油井井筒结垢分析及防治措施

任礼　牛晶　曹新

摘 要：随着我国的社会经济水平的飞速提升，国家对石油的依赖性也越加明显。但石油行业同样也面临着巨大的挑战，油井井筒的结垢对于油田的正常生产产生了很大的制约作用。当油田开发到中后期的阶段，注水量会逐步加大，并且水质中的一些成分也会和油井下的设备和工具发生反应，在反应的过程中产生垢状物质，如果未及时的处理这些垢状物质，那么就可能导致质量事故的出现，如设备工具失效、杆管断脱以及泵漏等，大大的影响了石油企业的经济效益。文章便对油井井筒结垢机理和原因分析以及油井井筒结垢的防治措施两个方面的内容进行分析和探讨，从而详细的论述了如何做好油井井筒结垢的防治工作。

关键词：油井井筒结垢；机理和原因；防治措施

T油田處于某斜坡中部，为一平缓的西倾单斜（倾角小于1度），背景上发育的多组轴向近东西向德鼻状隆起构造。主力油层三叠系长X储层为湖成三角洲沉积，岩性以灰绿色细粒硬砂质长石砂岩为主，成份及结构成熟度低，岩性致密。长X可分为长X1、长X2、长X3三个小层，其中长X2层为主产层，平均有效厚度12.5m，平均有效孔隙度12.69%，储层孔隙度发育中等，平均渗透率1.81×10-3цm2，属于低渗透储层。

1 油井井筒结垢机理和原因分析

1.1 油井井筒结垢的机理

油井结垢是指抽油机井井筒内的抽油泵和油管油杆等井下机械构件，在油井产出液的长期作用下通过化学反应使其表面结垢的现象。原油从油井底部进入管道开始，由于油田注水开采及石油、天然气自身含水等原因，导致从油井底部采油泵便开始结垢，结垢使得抽油泵等机械装置的工作效率急剧下降，严重的还会导致卡泵，并加重抽油杆偏磨以及抽油杆断脱等事故的发生。

1.2 油井地下水的成份分析

现阶段，我国很多油田的油井井筒都存在着结垢的问题，因此，应对油田现场的地下水水质进行详细的检测，并且进行定量的分析，从而得到结垢物的组成成份。在我区存在结垢问题的油井井筒中，它们的结垢情况是很类似的，当对所测得的地下水的水质成份进行分析时，我们发现水中含有较多的硫酸根离子、碳酸根离子、镁离子以及钙离子，这样随着油井井下压力和温度的不断变化，这些离子之间就会发生化学反应，从而产生难以溶解的盐类化合物等结垢物质。

1.3 井筒结垢的原因分析

在对油井井筒结垢物的成份进行分析时，发现其主要成份有硫酸根离子、碳酸根离子、镁离子、钙离子以及胶质、沥青和蜡等有机物质，在离子之间发生化学反应的过程中就会产生难以溶解的化学物质，这些化学物质再与有机物质进行结合，那么就形成了难以溶解的垢物。另外，由于很多油井已经进行了很多次的酸化作业，一些酸性液体的就会腐蚀油井的管柱，那么在油井井筒中不但含有碳酸镁和碳酸钙等难溶的盐类化合物，还会含有大量的铁锈，这也是导致油井井筒存在着严重结垢现象的原因。在油田中还有一些油井存在着严重的出砂的问题，所产生的大量的砂粒就成为了蜡和结垢物质结合的载体，导致了油井井筒出现了明显的析蜡现象，在分析结垢物质的组成成分时，我们发现这些垢物中都含有大量的有机物，这些有机物与砂粒和盐类化合物混合到一起后，就形成了难以溶解的油井结垢混合物。

2 油井井筒结垢的防治措施

2.1 我区油井井筒的结垢现状

井筒油管杆结垢。我区结垢井为32口，较年初增了4口。井筒油管杆结垢后，油杆在举升液体时的往复运动使油杆上的垢渣脱落，造成活塞卡在深井泵中或者造成活塞凡尔罩拉断。深井泵球座结垢。球座因结垢造成的固漏井次上升，球座结垢造成固定凡尔球与球座密封不严，从而导致深井泵漏失。

2.2 油井井筒结垢的常用防治措施

2.2.1 向油井的注入水中添加阻垢剂

在油井井筒工作的过程中，地层水的成份非常不稳定，并且其还容易与石油产物的辅助生成物质以及井底的机械设备产生化学反应，从而产生垢状物质。因此，要想有效的防止垢状物质的产生，我们就应做好油井地层水防阻垢的处理工作。通常情况下，在我国大多的油井中都采用聚合物和磷酸盐这两类物质作为阻垢剂，它们的阻垢能力加强，并且化学成份也较为稳定。我区块采用的SIB阻垢剂，能较好的防治井垢的形成。

2.2.2 在油井井筒的管柱中安装强磁防腐阻垢器

如果油井的结垢现象较为严重，那么应采用安装强磁防腐阻垢器这一方法，从而防止管柱出现结垢和被腐蚀的现象。强磁防腐阻垢器同时具有防垢和防腐的功能，其成本较低、使用方便，也不会对周围的环境造成污染，节约能源，并且使用寿命能够超过十年，强磁防腐阻垢器的工作原理为：当其处于工作状态时，会产生一个强磁场，其具有非常好的杀菌作用。而在油井井下的作业环境中，又是生长着较多的生物菌的，井筒结垢的化学反应是离不开这些生物菌的催化作用的，因此，强磁防腐阻垢器能够抑制这些生物菌的生长和繁殖，并且能将生物菌消灭，从而防止它们腐蚀井下的金属设备；在强磁防腐阻垢器工作时，还会产生磁场效应，那么周围的金属表面就可能会形成一层磁流体动力波，其具有很强的抛光功能，那么表面就会变得更加的光滑，这样金属体表面的垢状物和腐蚀物就能够被清除干净了。磁流体动力波的运动能够有效的避免腐蚀介质和金属体表面的接触，从而避免了井筒结垢物质的形成；强磁防腐阻垢器工作时还会产生防盐垢效应。其作用就如同一个净化装置，当含有硫酸盐和碳酸盐等盐类成分的水经过此装置时，强磁场就会对盐分子的运动环境产生干扰，盐分子运动的轨道也会随之发生变化，其原子和分子的分布结构甚至也会发生改变，这样就起到了防阻垢物凝结的作用。另外，这一装置还能够降低水的界面能力，提升其溶解能力和润湿性能，那么硫酸盐、碳酸盐等各类盐类物质的溶解度就会随之下降，既将原来的井垢溶解干净了，同时也起到了防止新的井垢生成的作用。

2.2.3 改进油井的生产方式，对油井进行综合防垢

根据油井井筒的结垢机理，可以进一步的改善井内流体的流动环境，从而控制油井井筒的结垢。改变油井的生产方式。要想有效的降低井下的负荷，从而提升集输站原油的脱水效果，进行油井的生产工作时，通常都是采用油套环空加破乳剂的生产方式，而这样原来的乳化水转变成游离水，那么油井井筒的结垢就可能加剧，为了有效避免这一现象的发生，便开展了油井停加破乳剂的试验，从而试验中发现，在停加破乳剂的情况下，油井的结垢速度出现了明显的下降趋势；有效的降低油井的抽汲强度。如果油井采用的生产方式为强采的方式，那么地层的产液能力与油井的生产参数就可能出现不匹配的问题，所以，为了充分的提升井底流压和地层压力，便应加强注水的效果，准确的控制各项生产参数，从而降低油井井下的结垢速度。

3 结束语

通过以上的论述，对油井井筒结垢机理和原因分析以及油井井筒结垢的防治措施两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。随着我国石油行业的快速发展，油井的开发难度也越来越大，而在油井开发到中后期的阶段，油井井筒出现了较为严重的结垢现象。而要想有效的防止油井井垢的产生，那么就应采取科学合理的油井井筒结垢防治措施，才能真正的解决我国油井井筒的结垢问题，从而实现我国石油产业的可持续发展。

参考文献

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[3]陆远清.浅谈油井结垢机理研究与防治[J].内蒙古石油化工，2010.