南六区三元油井钙垢期防垢剂ST防垢有效浓度研究

2017年08月三元复合驱油井结垢规律及防垢清垢技术探讨王璐（大庆油田第四采油厂试验大队，黑龙江大庆163000）摘要：油田开采后期为提高采收率使用三元复合驱采油技术，导致油井油管内外、抽油杆及电泵等处出现结垢现象，为提升油井清、防垢效果，系统研究了三元复合驱油井结构现状，提出了相关的防垢措施及清垢技术。

关键词：三元复合驱；油井；结垢规律；防垢；清垢1三元复合驱油井结垢现状三元复合驱油井结垢状况受到油井地层地质条件影响，油井状况不同，结构规律也不一样。

通过分析大庆油田某区块三元符合驱油井岩心、采出液等，总结出油井结构规律如下：①通过岩心溶蚀实验发现，油井垢质成分以碳酸盐和硅酸盐为主，成垢离子以Ca 2+、Mg 2+、Si 2+、Al 3+为主，且碳酸盐结垢时间短、硅酸盐结垢时间长；②通过对油井采出液的测试分析，随着三元复合液不断的注入，地层水中Si 2+持续升高、Ca 2+与Mg 2+浓度之和、HCO 3-均表现出先升高后降低变化趋势、碳酸根表现出先减少后增多趋势，地层水PH 值持续上升；③通过对不同时期的垢质进行分析，发现垢质成分差异明显：早期垢质成分以碳酸盐岩为主，中期垢质硅酸盐成分增加，表现为硅酸盐与碳酸盐垢质混合垢，晚期结构以硅酸盐物质为主；④垢质化学成分不同，其表观状态和颜色差异明显。

碳酸盐垢质地疏松，结构呈蜂窝状。

硅酸盐垢结构致密、外部光滑；⑤同一口油井不同深度，结垢差异明显。

通常表现为随井深增加，垢质中碳酸盐成分增多；⑥区域内油井表现为中心井结垢时间早、速度快，边角井结垢时间晚、速度慢。

2防垢措施2.1防垢技术的选择三元复合驱油井常用的防垢技术有井口固体投球加药、井口液体点滴加药、井下放置防垢块。

井口固体投球加药通过在井口向套管中投球加药来防垢，井下放置防垢块通常在检泵作业时进行，无论是井口固体加药还是井下放置防垢块，都是利用固体防垢药物与井筒内液体接触融化，起到预防结垢的效果。

以上两个固体加药方式存在用药量及药剂浓度不好把握的问题，井口液体点滴加药能够避免出现这种问题，同时加药方便、防垢剂反应速度快、防垢效果好，液体点滴加药是通过柱塞泵将药剂从油层套管环空中注射入井内，加药速度通过泵来控制。

油井硫酸钙除垢剂配方研究与应用
油井硫酸钙除垢剂是一种用于清除油井管道内的硫酸钙垢的化学物质。

硫酸钙垢是在油井开采过程中由于地下水中含有高浓度的硫酸钙而沉积在管道内部的一种垢，它严重影响了油井的正常运行。

为了解决硫酸钙垢带来的问题，许多研究人员开展了对油井硫酸钙除垢剂的配方研究与应用。

经过长时间的研究，人们发现了一种有效的硫酸钙除垢剂配方。

除垢剂的主要成分是酸类化合物，主要是盐酸或硫酸。

这些酸类化合物能够与硫酸钙发生反应，产生可溶性的盐类，从而将硫酸钙垢溶解掉。

酸类化合物还具有腐蚀性，能够清除管道内的污垢。

除了酸类化合物，除垢剂中还添加了一些表面活性剂和分散剂。

表面活性剂可以减小液体和固体的表面张力，促进溶液中硫酸钙的分散和溶解。

分散剂则可以增加溶液的稳定性，防止硫酸钙再次沉淀。

在配方研究中，研究人员还考虑了一些其他的因素，如温度和pH值。

温度对化学反应速率有很大影响，通常情况下，较高的温度会加快除垢剂的反应速度。

而pH值则会影响溶液中酸类化合物的活性，通常情况下，pH值较低的溶液更容易溶解硫酸钙。

这种硫酸钙除垢剂配方已经在实际应用中取得了很好的效果。

使用该除垢剂能够有效清除油井管道内的硫酸钙垢，恢复油井的正常运行。

该除垢剂使用方便，操作简单，不会对环境造成严重污染。

油井硫酸钙除垢剂配方的研究与应用为解决油井管道内硫酸钙垢问题提供了有效的方法。

随着科学技术的不断进步，相信这种除垢剂在油井开采领域的应用会越来越广泛。

2018年06月油田三元除防垢技术浅析王金梭（大庆油田第五采油厂，黑龙江大庆163513）摘要：本文针对油田三元埋地管道腐蚀穿孔严重的问题，通过选取腐蚀管段对其材质、介质进行取样分析，结合测试土壤电阻率等方式开展埋地管道腐蚀机理研究，并制定了物理、化学防垢、电化学保护等相应措施，有效缓解了埋地管道腐蚀穿孔速率，为油田埋地管道腐蚀防护提供了技术支持。

关键词：腐蚀穿孔;机理研究;防护措施1管道腐蚀概况油田经过几十年的开发，已建成了规模庞大的油田地面工程系统，随着建设时间的延长，设施的腐蚀老化问题日益突出，管道腐蚀穿孔情况尤其严重。

为了掌握管道腐蚀穿孔的主要原因，探索降低管道腐蚀速率的技术手段，开展埋地管道腐蚀机理研究，并提出切实有效的防护方案，提高管道的使用寿命，降低生产维护费用。

2腐蚀机理研究2.1介质分析由于接触的环境介质不同，导致埋地管道的内外腐蚀情况不同。

管道内壁的腐蚀主要与管道内介质有关，水驱、聚驱管道中介质成分种类相近，但聚驱管道中含有大量的聚合物。

因此，分别在该区块水驱和聚驱各选取1口单井，对采出液水质进行化验分析后得知水驱采出液，Cl -和HCO 3-含量较高，腐蚀性较强；而聚驱含有较多的Ca 2+和Mg 2+，pH 值均为弱碱性，结垢倾向大。

2.2土壤分析土壤腐蚀绝大多数情况下由于埋地金属管道(构件)与土壤中电解质进行电化学过程所引起的。

在腐蚀穿孔管段随机选取3处，采集土壤样本。

按照SY/T 0087.1标准对土壤理化参数进行测试，对照钢铁腐蚀程度与土壤电阻率的关系一般来说，电阻率低的土壤腐蚀性强，反之腐蚀性弱。

因此，该区块土壤腐蚀级别属中、强腐蚀土壤。

管道穿孔处土壤电阻率、氧化还原电位、土壤容重低，含盐量和Cl -含量高，腐蚀强度高于未穿孔处。

2.3腐蚀类型判断为了解油田管道的腐蚀类型，选取10个不同年限的水驱掺水管段，对穿孔类型进行分析，8个管段穿孔外表面比较光滑，类型为内穿孔；其余管段外表面有腐蚀坑出现，向内凹陷，类型为外穿孔。

技术创新192 2015年24期油田三元复合驱油井清防垢技术探讨雷鑫大庆油田有限责任公司第四采油厂第三油矿，黑龙江大庆 163500摘要：三元体系中存在碱，容易让三元复合驱出现结垢现象，导致油井结垢成为三元体系运行的主要问题。

油层地质条件的不同导致三元复合驱采出井结垢的表现特征的不同。

为了确定三元复合驱采出井结构的判别标准，首先要分析采出液离子的变化特征，找出三元复合驱油井形成垢的规律，然后根据结垢的不同阶段表现采取一定的防垢措施，使三元复合驱油井的运转周期延长。

关键词：三元复合驱；结垢规律；清防垢技术中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)24-0192-011 三元复合驱采油井结垢特征和规律1.1 三元复合驱结垢的原理碱的存在是垢产生的主要原因，地层的岩石和流体与碱反应，成垢离子状态饱和后，会有化学沉淀，垢就产生了。

碳酸盐垢和硅酸盐垢混合后形成三元复合驱垢。

三元体系作用于地下时，会破坏地层原有的离子平衡，随着OH-的增加，地层碱性越来越大，最后成为碱性环境，OH-与粘土发生作用，形成了碳酸盐和氢氧化物；岩石和碱相遇发生溶蚀反应生成的硅为可溶性硅酸盐，硅酸盐随地层流体一起流动，水解过程中形成硅酸，硅酸具有不稳定性，会在各种条件下生成凝胶，凝胶脱水后形成脱水凝胶，最后形成的是无定型SiO2晶体，SiO2晶体累积起来就会出现结垢现象。

1.2 三元复合驱结垢的特征油层地质条件的不同会导致三元复合驱采出井结垢表现特征的不同，结垢速度快慢和结垢严重程度不同，结垢的主要成分和形态也不相同。

一般来说，井距较小，见垢就会比较早。

不同区块的垢质成分不相同，不同时期同一区块的垢质成分也不相同。

三元复合驱垢依据见垢情况划分为以下三个阶段：（1）以碳酸盐垢为主阶段；（2）混合垢阶段；（3）以硅垢为主阶段。

在强碱环境转化为弱碱环境后，三元体系对底层的溶蚀作用减弱，减少硅垢的产生。

三元复合驱结垢及化学防垢剂研究进展作者：马淑清刘健高清河来源：《当代化工》2016年第08期摘要：介绍了大庆三元复合驱生产过程中油田垢的产生过程、危害和组成，简单阐述化学防垢剂的防垢机理，同时总结了近年来国内外化学防垢剂的研究进展与应用现状，客观评价各种防垢剂在使用过程中的优点和存在的不足，最后对化学防垢剂的发展进行展望。

关键词：油田垢；结垢过程；防垢机理；防垢剂发展中图分类号：TE 358.5 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1983-03Abstract： The scaling process and hazards of oilfield scale in ASP were introduced； the anti-scaling mechanism of chemical scale inhibitors was discussed. While the development process of the chemical scale inhibitor was summarized， and advantages and disadvantages of various scale inhibitors were discussed. Finally， the development trend of chemical scale inhibitors was prospected.Key words： scale in oilfield； scaling process； anti-scaling mechanism； progress of scale inhibitors油田结垢问题始终伴随油田开发过程，由于采油难度的不断加大，新的采油技术特别是三元复合驱采油技术的广泛应用，油田结垢成为油田开采工作者所面对的重要课题[1]。

油田垢质的产生，不但能够增大流体阻力，使能耗增高，致使设备和管道局部腐蚀穿孔；而且将引起严重的地层伤害，导致油、水井过早报废。

三元复合驱油井结垢机理及防治措施背景石油是现代工业的基础原料之一，其开采过程中，由于地下水含有一定的盐分和矿物质，当油逐渐地从井口流出时，其中的盐分、矿物质等物质会随着油一同流入管道，而管内的油温度和压力的变化反过来又加速了这些物质的结晶和沉积，使管道内部形成一层薄膜或固体垢层，从而影响了油管的通畅度和输送效率，特别是一些高盐、高矿化度的油井，更是容易形成结垢。

此外，井下水文地质条件、开采工艺等因素也会对结垢情况产生影响。

因此，研究油井结垢机理，探究防治措施符合实际需要。

三元复合驱油井结垢机理油井内结垢的原因主要是由于地下水中的矿物质经过化学反应后形成的沉积物和油中成分的相互作用造成的。

沉积物包括碳酸盐、硫酸盐、钙盐、镁盐等。

油中的成分主要是芳烃、酚类、脂肪酸等可溶于水的表面活性物质。

当油的直径变小时，这些物质便会结晶并附着在管壁上，形成垢层。

与单一的异物沉积不同，油井结垢还存在着生物污染和物理化学反应。

生物污染主要包括细菌、藻类、真菌等产生的粘附物。

物理化学反应包括离子交换、化学反应等。

离子交换主要是指石油中的树脂和金属离子之间的交换作用，好比洗碗剂清洁油脂污垢时的表面活性剂一样，树脂可以吸附管道壁上的垢，并释放出与之结合的水分子。

化学反应包括酸碱反应、氧化还原反应等。

三元复合驱油井结垢的机理，一定程度上也可以理解为上述多种因素作用的综合结果。

三元复合驱油采取了多种物理化学防垢技术，通过加入缓蚀剂、抗结剂、抗沉剂等多种化学剂，可以调整钙、铁、铜等离子元素的配合和抑制矿物晶体的生长，从而达到抗垢防腐的效果。

另外，工程方面也要考虑到对井段的适度加热、流量增加等，以保证原油在管道中适宜的流动状态，避免物质过多地聚集和沉积。

防治措施针对三元复合驱油井结垢的机理，我们可以从以下几个方面着手采取防治措施。

进行化学防垢为了抑制结垢的形成，可以加入化学剂，如抑垢剂、抗结剂、缓蚀剂等，以调整地下水和油中离子的平衡状态，以减少矿物质的沉淀和结晶。

89一、引言想简单地研究三元复合驱逐油井的化学定标技术。

首先，深入了解以三元复合为基础的开发技术。

所谓的三元复合开发技术驱动装置，是指利用碱科学的应用，表面活性物质和钻井用聚合物。

由于这三种物质的协同效应，在钻井过程中增加了地下余油的沉淀能力，提高了开采效率。

三元复合驱动的开发，因为所需的生产过程比较简单，所需的原料成本也比较便宜，因此，进入石油开采的后期。

这样的好的操作，以有效的开采方法被广泛采用。

二、三元复合驱技术概述三元复合驱动技术可以帮助相关技术人员解决石油开采率无法提高的问题。

“碱”通常被用作传统的“三元复合驱动程序”中的“碱性成分”。

利用三元复合法排除石油，结果大量的碱性液体注入到油层中，岩石和其他矿物可以溶解在油藏中，提高提取液中的钙、镁、硅酸根等污垢离子浓度，根据外界条件（温度、pH值、摩擦力等）的变化，大量油田产生污垢。

这些构成的污垢一旦沉淀下来，不会对石油开采产生太大的影响。

但是，碱本身有很强的腐蚀性，所以可以从固体附着体中脱离进入石油层。

随着石油开采到输油管道和油井的生产系统，管道堵塞，工作效率的降低也影响到石油的正常开采。

因此，三元复合驱动技术的运用是有利的，也有很大的弊端。

三、采油井清防垢举升工艺技术优化对于三元的复合驱动，通过对油井进行标度，油井的负荷上升，有电流和消耗功率增加的问题。

结合抽油机和螺杆泵的升降技术，在三元驱动器的油井升降方式的设计中，主要采用长柱泵技术和低干扰螺杆泵技术。

1.优化设计防垢管柱因为三元复合井的上浆和结蜡程度比聚合物驱井严重，一般油管的防标效果相对较差，为了有效延长洗井周期和油井泵的周期，减少气体消耗，在选择输油管道时优先考虑石蜡化、防锈和污垢强调预防。

在三元复合井中，石蜡的熔点高于水的去除，通常在55℃左右，因此，油井的工艺是由耐石蜡涂层、合金纳米聚氨酯管构成的。

2.抽油机井优选长柱塞抽油泵由于以往的抽油泵生产中在液流死区容易发生定标卡泵的问题，所以使用长柱短的泵筒的抽油泵，使用直径的光柱来减缓定标的沉淀。

三元复合驱油井结垢机理及防治措施孙万成三元复合驱（简称“ASP”）技术是80年代中后期在国际上兴起的新型高效驱油技术。

二类油层开发三元复合驱技术是油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段。

但随着三元复合驱矿场试验不断地深入，暴露出的油井结垢问题已成为该技术工业化应用的最大障碍，因此，研究三元复合驱油井结垢机理及防治措施是当前非常迫切的任务之一。

三元复合驱驱油机理三元复合驱是利用碱、表面活性剂和聚合物的溶液作为驱替液来提高油田采收率的—种新型采油技术，它可以提高驱替液的黏度，增大波及效率，降低油水界面张力，在一定程度上提高驱油效率，使石油的采收率增大。

三元复合驱中的碱与原油中的有机酸反应生成的烷烃链羧酸皂和环烷酸皂吸附在油水界面上，使油水界面张力降低，引起毛细管力阻滞作用降低，从而使被圈捕的原油参与流动。

碱与加入的表面活性剂产生协同作用，增大界面活性。

碱作为一种“盐”迫使更多的表面活性剂分子进入油一水界面，从而增加界面层中表面活性剂浓度，拓宽表面活性剂的活性范围。

碱与油水界面处存在的胶质、沥青质、石蜡、卟啉中的有机极性物反应，使得油水界面上的刚性膜破裂和有机物溶解，提高原油产量。

碱与岩石表面的矿物产生离子交换，使岩石表面矿物组成发生变化，改善岩石颗粒表面电性，减少表面活性剂和聚合物在岩石表面上的吸附、滞留损失。

碱的加入，促进聚合物的水解，使ASP体系的浓度增大。

三元复合驱体系中表面活性剂的作用是作为驱油主剂降低油一水界面张力，使残余油变为可流动油。

它改变了岩石表面的润湿性，使滞留在岩石孔道内的油滴和水之间的作用力增加。

岩石表面对原油吸附作用相对减小，增大水的洗油能力，同时对原油有增溶作用，还可使原油乳化，增加其流动性，达到混相驱油的效果。

表面活性剂存在时，更有利于皂化反应进行，两者的协同效应促使界面张力进一步降低，在离子强度和二价阳离子浓度高时起补偿作用。

拓宽体系的界面活性范围和油水发生自发乳化的盐含量（或pH值）范围。

三元复合驱采油井套管化学除垢技术分析摘要：长期以来，人们一直在挖掘石油，挖掘油田，同时，在这段时期，油田开采技术也得到了持续地创新和应用。

在这种新技术中，复合三元驱油技术提高了油田的采收率，但在此工艺中，因碱性驱替液的影响，从而导致了油井中的套管出现了结垢现象，容易造成管道堵塞等问题，从而影响到采油的正常，使得产量不能达到预期，对油田的综合开采有一定的影响。

关键词：三元复合驱；套管；化学除垢油田三元复合驱试验区块的油层矿物以砂质为主，且含有较小的粘土矿物，在实验区内，所注入的碱液是 NaOH，NaOH与地层岩石矿物在特定的环境中会产生化学变化。

会溶解岩层中的硅和铝化合物，从碱性中溶出的硅离子以硅酸根的形式存在，由于 pH值改变，产生了许多的硅酸，多聚硅酸进一步缩合成硅酸凝胶，将多聚硅酸再进行缩合形成硅酸凝胶，由于温度、摩擦力等因素，凝胶的脱水剂（也就是硅胶），持续的脱水，最后形成非晶态的二氧化硅，水晶越来越大，最后形成一种坚固的晶体，二氧化硅，附着在碳酸盐垢表面，形成混合垢。

1对于结垢的研究1.1结垢的分布情况从现场的环境来看，在生成作业中，碱性驱替液所经过的部位都有严重的结垢，不但杆管泵等井下工具存在结垢。

而且，地下设施的套管处，结垢更为严重。

在对井眼进行测试时，发现有15口井在测试过程中受到了助力，测量出最小可通过的井径不超过70 mm[1]。

同时，通过对井口直径的测量，得出了以下结论：从井口到井底的结垢越来越严重，结垢中的硅酸盐含量增多，同时碳酸盐的含量减少。

1.2比例成分根据对水垢的测试结果，在形成结垢的地方，液体的碱性越高，则碳酸盐的含量越高，相反，则碳酸盐的浓度较高。

2对化学除垢剂的研究2.1除垢剂的配方除垢剂是一种可以溶解水垢的试剂。

通过实验室内的除垢液试验，可以对除垢剂中各种成分的含量及配比进行最佳选择。

试验：(1)将两种不同浓度的溶蚀剂各自配制成100 ml，确保所用的除垢溶液的用量相同，但是溶液中溶垢剂比例不同。