柳泉油田泉42断块防腐阻垢工艺研究

张明明

（中国石油华北油田第四采油厂 河北廊坊 065000）

柳泉油田泉42断块位于河北省固安县柳泉乡，构造上处于柳泉曹家务构造带南部，牛北斜坡西部。有51口油井，平均单井日产液量3.84方，日产油量2.36吨，综合含水38.5%。泉42断块地层采出液含蜡高，含水低，且间歇出水。近几年在生产过程中发现有26口油井存在腐蚀结垢严重问题，修井作业中发现抽油杆、油管经常断脱、腐蚀穿孔，导致频繁检泵修井作业，给油井正常生产造成严重影响，增加生产成本。为了解决泉42断块这一问题，有针对性地开展了油井防腐防垢技术研究工作。

1 水质、垢样分析

泉42断块油井含水低，有些油井含水为0，给室内试验造成困扰。为此根据该断块油井实际生产情况，对部分油井进行多轮监测取样，对采出水水样进行分析。

从表1中可以看出：①三口井水质矿化度较高，易引起电化学腐蚀；②Q42-31、Q42-43、Q46-93中 Cl-含量分别为15006mg/L、18831mg/L、8827mg/L，含量较高，容易引起坑蚀；③成垢离子Ca2+、Mg2+、HCO3-含量较高，容易结垢，引起垢下腐蚀。

根据所取水样中的各项离子含量，依据《油田水结垢趋势预测》中所述的方法，对所取水样的结垢趋势进行分析。油井产出液温度越高，结垢趋势越大，在达到70℃以上时结垢严重。

对修井作业过程中起出的抽油杆、油管腐蚀结垢情况进行取样，参照标准《碳酸岩盐化学分析方法》进行分析。通过对多口井的采出水水质、垢样的分析，泉42断块成垢离子含量高、水质矿化度高、氯离子含量高是造成现场油井腐蚀结垢的根本原因。现场油井采用空心杆加热，局部温度高，加重了现场的腐蚀结垢。经过多轮针对泉42断块的取样监测和垢样分析等，发现泉42断块由早先的腐蚀为主转变为目前的腐蚀结垢并存，原有药剂已不能满足现场需要。

表1 水样化验结果表

2 缓蚀阻垢剂的筛选

多年来泉42断块现场结垢严重，现场配方一直使用以阻垢（钙镁垢）为主、缓蚀为辅的缓蚀阻垢剂。近期通过对现场取回来的垢样进行分析，现场垢样成分多是腐蚀垢和钙镁垢同时存在。因此需要对缓蚀、阻垢分开进行治理。现场部分油井采用了空心杆电加热，局部最高温度可达85℃，此温度超出了常规药剂的适用范围，目前使用的药剂属于中低温缓蚀阻垢剂，适用于70℃以下的条件，所以进行药剂筛选时要兼顾低温和高温缓蚀、阻垢的问题。

药剂制度优选试验选定泉42-43井进行现场试验，现场加药装置更换为25kg加药罐。

实验内容：①通过现场取样，监测采出水中总铁、亚铁、钙镁离子含量，确定加药后缓蚀阻垢效果；②通过实验不同的加药方式、加药量摸索合适的加药制度；③通过加药效果跟踪监测，及时对缓蚀阻垢剂进行优化，满足现场使用要求。

试验过程：整个现场效果监测分四个阶段。

第一阶段：采用每天加药的方式，摸索加药量。试验期间前期每天加药1 4 k g、清水2 5 k g，考虑到加药量大，后期改为每天加药7kg、清水25kg。改变加药量后对总铁、亚铁含量影响不大，但效果波动较大。

第二阶段：改为每周加药一次，持续监测加药效果。考虑到泉42-43井产液量不高且出水不均匀，加药量太少导致药剂与采出液不能混合均匀。因此加大药剂量，加药制度改为每周一次加50kg药剂、50kg清水。通过两周的监测，第二阶段比第一阶段效果明显，总铁、亚铁离子含量波动变小，但仍出现含量超高的现象，分析认为药剂在泉42-43井筒中分布不均，效果时好时坏。基于以上原因下一阶段试验调整药剂配方，使其均匀分散溶解，从而可解决缓蚀阻垢剂分布不均的问题。

第三阶段：根据现场情况对配方进行调整，持续监测加药效果。第三阶段对配方进行调整后，通过监测结果看调整后效果较差，亚铁、总铁含量偏高，效果时好时坏。可能是因为缓蚀剂在金属表面形成的保护膜不够致密。

第四阶段：第二次调整配方持续监测加药效果。配方设计时在缓蚀成分中设计了多个吸附中心，用来增强其在金属表面的吸附能力和抗流体冲刷性能。在配方中引入增效剂，使其形成的保护膜更加致密，缓蚀效果得到增强。第二次调整配方后效果较明显，总铁、亚铁含量基本保持在较低水平，且波动幅度较小。

从两个多月的钙镁离子监测结果看，钙镁离子含量保持稳定，上下波动不大，说明现场阻垢效果较好，结垢趋势不明显。泉42-43井通过现场试验及效果监测可知：现场加药制度为每周一次，每次加药50kg、清水50kg。调整后的配方应用于现场，缓蚀阻垢效果良好，可解决腐蚀结垢问题。

3 泉42断块加药制度确定

（1）加注工艺：由井口的加药装置将药剂从油套环空加入。

（2）药剂浓度：加药浓度决定现场的缓蚀阻垢效果。室内试验时，当药剂浓度为100mg/L时，可达到较好的缓蚀结垢治理效果。考虑到现场复杂工况，需适当提高加药浓度，确保井底及井筒内药剂的有效浓度达标。

（3）药剂加药周期：加药周期是由药剂的成膜保持时间及残余浓度决定的。对周期加药井连续取样，进行残余浓度检测，需保证加药周期内药剂的残余浓度不低于有效浓度100mg/L。加药周期为7天，较为合理。

4 试验中加药方式

阻垢剂的添加方法，常用液体阻垢剂，一般采用套管定期添加，存在持续性差、浓度不易控制、费时费力等问题。目前，有固体缓释阻垢颗粒，可以先期放置在油水井管柱内，能达到长期阻垢的目的，这就需要一种固体阻垢剂充填工具。

装置安装在抽油泵下部，筛管上部，正常生产时液流从地层进入井筒，通过筛管后经过充填工具内的固体阻垢剂，此时固体阻垢剂缓慢释放阻垢物质，达到液体阻垢的目的，之后液流经抽油泵被采出地面，从而减少结垢卡钻的风险。

5 泉42断块治理效果

通过对泉42-43井的效果跟踪，调整了泉42断块的加药制度及加药模式，增加了清水冲洗的步骤，取得了良好的效果。通过对泉42断块的跟踪治理及效果观察，该断块治理后全年未发生垢卡井检泵作业，与治理前相比减少年作业费约106万元，杆管更换费用84万元。

井下加药模式有效延长了检泵周期。Q46-96井，2018年4月底检泵发现杆管结垢，随即加药，但效果不明显，7月上旬垢卡检泵，应用井下加药装置，检泵周期从70天延长至370天，并且持续有效。

6 结论

（1）现有条件下，井筒加药治理腐蚀结垢的方式具有技术成熟和成本较低的优势，井口取采出水进行药剂配伍，针对性强。井口加药方式操作简单，但工作量大，加药方式有待进一步创新。

（2）加药治理过程中需要坚持对治理效果跟踪监测，特别是上修作业时要注意起出的抽油杆、油管腐蚀结垢情况，并做好相关记录，以便比对总结。

（3）井下加药模式可以有效延长检泵周期，但针对出砂井慎用，易被地层细砂堵死。