水井大修除垢工艺技术开发与应用(共8页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上水井大修除垢工艺技术研发与应用国泰公司技术管理部二一三年七月二十九日目 录2水井大修除垢工艺技术研发与应用一 立项背景:结垢会给水井带来严重的危害,降低注水系统效率,增加修井次数,腐蚀注水管线,堵塞油层,使注水压力不断上升,损坏注水井井下系统设备,缩短水井的免修期,严重的造成水井报废。尽管采油系统对注水井结垢机理做了大量分析研究实验工作,同时,也提出了许多控垢除垢的方法,但在现实石油行业注采实践活动中,由于众多因素的制约,使得注水井结垢问题,没有得到实质性解决。目前,吉林油田个别采油厂(乾安采油厂、新民采油厂)、戈壁能源公司等采油系统单位,注水井由于腐蚀、沉淀、结胶、
2、积炭、细菌繁殖等造成油套管柱内壁结垢严重,严重影响了注水井的正常生产,导致注水井在日常维护作业过程中管柱拔断,卡管及井下配件卡现象不断发生,使得大修作业井逐年递增,说明水井大修作业市场广泛。多年实践证明,如果解决好水井除垢问题,就可以极大地提升水井大修作业成功率,缩短水井大修作业占井周期,加快恢复水井利用,为实现油田的高效合理增注提供保障。该项目,在为吉林油田技术服务的大修作业施工队伍中,还没有真正地开展此项目工艺技术研究工作,该项目获得成功后,可以实现强化国泰公司大修技术服务能力,加快提高国泰公司水井大修作业水平,拓宽市场占领份额,提升作业经济增长点,具有深远的意义。1.1项目概况通过对戈壁
3、能源公司水井地质基础资料及相关数据分析,垢质、岩心酸化实验验证,结垢机理分析及借鉴以往水井除垢经验基础上,本项目主要针对水井结垢严重的大修施工井,研发应用了机械除垢法、化学除垢法及机械化学联合除垢法,有效地解决清除油套管内壁垢质及井下配件垢质卡钻施工技术难点问题。提升水井大修作业除垢效果,加快井筒垢质处理速度,满足大修工艺需求,减少作业工序,提高大修作业生产时效,缩短水井大修完井周期而开展的技术研发与应用。1.2应用前景通过对项目的研发与应用,开发应用的除垢法可以完全解决戈壁能源公司水井大修除垢问题,机械化学联合除垢法效果极为明显,可以100%实现井下配件整体打捞;特别是通过应用化学除垢法,可
4、以有效地解决水井近井地带堵塞问题,降低了注水压力,增大了吸水指数,实现了高效增注的目的。同时,也为其它地区(乾安采油厂、新民采油厂)结垢严重的水井大修积累了除垢作业经验和一套完整的施工方法。1.3发展趋势项目的研发与应用成功后,不但可以解决吉林油田及合资合作区块不同地区水井大修除垢问题,还可以实行走出去发展战略,以技术制高点占领外部油田水井大修作业市场,开拓大修市场份额;通过基质酸化除垢,解决水井近井地带堵塞问题的技术应用,通过对该项目的进一步完善与挖掘,可以进一步实现延伸拓展应用,达到通过地面工艺技术,向水井实施混合注酸,解决水井深部堵塞的问题。二 技术路线及技术目标:2.1技术路线采取走自
5、我技术创新为主,合作技术创新为辅的技术路线之路,做到实现“四”结合。(1)调研分析与实验验证、筛选优化设计相结合(2)借鉴引入与自主创新相结合(3)实验完善与推广相结合(4)实用高效与成本效益相结合2.2技术目标(1)实现完成研究油套管结垢的成因机理分析。(2)实现完成化学除垢的机理,优化筛选化学除垢剂及配比,优化开发设计除垢工艺技术方案。(3)实现完成优化设计两种机械除垢工具:一种是油套环空除垢工具;一种是清除套管内壁的除垢工具,实现“刮铣通”修井工具一体化(4)实现完成针对结垢严重的水井大修,研究做好机械除垢和化学除垢二者有机结合的工艺技术。(5)实现完成井下配件整体打捞,提高作业时效30
6、% 。(6)实现完成解决水井近井地带堵塞问题三 结垢机理分析与认识:3.1对于垢的认识油田注水系统对于油田稳定、高效的生产具有重要的意义。一般注水管线由注水泵站、注水阀池、配水间、注水井等大致构成。这些部分由于周边环境的影响而有大量的积垢不断产生并带来很多的危害,为深入开展次该项目,因此有必要详细分析这些结垢现象的原因。根据实际的情况看,注水井中采集到的垢样包括各种各样的无机物及以石油和沥青为主的有机物。油田垢(无机垢)产生的最根本的原因是由于注水井的注入水组成复杂如有些油田甚至使用处理并不是很好的污水,在不同的环境中会发生各种不同的物理和化学变化,由此产生的油田垢复杂多样。这种结垢现象最为频
7、繁也最具代表性和危害性。3.2结垢机理及类型分析一种结垢原因是:一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和微溶的物质,这些物质都很容易成为积累的水垢,也就是盐类垢。由于水质的限制,通常这类垢是由碳酸盐和硫酸盐组成。典型的是碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等。这种垢的形成一般会经历成核长大的过程。先是少数垢核心在管道表面形成、附着,然后更多的其它成垢化合物在这些核心周围聚集,成为更大的垢团。随着水流的冲刷,一部分垢被冲掉,但其它的垢又在生成,最终可能阻塞管道或至卡井下配件。随着环境水温的升高,这些难溶或微溶盐的溶解度下降,就有更多的物质从水中析出,成为水垢。所以在一些井中,当温度高于60时才会出现明显
8、的结垢趋势,温度越高,结垢的趋势越严重。 以碳酸钙为例说明,其它碳酸盐与之类似Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2O H+HCO3-H2CO3 2OH-+HCO3-H2O+CO32- 据相关资料及实验表明:当水中钙和碳酸氢根离子含量以及二氧化碳含量适宜时,上面的反应是一个平衡的反应。一旦新的注入水进入,带来过量的钙离子,或周围环境导致二氧化碳的分压降低使平衡被破坏,反应就会向右进行,导致碳酸钙水垢的大量生成。而水中溶入过多的二氧化碳,则会使反应向左进行,抑制了碳酸盐类水垢的生成。同样,注入水的pH值也会通过影响上述平衡来影响成垢趋势。当pH值小于4时,反应向右进行,HCO3-会大量减少
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