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三元复合驱化学防垢剂的应用效果及认识 张智超 魏显峰 蒋玉梅 （大庆油田有限责任公司第四采油厂，黑龙江队大庆163511） 摘要:本文简述了三元复合驱结垢机理、结垢概况、防垢机理、配套加药工艺。评价了三种化学防 垢剂在加药方式、加药时机、适用井况、防垢效果四方面的现场应用表现，总结应用过程中的优 点和存在的不足，得出了化学防垢剂应用时需要遵循的几个原则，为日后推广应用化学防垢剂提 供指导建议。 关键词：三元；化学防垢剂；加药方式；应用效果 1 前 言 随着油田进入高含水开发后期，开采难度加大，为了进一步提高原油采收率，大庆油 田在杏北开发区杏1～2 区东部Ⅱ块推广应用了三元复合驱驱油技术，应用该技术能够在水 驱开发后期的基础上再提高采收率10 个百分点以上，在当前后续开采技术不成熟、原油产 量下降的形势下，为有效应对当今能源枯竭的问题提供了新的技术支持。但是，随着注入 井、采出井管柱和地面流程结垢等世界级难题的出现，给该技术的推广应用增加了难度。 为了解决采出井结垢带来的种种不利影响，针对三元采出井结垢原理和类型以及现场 实际情况，成功的研发出三种化学防垢剂并将其应用于现场。 2 三元复合驱结垢机理及结垢概况 2.1 结垢机理 因三元复合驱油体系中的碱对岩石的溶蚀作用，流体中的成垢的离子在运移过程中以 矿物盐的形式析出，在采油井的近井地带、井筒、地面集输系统中产生大量的矿物盐（垢）。 垢的成分以碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、二氧化硅等为主，碳酸盐垢形成主要是溶液中离子 达到饱和状态后结晶析出；而硅垢形成主要是碱溶蚀岩石，硅以可溶性硅酸盐的形式转移， 硅酸根水解形成硅酸，硅酸在碱性条件下连续缩合生成凝胶，凝胶脱水最终生成无定型二 氧化硅。 2.2 结垢概况 杏1～2 区东部Ⅱ块有采出井143 口，目前已经发现结垢井33 口井63 井次，井下管柱 结垢已经严重影响了采出井的正常生产。从井下管柱结垢情况来看，每口井在结垢部位、 结垢深度、垢质硬度等方面表现的各不相同，总体来说井下液体流动性较好的部位比流动 性较差的部位结垢严重，结垢程度自下向上逐渐减弱，管柱表面经常摩擦挤压的地方垢的 硬度较高，难以剥离。 3 化学防垢剂防垢机理及配套加药工艺 3.1 防垢机理 作者简介：张智超，男，1979 年8 月出生，2002 年7 月毕业于中国石油大学化学化工学院应用化学专业，获得理学学士学位， 现在大庆油田有限责任公司第四采油厂工程技术大队工作，工程师。通信地址：黑龙江省大庆市红岗区第四采油厂工程技术大 队机采室，163511，电话E—mail ：zhangzhichao@ 1 防垢剂是含有羧基、羟基、膦基、磺酸基、氨基的多功能基团高分子有机物，通过防 垢剂与成垢离子之间发生螯合、分散、晶格畸变等作用来实现防垢的目的，对碳酸盐垢是 使二价阳离子形成鳌合物，破坏结垢晶核，对硅酸盐是分散成垢颗粒，防止胶团积聚、沉 降、析出。 3.2 配套加药工艺 化学防垢主剂研究成功后，针对不同井况、不同垢组分设计了防钙硅垢的固体防垢颗 粒、井下固体防垢块和防钙硅钡混合垢的液体防垢剂这三种类型的防垢剂，同时研发了配 套加药工艺技术。 3.2.1 液体点滴加药工艺 该工艺是通过液体加药装置将液体防垢剂溶液沿套管壁滴加到井下，防垢剂随井液共 同采出实现防垢。 加药装置由电控系统、电磁计量泵和储药罐三部分组成，实现了自动定量、连续点滴 加药和防冻功能。该工艺能够有效控制液体防垢剂在井下的使用浓度，加药周期较长（15 天左右一个周期）。 图1 液体加药装置 3.2.2 地面投加固体颗粒工艺 该工艺是利用加药车从油套环空注水将防垢颗粒携带进入井下，颗粒悬浮于油水界面 并以一定的速度溶解，防垢主剂缓慢释放到井液中起到防垢作用。通过调节载体在油中的 溶解速度，控制防垢剂的释放速度。该工艺不需地面设备，但是加药工作量加大，加药周 期相对较短（7～10 天一个周期）。 3.2.3 预下井下固体防垢块工艺 在焊有带孔挡板的筛管中填入固体防垢块，将其预先下到井内，防垢主剂缓慢释放到 井液中起到防垢作