智能点滴加药装置在桐川作业区的应用

1 桐川作业区结垢机理

随着开发区块综合含水上升, 油井井筒呈现不同程度结垢腐蚀。注水油藏的注入水与地层水不配伍、多层开发区块层间地层水不配伍是导致井筒结垢的主要原因。

桐川采油作业区主要开采长3、长8.延10、延9、延4+5几个层位, 储层水水型主要以Ca Cl2、Na2SO4、Na HCO3为主。

(1) 多层开发区块地层水不配伍不同地层水混合后, 结垢因子主要是Ca2+、Mg2+和CO2-3、SO2-4。水中阳离子化合物结合顺序是Ca2+优先, Mg2+次之, Na+最后。阴离子的结合顺序HCO-3优先, SO2-4次之, Cl-最后。次序如下:

(1) HCO-3和Ca2+首先结合成化合物Ca (HCO3) 2, 若仍有剩余才与Mg2+结合成Mg (HCO3) 2。当p H≥7时, Ca (HCO3) 2和Mg (HCO3) 2将不断水解生成Ca CO3↓和Mg CO3↓, 在井内油管内沉淀结垢。

(2) 如果Ca2+或Mg2+与HCO-3结合成化合物后仍有剩余时, 则Ca2+首先与SO2-4结合成Ca SO4↓, 其次Mg2+与SO2-4结合成Mg SO4↓。由于硫酸盐溶解度

随温度的升高而降低, 因此主要在井下泵口位置结垢比较严重。 (2) 由于压力、温度等地下条件变化导致井筒结垢同种水型从地下到地面的过程当中温度、压力等热力学条件的改变导致水中离子平衡状态改变, 成垢组分溶解度降低, 从而析出结晶沉淀, 表面接触时间越长沉淀越容易附着在管道等设备形成垢物。同种条件下Mg SO4的溶解度是Ca CO3的5倍, 在温度、压力等条件改变的过程当中, Mg SO4的析出的量总比Ca CO3多。其中过饱和度是结垢的首要条件。

由于Ca2+优先析出, Mg SO4的溶解度远大于Ca CO3的溶解度, 所以井筒结垢以碳酸钙垢为主。

(3) 注入水与地层水不配伍桐川采油作业区油田水源井取水层位基本为洛河层, 水型为Na2SO4和Na HCO3, 镇原油田延10储层水型为Na2SO4、Na HCO3和Ca Cl2, 长3储层和长8储层地层水水型为Ca Cl2。注入水与地层水配伍性较差, 易形成Ba SO4, Ca CO3垢。

2 智能点滴加药装置

智能点滴加药装置通过电子智能控制技术实现井下化学药剂定时、定量、连续投加, 每日加药量可控。储药管中的药品在重力作用下进入加药控制系统, 芯片根据地面预设的加药制度, 定时的向电机发送动作指令, 电机带动轴承杆、磨轮闸阀做顺时针旋转, 在旋转过程中磨轮闸阀开启, 化学药剂通过磨轮的限流, 被定量的挤入井筒起到防垢的作用。

(1) 针对机械式井下点滴加药器不能控制加药流速, 无法实现定时、定量投加的问题, 形成了通过地面预设每天的加药量 (开启、动作次数) , 利用电子智能控制技术, 按照每日预设的加药量, 控制井下微电机的动作次数和加药闸阀的开启关闭, 实现药剂在井下定时、定量投加。

(2) 智能点滴加药装置同样适用隔采油井, 解决了隔采油井套管环空无法投加阻垢剂的问题。

(3) 根据镇35-27井的使用情况, 智能点滴加药工艺可以延长检泵周期186天。

3 应用情况

2010年8月下旬, 结合检泵作业, 镇35-27井配套井下点滴加药装置1套。2011年10月18日检泵作业起出后油井井筒结垢轻微, 检泵周期由238天上升为424天, 作用显著。镇35-27井使用井下点滴加药装置前, 游动反尔受结垢影响, 漏失较严重, 使用井下点滴加药装置后, 功图显示良好, 无漏失现象。

2011年除镇35-27井下入智能点滴加药装置外, 桐29-28井和桐30-331井各下入一套智能点滴加药装置, 目前油井生产正常。

摘要：目前化学药剂防垢技术是井筒防垢治理的主要手段和主体工艺, 如何实现药剂更加科学合理、便捷的投加成为该项工艺的关键。对于结垢油井投加阻垢剂目前主要采用下入固体防垢器和套管环空加阻垢剂两种方法。本文结合实际情况针对以上两种油井投加阻垢剂工艺特点和存在的问题对比智能点滴加药工艺的性能特点, 对智能点滴加药装置在桐川采油作业区应用效果进行评价。

关键词：固体防垢器,油套环空,智能点滴加药

参考文献

[1] 唐凡等.油井自动点滴加药装置研制与应用[M].石油矿场机械, 2012 (3) .

[2] 车井田.点滴加药装置在稠油井上的应用.[M].中国石油化工标准与质量, 2014 (1) .