纯梁采油厂采输系统结垢机理及防垢技术研究

摘要

油田结垢问题随着油田含水的增加和注水强度的提高变得越来越突出。油田结垢不仅影响油田的原油产量、运转寿命,也影响油田安全生产。
　　 通过对纯梁采油厂梁南管理区的集输管线垢样进行的X射线衍射分析、产出水离子含量分析、产出水的菌类含量分析、溶解气体分析、产出水腐蚀挂片实验以及室内试验,其结垢原因是不同井的Ba2+、Sr2+离子与S042-离子混合后生成大量的(Ba0.75Sr0.25)SO4沉淀;硫酸钡、硫酸锶的溶度积不同以及钡、锶离子的活度不同是生成(Ba0.75Sr0.25)S04而不是BaSO4和SrSO4两种晶体的简单混合物的原因;梁南管理区硫酸钡锶的来源不是来源于注入水,而是来自不同油层的地层水,沙三层是湖底浊流沉积而成,其地层水应富含Ba2+、Sr2+,沙四下层是在滨浅湖条件下形成的湖泊滩、砂坝体,其地层水应富含SO42-。纯梁采油厂的纯化油田油井不仅有碳酸钙的结垢,而且存在着因腐蚀产生的腐蚀垢,并且同一油田的不同区块、同一区块的不同油井均存在着不同的腐蚀垢产物;地层水从油层采出的过程中,一方面温度在逐渐降低使CaCO3的溶解度增大,而不会生成CaCOa沉淀;但另一方面,体系压力在下降,这时CaCO3的溶解度会大幅减小,两者相互作用,最后使CaCO3的溶解度下降,产生结垢;CO2与H2S的腐蚀是纯化油田腐蚀垢物复杂的主要的原因。
　　 研制的J-2硫酸钡锶阻垢剂是一种复合型阻垢剂,能有效防止硫酸钡锶的结垢,与缓蚀剂的复配性能好,防垢率达到了92.3％,缓蚀速度为0.079mm/a:研制的油井固体缓蚀阻垢剂固化配方成型好、防腐阻垢效果好,并在模拟地层条件下的固体缓蚀阻垢剂的溶解时间长;井下缓释装置的设计形成了两级释放体系,并可根据油井的产液量和下入的深度来选择下入的筛管长度和筛管的孔密,保证了产出液中有一定浓度的缓蚀阻垢剂,使防腐阻垢效果好。
　　 J-2硫酸钡锶防腐阻垢剂梁南管理区应用后取得了非常明显的效果,没有出现结垢堵死、腐蚀及压力快速上升现象:油井固体缓蚀阻垢剂在胜利油田及在吐哈油田均获得了理想的效果,大幅降低了油井腐蚀结垢程度,减少了管柱、抽油杆及设施的更换频次,延长油井检泵周期等,这对提高油田开发效益具有重要意义。
　　 该论文的创新性和创造性工作主要体现在:提出了使用EDTA-Mg2+溶液做辅助显示剂,用EDTA同时测定油田地层水中钡锶离子的新方法;发现了集输管线垢的主要成分为硫酸钡锶(Ba0.75Sr0.25)SO4,揭示了硫酸钡锶成垢的机理为不同地层水中钡、锶与硫酸根的共晶作用,研制了具有阻止硫酸钡锶垢生成和降低集输管线腐蚀的双重功能的J-2硫酸钡锶缓蚀阻垢剂;研制了油井固体缓蚀阻垢剂,设计了具有井下具有两级释放功能的防垢管柱。