渤海水源井防砂管柱破坏机理及防护措施研究

摘要

渤海绥中36-1油田是目前我国在海上发现的规模最大的油田，采取滚动开发模式，共有水源井14口，采用清水和污水混注的方式。在经历长期注水开采后，目前绥中36-1油田注水井注入压力普遍偏高，导致注水量下降，地层能量亏空，油田开发受到影响。注水井注入压力上升的主要原因是受到堵塞，受到注水水质(如悬浮颗粒、碳酸钙结垢、清污混注)、储层敏感性（如速敏和水敏）以及工艺措施（如注聚调剖和酸化作业）的影响。近几年，在渤海水源井中也发现了结垢腐蚀现象。 本论文主要是根据渤海各作业区不同水质条件及生产现状，通过理论分析及室内实验的方式，对渤海水源井进行腐蚀及结垢预测。分析水源井腐蚀及结垢原因及影响因素规律，确定最佳的防腐防垢措施。在此基础上，通过室内实验优选最佳的缓蚀剂及阻垢剂，进行投放工艺设计、防护寿命预测及经济评价，并确定适用于海上作业的现场实施方案。 研究结果表明：根据水源井现场取样及生产情况分析，预测分析了井下的结垢趋势和结垢量，结果表明结垢产物主要为CaCO3，属于常规钙垢；导致钙镁垢产生的主要影响因素是水中的HCO3-和Ca2+、Mg2+浓度，井下温度变化及生产层位跨度大导致的水质不配伍都会加剧结垢；井下管柱材质的不配伍导致低品位材料的腐蚀速率急剧增大，这也是不锈钢筛扣与碳钢筛管基体接触处早期损坏的原因；优选了防垢剂 DXG-1 和缓蚀剂 BUCT-1A，并确定了其最佳使用浓度。针对不同作业区水质及生产条件不同，提出了连续油管酸洗除垢及注入防垢剂/缓蚀剂的建议。

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摘 要

Abstract

第一章 前 言

1.1 选题依据

1.2 油田腐蚀结垢现状及防护措施

1.2.1 注水井结垢机理及危害

1.2.2 注水井防垢方法

1.2.3 注水井腐蚀机理及危害

1.2.4 注水井防腐方法

1.3 油水井冲蚀磨损机理及防护措施

1.3.1 冲蚀磨损理论

1.3.2 冲蚀磨损机理

1.3.3 冲蚀磨损的影响因素

1.3.4 冲蚀的预防和控制措施

1.4 渤海水源井腐蚀结垢现状及存在问题

第二章 渤海水源井地层水及垢样化验分析

2.1 渤海水源井垢样分析

2.1.1 JZ25-1S-A20W垢样分析

2.1.2 JX1-1-A1W垢样分析

2.2 渤海水源井水样分析

2.2.1 水样离子成分测定

2.2.2 地层水元素分析

第三章 渤海水源井结垢预测分析

3.1 水源井生产数据整理

3.2 水源井结垢预测软件

3.3 水源井结垢预测结果

第四章 渤海水源井地层水腐蚀实验

4.1 地层水腐蚀实验方法

4.1.1 实验仪器和试剂

4.1.2 实验步骤与方法

4.1.3 腐蚀速率计算方法

4.2 地层水腐蚀实验结果

4.2.1 高温常压实验结果

4.2.2 高温高压实验结果

4.2.3 腐蚀实验结果分析

第五章 渤海水源井地层防腐防垢实验

5.1 实验方法

5.1.1 实验仪器和试剂

5.1.2 实验步骤与方法

5.1.3 防腐防垢效果评价方法

5.2 实验内容和结果

5.2.1 防垢剂与地层水配伍性实验结果

5.2.2 静态防垢实验结果

5.2.3 动态防垢实验结果

5.2.4 防腐剂与防垢剂配伍性实验

5.2.5 防腐实验结果

第六章 渤海水源井腐蚀结垢原因分析及预防措施

6.1 水源井腐蚀结垢原因分析

6.1.1 地层水常规结垢原因

6.1.2 地层水非常规结垢原因

6.1.3 水源井筛管腐蚀原因

6.1.4 筛管破坏出砂其他原因

6.2 水源井防腐防垢措施

6.2.1酸洗除垢作业

6.2.2 防腐防垢剂的投入方法

6.2.3 筛管选择建议

6.3 防止冲蚀的措施

总 结

参考文献

致 谢