探讨气井井筒结垢机理及除垢技术

崔振 袁浩博

摘  要：随着苏里格气田开发时间的延长，部分气井表现出不同程度的井筒结垢现象，导致井筒压降损失增大，严重影响气井自主携液生产及产能发挥、常规测试作业的正常开展。通过对井筒结垢物质分析，我们发现苏里格气田气井井筒结垢受井筒腐蚀产物、高矿化度地层水结晶及缓蚀剂吹脱残余重质组分等多因素影响。结合结垢机理，我们提出除垢措施，并进一步优化除垢剂。从而解决井筒结垢问题。

关键词：苏里格气田 气井结垢 井筒除垢 缓蚀剂

前言

随着气井的不断开发，采气措施不断增多，地层产液及各类措施进入气井的化学物质中含有多种成垢离子、有机质、悬浮杂质、细菌等易于成垢的组分，导致井筒和地层出现了结垢堵塞现象，降低了地层渗透率，堵塞了天然气采出通道，影响气井正常生产以及产能发挥。

通过对目前气井生产情况的分析，针对产量突降的问题，对选取的气井进行井筒除垢挖潜作业，清除井筒及近井地带储层堵塞物，恢复气井产能，保证各类作业的顺利进行，达到增产增效的目的。

1  井筒结垢机理

气井产出流体中含高矿化度水、硫化氢、二氧化碳等腐蚀性介质，形成了一种复合腐蚀环境，造成井筒腐蚀结垢，形成无机堵塞;生产过程中加注缓蚀剂起胶结作用，形成有机无机堵塞。压裂液残夜在井筒高温下裂解，粘度增加或者其有效成分发生降解、失效，形成不溶性残渣，粘结沉积物，堵塞油管及储层渗流通道，形成有机及无机堵塞。

1.1缓蚀剂残留物

缓蚀剂进入井筒后，吸附在套管和油管管壁，降低酸性气体和液体对管串的腐蚀。但缓蚀剂中易挥发的煤柴油组分在高温条件下挥发后，残留的高馏点组分酰胺化合物是一种流动性极差、黑色的粘性物质，附着在管壁上，由于具有亲油不溶于水的特性，不易被携带出地面，极易将井下的腐蚀产物、岩屑、砂砾等粘附和包裹，从而在井下形成粘性堵塞物。

1.2 Ca、Mg沉淀物

气井产出流体中含钙、镁等离子、二氧化碳等腐蚀性介质，形成了一种复合腐蚀环境，造成井筒腐蚀、结垢，形成无机堵塞。

1.3起泡剂反应物

长期加入起泡剂，起泡剂与地层水中钙镁粒子生成不溶于水的粘稠物堵塞井筒。

1.4水合物堵塞

气井在钻井、完井过程中未排尽的污物开井时随气流被带出粘附着在油管内壁，产生节流效应，使气流发生压降和温度变化，一旦气流到达井筒上部时的温度低于水合物和单质硫形成的临界条件时，就会有大量水合物和硫聚集在井筒内形成堵塞。

2  井筒防垢除垢技术研究

2.1防垢技术分析

2.1.1防垢剂

目前盐垢的主要成分是碳酸钙和硫酸钙，碱性环境有利于钙盐的生成，而酸性环境则对其具有一定的抑制作用。气井正常生产时井筒呈若碱性，因此，通过改变井筒环境，可以达到抑制钙垢生成的目的。

2.1.2清水预处理

目前的水质处理技术主要有两种方式，一是通过化学手段，采用在水中添加化学药品的方式净化水质;二是采用专门的水质净化设备进行水质处理。为了选择合适的水质处理方式，对这两种方法进行了试验分析。

（1）水质处理剂

通过试验表明，水质处理剂能与清水中的钙、镁等易结垢的离子进行反应，生成沉淀物析出，但是其反应时间较长。从室内试验情况可以看出，水质处理剂能够满足净化水质的基本要求。采用在洗盐水中添加水质处理剂的方式进行预处理， 使清水中的钙、镁等离子产生沉淀析出。

（2）水质处理器

该方法是采用软化水处理设备，除去水中的各种离子，达到水质净化的目的。该设备采用全自动控制装置，可以实现全天连续工作，不需进行净水储蓄，随时需要随时净化。

2.2除垢技术分析

（1）从源头入手，降低钙垢的形成概率

由于清水能加速钙垢的产生，在水量较大的站安装一套水质处理器，对清水进行预处理，改变清水水型，清水进行净化后其离子浓度能够降低98%，降低了钙垢形成的概率。

（2）从井底入手，破坏钙垢的形成环境

由于除垢剂在水中溶解后溶液呈酸性，PH值可以达到1-2之间，在强酸性环境中，钙垢难于产生。因此，对以前检管发现的结垢井定期加入除垢剂，使井底保持酸性环境，阻止了钙垢的形成。

（3）从井筒入手，改善井筒的堵塞情况

目前已经有部分气井存在油管结垢遇阻的情况，为了改善井筒堵塞情况，采用从油管注入高效除垢剂，溶解油管内的部分钙垢，疏通气流通道，达到增产、稳产的目的。

3  现场应用效果分析

对苏X区块的五口氣井开展了井筒除垢施工作业。

3.1、苏X-1-1井实施效果

该井措施前核产气量0.2万方/天，油压2.6Mpa，套压12.1Mpa。根据历史采气曲线及气井资料分析判断，造成日产气量下降的原因可能是由于地层及井筒堵塞，也有井筒积液水淹造成产气量下降的可能。

采取除垢措施后生产情况：

苏X-1-1井累计净增产气量112.18万方，日均净增产气量1.65万方/天，且持续增产。

3.2、苏X-2井实施效果

该井措施前核产气量0.1万方/天，油压3.01Mpa，套压8.72Mpa。根据历史采气曲线及气井资料分析判断，造成日产气量下降的原因可能是由于地层及井筒堵塞，也有井筒积液水淹造成产气量下降的可能。

采取除垢措施后生产情况：

苏X-2井累计净增产气量80.5711万方，日均净增产气量1.56万方/天。该井措施取得良好增产效果，且持续增产。

3.3、苏X-21-3井实施效果

该井措施前核产气量0.12万方/天，油压2.95Mpa，套压8.35Mpa。根据历史采气曲线及气井资料分析判断，造成日产气量下降的原因可能是由于地层及井筒堵塞，也有井筒积液水淹造成产气量下降的可能。

采取除垢措施后生产情况：

苏X-21-3井累计净增产气量80.6657万方，日均净增产气量0.9205万方/天。该井措施取得良好增产效果，且持续增产。

3.4、苏X-5-4井实施效果

该井措施前核产气量0.3万方/天，油压2.9Mpa，套压7.4Mpa。根据历史采气曲线及气井资料分析判断，造成日产气量下降的原因可能是由于地层及井筒堵塞。

采取除垢措施后生产情况：

苏X-5-4井净增产气量20.1728万方，日均净增产气量0.5507万方/天。该井措施后前40天取得良好增产效果，后期增产效果逐渐降低。

结论及建议

井筒除垢可有效解除井筒堵塞现象，同时可清除了近井井底堵塞，不同程度地改善了气井的生产情况。通过进一步加注解水锁剂和泡排剂的工艺措施，充分改善地层生产条件，改善了各井生产状况，达到了稳产增产的目的。防治结合的方式能有效解决气井结垢的影响。

参考文献

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