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為解決三元復(fù)合驅(qū)后油井結(jié)垢問題，理清三元復(fù)合驅(qū)后油井結(jié)垢的機(jī)理及垢的成分，研究人員發(fā)現(xiàn)了微量硒化鈉“共軛”咪唑啉可抑制無機(jī)酸腐蝕金屬的規(guī)律，配制出油井清防垢劑的配方和防止方法。室內(nèi)評價(jià)表明，清垢劑加量 20~30mg/L 時(shí)，清垢率大于60%，防垢率大于 95%；現(xiàn)場應(yīng)用后，不僅解決了垢卡泵、井筒管桿的結(jié)垢問題，而且節(jié)約油井能耗，為其它油田解決同類問題提供了可借鑒的技術(shù)思路。
 
新方法解決三元復(fù)合驅(qū)的弊端
 
自 20 世紀(jì) 70 年代，Burdyn R F與 Holm L W 首次公開報(bào)道三元復(fù)合驅(qū)提高采收率以來，國內(nèi)外諸多學(xué)者研究認(rèn)為，三元復(fù)合驅(qū)可比聚合物驅(qū)提高采收率 10 個(gè)百分點(diǎn)以上，比水驅(qū)提高采收率 20 個(gè)百分點(diǎn)以上，并被許多油藏開發(fā)實(shí)踐所證明。令人頭疼的是，三元復(fù)合驅(qū)溶液被驅(qū)替到油井后，近井地帶的壓力和流速會劇烈變化，體系中離子濃度平衡失穩(wěn)，井筒、井下和地面設(shè)備出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象，卡泵事故頻繁發(fā)生。
 
研究人員研制了以復(fù)合酸、 螯合劑、表面活性劑、緩蝕劑等組成的清垢劑清垢率 80~90%；提出防止結(jié)垢與腐蝕聯(lián)作的技術(shù)思路，并得到了現(xiàn)場認(rèn)可；研制的無間隙自適應(yīng)防卡泵與常規(guī)柱塞泵相比三元復(fù)合驅(qū)油井平均檢泵周期由50d 左右提高到 400d 左右；應(yīng)用陶瓷轉(zhuǎn)子螺桿泵也較好地解決了大慶油田三元復(fù)合驅(qū)過程中普遍螺桿泵結(jié)垢嚴(yán)重的問題；研究人員發(fā)現(xiàn)，三元復(fù)合驅(qū)油井結(jié)垢除影響機(jī)采井正常生產(chǎn)外，油井的電能消耗及洗井頻次的增加，導(dǎo)致電、氣等能耗成本增加；在電鏡下研究三元復(fù)合驅(qū)采出水硅垢沉積規(guī)律的啟發(fā)下，研究人員理清了三元復(fù)合驅(qū)后油井所結(jié)垢的成分，發(fā)現(xiàn)微量硒化鈉“共軛”咪唑啉抑制無機(jī)酸腐蝕金屬的規(guī)律，發(fā)明了三元復(fù)合驅(qū)后油井清防垢的方法，解決了垢卡泵、井筒管桿的結(jié)垢問題，而且能節(jié)約油井能耗。現(xiàn)場百余口油井應(yīng)用后，三元復(fù)合驅(qū)后油井平均檢泵周期由 70d 左右提高到 600d 左右，單井能耗降低 23.19 個(gè)百分點(diǎn)。
 
依據(jù)井垢特征合成新型清垢劑
 
從三元復(fù)合驅(qū)油井中的泵筒、油管、尾管、篩管、抽油桿等部位獲取垢樣，雖然不同油藏及井筒中不同部位的垢樣，在外觀上有呈鱗片狀的淺黃色垢、顆粒狀的褐色垢，但其主要礦物成分包括非晶質(zhì) SiO 2 、方解石和BaSO 4 ，且含有碎屑石英、碎屑長石、碎屑黏土顆粒和黃鐵礦。其組分主要有CaSiO 3 、MgSiO 3 、CaCO 3 、CaSO 4 、Mg(OH) 2 、Ca(OH) 2 、 MgCO 3 及鐵鹽等，掃描電鏡觀察垢層在縱向上具有明顯的微細(xì)層狀構(gòu)造特征。
 
硅垢和碳酸鹽垢是三元復(fù)合驅(qū)油井垢的主要類型，垢樣的成分基本相同，差別僅在其含量上，清防垢劑的配方可針對不同油藏其調(diào)整不同組分的配比。清防垢劑的總體配方中各組分的重量百分比為：羥基五甲叉膦酸15.2~17.8％；鹽酸 3.5~4.0％；氫氟酸3.0~3.2％；維生素 C0.05~0.06％；膦基聚馬來酸酐防垢劑 21.5~24％；烏洛托品 2.5~3.0％；USP2 烷基為十五烷基 5.7~6.2％；C12~C18 脂肪醇聚氧乙烯 (10) 醚 2.5~3.0％；濃度為 0.3~0.5％的硒化鈉水溶液 0.001~0.0015％；甲醇15~20％；其余為水。
 
將羥基五甲叉膦酸、膦基聚馬來酸 酐 防 垢 劑、C12~C18 脂 肪 醇 聚 氧乙烯 (10) 醚按比例加入搪瓷反應(yīng)釜。加入需要加入水的 5%，緩慢升溫到45~50℃。攪拌 30 分鐘，再依次按比例 USP2 烷基為十五烷基、烏洛托品、鹽酸、氫氟酸，邊加邊攪拌，然后按比例加入硒化鈉、維生素 C、甲醇，攪拌30 分鐘后，最后加入剩余部分的水并攪拌30分鐘， 停止加熱， 邊冷卻邊攪拌，冷卻至常溫，得到新型清垢劑，即三元復(fù)合驅(qū)油井清防垢劑。
 
三元復(fù)合驅(qū)油井清防垢劑現(xiàn)場應(yīng)用
 
將清防垢劑配制成含量為 10mg/L、15mg/L、20mg/L、25 mg/L、30mg/L 的水溶液，在恒溫 50℃、72h，進(jìn)行溶垢性能試驗(yàn)，清防垢劑濃度大于20mg/L 時(shí)，清垢率不低于 60%。室內(nèi)在 10 只燒杯中各加入 500mL 三元復(fù)合驅(qū)后油井采出水，其中 5 只燒杯中按 10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30 mg/L 的濃度加入清防垢劑，將 10 個(gè)相同規(guī)格的 Q235 掛片分別放入 10 只燒杯中，恒溫 50℃、72h后取出掛片，測定其結(jié)垢量，并計(jì)算其防垢率。清防垢劑加量大于 15mg/L 時(shí)， 防 垢 率 大 于 90%， 加 量 大 于20mg/L 時(shí)，防垢率大于 95%，考慮到清垢劑的清垢效果，現(xiàn)場加量確定為20~30mg/L。
 
現(xiàn)場上日常維護(hù)時(shí)，工作人員按照三元復(fù)合驅(qū)油井清防垢劑的最佳加量應(yīng)用，油井平均檢泵周期由 70d 左右提高到 600d 左右，平均單井耗電從672.3kW.h/d 降 至 516.4kW.h/d， 單井能耗降低 23.19 個(gè)百分點(diǎn)，單井平均日節(jié)省電費(fèi) 122.38 元。自從研究人員發(fā)現(xiàn)微量硒化鈉“共軛”咪唑啉抑制無機(jī)酸腐蝕金屬的規(guī)律，研制出油井清防垢的新方法后，不僅解決了垢卡泵、井筒管桿的結(jié)垢問題，而且節(jié)約油井能耗，滿足油田生產(chǎn)正常運(yùn)行和節(jié)能的目的。