǎn)生積液。在天然氣開(kāi)采中后期，由于氣量不足或產(chǎn)層的液體較多，氣體不能把水和凝析油完全帶到地面，在井底和井筒內(nèi)產(chǎn)生積液，如不及時(shí)排出，則產(chǎn)生回壓，同時(shí)使井壁附近產(chǎn)層的滲透性變壞，造成天然氣產(chǎn)量急劇下降，有的甚至被水掩停產(chǎn)。為了延長(zhǎng)氣田開(kāi)采壽命，提高天然氣采收率，用泡沫排水是一種已實(shí)現(xiàn)的好方法。鹽酸排水，就是定期向氣井內(nèi)注入一定數(shù)量的起泡劑，內(nèi)積液和起泡劑在天然氣的攪拌下，生成大量泡沫，由于密度降低，很容易被天然氣流帶到地面，消泡排水。四是在泡沫洗井工藝中的應(yīng)用。泡沫沖砂洗井 泡沫沖砂洗井泡沫沖砂洗井是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，主要解決低壓和嚴(yán)重漏失井的“清水倒灌”、污染油層及作業(yè)無(wú)法正常進(jìn)行等問(wèn)題。油井經(jīng)長(zhǎng)期開(kāi)采，地層壓力下降，油層難免出砂，作業(yè)中也準(zhǔn)免將地面的機(jī)械雜質(zhì)帶入井中，均會(huì)造成產(chǎn)層的不同程度堵塞，使油井產(chǎn)量下降。以往采用清水沖砂、洗井和替噴等作業(yè)，因油層壓力低于靜水柱壓力，易造成大量液體漏入地層，有時(shí)甚至泵入油井的液體失返，使施工無(wú)法進(jìn)行，且造成油層污染。用泡沫流體作為低壓漏失油井的沖砂、洗井和替噴等作業(yè)液，其優(yōu)點(diǎn)是:可通過(guò)調(diào)整泵入油井的氣一液比或井口回壓，控制井下泡沫密度，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓作業(yè)，防止漏失;可疏通被堵塞的喉道和射孔孔眼，促使產(chǎn)層流通，具有解堵效果;因泡沫有粘滯性，有良好的攜帶固體顆粒的能力，可大大改善凈化井眼的效果。五是在泡沫水泥固井鹽酸中的應(yīng)用。所謂鹽酸水泥，就是在水泥漿中棍入或使其產(chǎn)生一定量的，并均勻地分布在水泥漿中，從而達(dá)到降低水泥漿密度的目的。泡沫水泥漿的配制方法一般有二種:一是機(jī)械法，即在水泥中加入一定量的發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑，通過(guò)機(jī)械方法使混入氣體形成穩(wěn)定的泡沫水泥;二是化學(xué)法，在干水泥中摻