李岳祥章華春

（1.哈爾濱石油學(xué)院；2.新疆油田公司百口泉采油廠）

油田新型結(jié)垢計量裝置與防垢劑優(yōu)選試驗＊

李岳祥1章華春2

（1.哈爾濱石油學(xué)院；2.新疆油田公司百口泉采油廠）

從定量的角度出發(fā)，設(shè)計垢量測量裝置。以BZ25-1油田為例，判斷油田結(jié)垢類型，模擬動態(tài)試驗，利用油田結(jié)垢量大小測定滲透率損失率。隨后進(jìn)行防垢劑篩選試驗。結(jié)果表明：碳酸鈣垢的生成，巖心滲透率損失率21%左右；防垢劑JPS-01、JPS-02、JPS-03能有效緩解地層結(jié)垢，JPS-01防垢劑效果最佳，結(jié)垢量最小。

測量裝置；試驗；結(jié)垢量；防垢劑

0 引 言

注水開發(fā)是提高中后期油田采收率的主要措施，而地層水與驅(qū)替水的不配伍將產(chǎn)生堵塞滲流通道、降低流通能力的結(jié)垢沉淀物質(zhì)，大大降低了油田采收率［1-4］。國內(nèi)外在結(jié)垢定性方面已有大量的研究成果，進(jìn)一步研究結(jié)垢的定量分析及其對地層管道的傷害十分必要。因此，本文設(shè)計一種垢量計算試驗裝置，通過動態(tài)試驗，研究結(jié)構(gòu)對滲透率的影響，并進(jìn)行防垢劑的研究，篩選出最佳防垢劑。

1 水質(zhì)分析

BZ25-1油田沙河街組儲層類型為濁積扇砂巖，高溫高壓油藏，日產(chǎn)油250 m3左右。BZ25-1油田水質(zhì)分析如表1所示。

表1 BZ25-1油田水質(zhì)分析 mg／L

根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，采用Stiffs＆Davis飽和指數(shù)法進(jìn)行預(yù)測，判定油田地層管道的結(jié)垢量主要以碳酸鈣無機(jī)垢為主［5］。

2 垢量計算試驗裝置

垢量計算試驗裝置包括洗滌溶液、過濾器、抽空瓶、接真空泵和緩沖瓶，試驗中生成的垢總量主要來自于生成附著在燒杯上的垢和懸浮在溶液中的垢。垢量表達(dá)式：

式中，C為結(jié)垢量，mg／L；mq1，mh1分別為實驗前后干燥燒杯的質(zhì)量，mg；mq2，mh2分為實驗前后濾膜質(zhì)量，mg；V為通過濾膜的水樣體積，L。

3 動態(tài)試驗

3.1 試驗方法

通過注入水與地層水生成的結(jié)垢量大小，采取體積流量法測定滲透率損失率。通過1∶1地層水與注入水進(jìn)行試驗，觀察并測量100倍PVT巖心的滲透率損失率。試驗裝置流程見圖1。

圖1 結(jié)垢動態(tài)試驗流程

3.2 試驗結(jié)果

滲透率損失率試驗數(shù)據(jù)見表2。表2中Ki表示地層水所測定的初始滲透率，K2表示將地層水與注入水以1∶1的比例注入巖心100倍孔隙體積時的滲透率。

表2 結(jié)垢動態(tài)滲透率損失率試驗結(jié)果

將地層水和注入水混合液注入人造巖心后，在累計注入100倍孔隙體積范圍內(nèi)時，隨著這組試驗進(jìn)行，巖石滲透率下降了16%～21%，可知無機(jī)碳酸鈣垢對管道以及地層滲流能力影響很大，應(yīng)采取防垢措施。

4 防垢劑試驗

針對油田結(jié)垢堵塞地層孔隙、裂縫，以及降低井筒和管線的流通通道等問題，不僅影響石油采出程度，而且降低了油田日產(chǎn)量，故進(jìn)行防垢劑篩選試驗，優(yōu)選最佳防垢劑［6-8］。

4.1 試驗方法

在150種防垢劑試驗基礎(chǔ)上，初步篩選有機(jī)膦酸型防垢劑JPS-01，JPS-02和JPS-03三種防垢劑作進(jìn)一步試驗。試驗設(shè)定在注入水為15%，30%，45%，60%，75%和90%條件下，單獨加入JPS-01，JPS-02和JPS-03有機(jī)膦酸型防垢劑試驗，與不加防垢劑容器中結(jié)垢量對比，試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 防垢劑與結(jié)垢量的關(guān)系

4.2 試驗結(jié)果

當(dāng)注入水為15%時，JPS-01，JPS-02和JPS-03結(jié)垢量均為最小。當(dāng)注入水占比45%左右，試驗中各組結(jié)垢量均出現(xiàn)最高值。防垢劑能減少結(jié)垢物質(zhì)的生成，改善管道滲流能力，這是由于加入防垢劑能在晶核附近的擴(kuò)散邊界，生成雙電層，將陰陽垢離子隔開，降低聚結(jié)率，從而防止結(jié)垢物的生成。JPS-01防垢效果最好，注入水占比90%時，結(jié)垢量最小。JPS-01防垢效果最好，結(jié)垢量為20mg／L。

5 結(jié) 論

◆通過動態(tài)試驗，100倍PVT巖心的滲透率損失率為21%左右，說明碳酸鈣垢對管線以及地層微觀孔隙、裂縫滲透率影響很大，優(yōu)選防垢劑勢在必行。

◆防垢劑篩選試驗可精確研究JPS-01，JPS-02和JPS-03防垢效果。JPS-01防垢劑效果最好，結(jié)垢量20 mg／L，垢量可減小67%（與空白試驗垢量對比），JPS-01防垢劑適合在該類型油田推廣使用。

［1］ 陳峰，趙春輝，陳朝林.油田注水系統(tǒng)結(jié)垢機(jī)理研究［J］.油氣田地面工程，2006，25（7）：7-8.

［2］ 涂乙，吳萌，管麗，等.新型結(jié)垢量測定裝置的建立與實驗［J］.油氣田地面工程，2011，30（9）：10-11.

［3］ Vetter O J，F(xiàn)arone W A.CaCO3Scale Prediction—A Practical Approach［R］.Lubbock：SPE17000，1987.

［4］ 涂乙，汪偉英，吳萌，等.注水引發(fā)結(jié)垢的模擬實驗及垢量精確計算方法［J］.油氣田地面工程，2011，30（10）：9-10.

［5］ 劉晉萍.循環(huán)冷卻水處理優(yōu)化設(shè)計的探討［J］.天然氣與石油，2005，23（1）：55-57.

［6］ 舒干，鄧皓，王蓉沙.油氣田防垢技術(shù)與應(yīng)用田［J］.油氣田地面工程，1996，15（4）：40-43.

［7］ 左景欒，任韶然，于洪敏.油田防垢技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.石油工程建設(shè)，2008，34（2）：7-14.

［8］ 羅明良，蒲春生.地層無機(jī)結(jié)垢預(yù)測技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2001，23（2）：47-49.

1005-3158（2014）03-0007-02

2014-04-04）

（編輯 李煜）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.003

國家科技重大專項（2009ZX05038-002）、國家973項目（2009CB219604）資助。

李岳祥，2013年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣井工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在哈爾濱石油學(xué)院油氣井工程專業(yè)從事教學(xué)與科研工作。通信地址：黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)松浦路293號哈爾濱石油學(xué)院，150028