中原油田復合防鹽技術研究

中原油田復合防鹽技術研究

1地層復合防鹽技術油鹽開采是中元油田開發(fā)過程中的一個傳統(tǒng)問題。2004年以來，中元油田開采鹽井越來越多。由于食鹽鹽卡系統(tǒng)的頻繁運行，采養(yǎng)管理中遇到了很大困難。采用熱清水洗井雖能解決鹽卡但易造成洗井污染,洗井后不同程度的出現(xiàn)含水上升、油井產(chǎn)量降低,而常規(guī)抑鹽劑僅能改變無機鹽的結晶形狀,鹽的析出量減少程度低(鹽溶解增加率≥4%)。針對上述問題2005年初引進了固體抑鹽器,井口連續(xù)加藥裝置、地層復合防鹽技術,以上的幾項技術都取得了較好的效果。其中復合防鹽技術效果較為突出。該技術較其它技術有以下幾點突破:①工藝上的突破,其它的技術只停留在對井筒的處理上;而該技術對地層進行處理并有配套的施工工藝。②防鹽機理上的突破,其它技術只是對鹽結晶過程進行研究,并采取相應的治理方法;而該技術不僅對鹽結晶的過程進行研究,而且對鹽析的機理進行研究,具有晶格變形和大大提高鹽溶解度雙重功效,使結鹽井的結鹽不存在結鹽現(xiàn)象。③綜合應用技術措施的突破:其它技術只是停留在對鹽的治理方面,而該技術不僅對鹽進行治理,而且可以針對油井存在的其它問題如乳化鹽塞、結垢、結臘等問題,一次性進行治理,能夠達到發(fā)揮油井產(chǎn)能的目的。2綜合耐鹽技術的描述與研究2.1單井地層和地面管線結鹽由于結鹽油井地層水的礦化度高(26-35)×104mg/l,其中主要成份是氯化鈉。在油層被打開的過程中,地層中原有的平衡被破壞,在原始條件下的飽和的地層水溶液變?yōu)檫^飽和水溶液,就可能在地層中、近井地帶及井筒內(nèi)結鹽,而井筒及地面管線的壓力、溫度變化較大,所以在井筒、地面管線內(nèi)極易生成無機鹽垢,并使鹽的晶體顆粒變大、強度增高。2.2鹽液中氯化鈉結晶規(guī)律對各種地層產(chǎn)出水析出鹽樣組分進行分析后發(fā)現(xiàn):氯化鈉占到鹽樣總質(zhì)量的95%以上。因此,研究氯化鈉在水中的溶解、析出特點,就可以找出地層產(chǎn)出水結鹽的特性。為此,我們對氯化鈉溶液的特性進行了研究,氯化鈉溶液存在著穩(wěn)定區(qū)、亞穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)等三個溶解區(qū)間(見圖1)。穩(wěn)定區(qū)是指水溶液中的氯化鈉未達到飽和,氯化鈉沒有晶體存在。亞穩(wěn)定區(qū)指水溶液中氯化鈉的含量達到飽和,這時氯化鈉的結晶與溶解處于動態(tài)平衡狀態(tài)。外界條件的改變,可能成為過飽和溶液,但不會自發(fā)結晶,但此時將晶種放入亞穩(wěn)區(qū),就會在晶種上進行結晶,形成鹽的晶體。不穩(wěn)定區(qū)是指水溶液的鹽飽和度超過一定范圍,溶液中的氯化鈉會自動發(fā)生結晶。此外,氯化鈉在水中的溶解度也受到其它無機鹽離子的影響,由于“離子效應”的作用,氯化鈉在鹵水中的溶解度比純水中的低。氯化鈉的特性可以歸納為三點,第一點,外界條件的變化可以使不飽和溶液變?yōu)轱柡腿芤夯蜻^飽和溶液;第二點,飽和鹽溶液中晶核的存在,可以使飽和鹽溶液產(chǎn)生結晶;第三點,溶液中其它無機鹽離子的存在,可以降低氯化鈉的溶解度。因此,我們把克服晶核作用、“離子效應”的影響、提高氯化鈉在地層水中的溶解度作為解決地層防鹽的主要技術思路。2.3防鹽劑的作用在鹽水溶液中加入一定濃度的防鹽劑,防鹽劑在溶液中離解出對Na+、Cl-有選擇性吸附作用的正負電荷基團,防鹽劑正電荷基團吸附在Cl-上,負電荷基團吸附在Na+上,當一定量的防鹽抑制劑分子基團吸附在NaCl晶核或Na+、Cl-周圍,并按一定次序排列時,將改變NaCl晶核表面的電荷分布,破壞NaCl晶核的產(chǎn)生,防止NaCl從溶液中結晶析出。因此,防鹽劑的作用表現(xiàn)在兩個方面:一是增大鹽的溶解度,使之不易結晶析出;二是改變鹽的結晶類型,由致密的立方晶體變?yōu)槭杷?、細碎的絮狀結構,使之容易溶解、清除,被液流帶走,從而避免油井結鹽或鹽卡。3比較了復合防鹽技術和傳統(tǒng)抗鹽劑的經(jīng)濟指標：見表14復合防鹽技術的現(xiàn)場處理4.1選井原則適用于所有結鹽較嚴重的油(氣)井;選井時可根據(jù)每口井的生產(chǎn)情況進行優(yōu)選。4.2改性鹽垢水井(1)起出井內(nèi)原生產(chǎn)管柱,下施工管柱;(2)大排量活性水洗井,清理井筒內(nèi)的鹽垢;(3)正擠前處理液;(4)擠入復合防鹽解堵劑;(5)擠入后處理液;(6)擠入頂替液;(7)關井反應24小時,下入正常生產(chǎn)管柱轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。5現(xiàn)場應用效果5.1檢泵周期短該井位于衛(wèi)360塊,目前生產(chǎn)沙三中,由于結鹽嚴重,平均檢泵周期只有35天。2005年4月8日結合檢泵實施復合防鹽解堵措施,措施后一直正常生產(chǎn)至目前,檢泵周期已達83天。5.1.1偉360-34井的基本數(shù)據(jù)見表25.1.25.2.13-16檢泵①2005.1.20-24檢泵,結鹽造成泵固定凡爾漏失,本次檢泵周期99天;②2005.2.13-16檢泵,泵上3根油管被鹽卡死,本次檢泵周期20天;③2005.3.30-4.7檢泵防鹽,結鹽造成泵漏,本次檢泵周期48天;5.1.3地層防鹽失效情況2005.3.30-4.7,對該井實施防鹽施工,對出鹽的層位卡封后,正擠前處理液10m3→正擠復合防鹽劑50m3→正擠后處理液40m3。截止5月25日,該井工作參數(shù):Ф38mm*2000.79*5*4,日產(chǎn)液22.8t,日產(chǎn)油12.3t,綜合含水46%,生產(chǎn)穩(wěn)定,免修期56天,防鹽措施達到初期目的。5月26日該井活塞拉桿脫檢泵作業(yè),作業(yè)過程中沒有發(fā)現(xiàn)明顯結鹽的痕跡。7月22日,該井再次檢泵,未查出不出油原因,但該井在7月13日發(fā)生鹽卡洗井70方洗活,在7月6日發(fā)生光桿下不去現(xiàn)象活動解卡,考慮7月22日作業(yè)過程中發(fā)生井涌現(xiàn)象,綜合分析,造成躺井的原因是鹽造成固定凡爾卡。由此斷定該井地層防鹽失效。目前,該井下固體抑鹽器一套,生產(chǎn)正常。(措施前后生產(chǎn)曲線見圖2)。5.2結鹽嚴重造成關井產(chǎn)出該井由于結鹽嚴重、頻繁洗井且日產(chǎn)液量低(小于5m3),2004年10月至2005年5月因結鹽嚴重造成關井停產(chǎn)。2005年6月7日實施抑鹽解堵,解堵后日產(chǎn)液量20m3以上,日產(chǎn)油1t,恢復了正常生產(chǎn)。5.2.1y9-1井的基本數(shù)據(jù)見表35.2.2泵加深關井該井因低產(chǎn)、低能,從2003年10月關井,2005年3月進行泵加深(從1800m,加深到2440m),僅一天液面就抽空。2005年4月計劃關井。2005.6月防鹽作業(yè)時發(fā)現(xiàn):生產(chǎn)油層被鹽埋78m,鉆沖至人工井底。5.2.3合防鹽解堵劑壓力Y9-1井于2005年6月9日16:45-22:40實施復合防鹽解堵措施,擠入復合防鹽解堵劑40m3,壓力由5MPa緩慢上升,最高為34MPa,停泵壓力為31MPa。該井2005.6.19完井,初期日產(chǎn)液25t,綜合含水100%,目前日產(chǎn)液25t,日產(chǎn)油1.5t,且含水有進一步下降的趨勢(措施前后生產(chǎn)曲線見圖3)。5.3保壓解堵,防鹽解堵該井是一廠結鹽最嚴重,由采油七區(qū)管理的一口氣舉井。該井于1989年6月23日新投,投產(chǎn)后因鹽卡多次作業(yè),1996年10月因鹽堵管柱關井。2年后即1998年3月作業(yè)扶躺,反復洗井洗不通,中途完井待大修。2005年4月大修擠堵,2005年5月重炮自噴,2005年6月停噴后氣舉生產(chǎn)。鑒于該井結鹽嚴重的實際,經(jīng)摸索,將該井洗鹽周期定為2天,洗鹽用水在45m3左右。為減少對產(chǎn)量的影響,曾摸索著延長周期1-2天,也曾在不改變周期的情況下洗鹽時只用15m3少量清水洗井,但結果較差,經(jīng)常通井下不去,甚至出現(xiàn)了油套環(huán)空鹽堵,造成很大風險。05年7月10日—7月19日、8月7日—8月16日兩次發(fā)生鹽堵油套環(huán)空情況,共經(jīng)11次洗鹽和長時間的關井泡鹽才處理通,影響產(chǎn)量約57t。因洗鹽影響的產(chǎn)量最高時可達7.1t/d,針對這種情況,2005年8月,對該井實施了復合防鹽解堵技術。8月23日開井后,采取每天深通和清蠟維護措施,截止