文档介绍：油田结垢原因及其防垢研究
摘要
目前,由于油田注水时间的变长,后期油田进入了高含水期,随着油田采出液含水量的上升水驱和三元复合驱的地面集输系统都出现严重的结垢现象。油田管道结垢不仅使生产效率降低,维护时也会造成资金的浪费,并成为油田安全生产的隐患。本文通过对大量的有关油田结垢文献的综合归类,取各家所长,系统的阐述了国内外油田防垢现状,油田的结垢原因及防垢机理,引用实验对水驱结垢预测及治理措施进行研究,论证其方法的可行性。本文为油田的放垢措施进行可行了性的指导作用。
关键词:油田结垢油田防垢
目录
第一章绪论
第二章普通结垢原因及防垢机理
第三章水驱结垢预测及治理措施的研究
第四章小结
参考文献
致谢
第一章绪论
目前,由于各大油田的原油开采已进入了高含水期,随着油田采出液含水的上升,地面系统结垢现象日趋严重,而结垢造成了油井被堵,产液量下降,浪费了能源,严重时造成抽油杆拉断,油井关井,甚至报废。阻碍了原油生产,造成了很大的经济损失。管道结垢后使管道缩径,流通截面积变小,造成压力损失、排量减小及管道堵塞,还会诱发管道局部腐蚀,导致管道漏失频繁,甚至穿孔,造成破坏性事故[3,4]。为了保证油田的稳产、增产,合理有效地预防、清除结垢,成为油田开发中不容忽视的一项需要解决的现实问题。
在长期的生产作业实践中,人们发现油气田结垢的危害主要反映在两个方面,一是对通道畅通的影响;二是对通道物质的腐蚀[5]。具体表现在如下几个方面:
(1)一般地,与水接触的设备管道内表面结垢后,往往还有粘泥附者,可能造成不同程度的堵塞和管道腐蚀。
(2)结垢往往使管线的截面积变小,设备的处理能力降低,必然增加输液能力或处理费用,这样既出现减产,又增加成本。
(3)地下岩层和油气通道也存在水垢和污物堵塞的麻烦,造成油气产量下降,设施寿命缩短,能耗增加,运转成本上升,甚至使油气井停产,造成较大经济损失。
(4)注水系统发生水垢堵塞问题时,垢物和污物、盐类、氧化铁等粘结在一起,造成注水压力上升,流量下降,增加能耗并降低生产能力。
(5)化学结垢经常造成生产损失或报废,沉积物会堵塞井眼、油管、阀们、套管射孔,井下泵会发生阻塞,地面管线及设备的运转受到限制。
(6)最为严重的是垢物堵塞和腐蚀管道时,压力增加可能出现管道爆炸现象,造成不良后果。
结垢影响油气田的正常生产,甚至带来很大的经济损失,给油田的安全生产带来了隐患。结垢治理具有非常重要的意义,不仅能节省管道腐蚀的设备费用,提高石油利用率,同时还能避免结垢严重时可能发生的爆炸事故。现阶段各大油田对于结垢问题多采取针对性防腐、防垢措施,既是开发中后期高含水区块集输系统的需要,又是维持油田正常生产和提高油田开发综合效益的重要途径。因此,迫切需要实用的清洗技术来处理管道结垢,以保证原油生产正常进行。
油气田进入开发中后期为了提高采收率,普遍采用注水采油、排水采气等新工艺,油田水往往造成地层、油套管、井下和地面设备及集输管线结垢。结垢影响油气田的正常生产,甚至带来很大的经济损失。如果能准确预测油气田的结垢趋势、结垢部位,就能合理地采取相应措施,国内外在防垢研究方面取得了飞速的进展,下面对国内外防垢技术进行总结。
一、Davis-Stiff饱和指数法
早在1936年朗格利尔(Langlier)根据碳酸钙的溶解平衡原理提出了有名的饱和指数法[21]。后来,Davis和Stiff将这一指标应用到油田,该方法主要考虑了系统中的热力学条件。预测公式为:
SI=pH-pHs=pH-(K+pCa+pAlk)(1-12)
式中:SI为结垢指数;pH为系统中实际的pH值;pHs为系统中CaCO3达到饱和时的pH值;K为修正系数,是含盐量、水组成和温度的函数,由离子强度与水温度关系曲线查得。
判断标准:若SI<0,不结垢;SI=0处于平衡状态;SI>0有结垢趋势。
pCa为Ca离子浓度(mol/L)的负对数,pCa2+=-lg[Ca2+]-1;pAlK为总碱度(mol/L)的负对数,pAlK=lg(2[CO32-]+[HCO3-])-1。
由于该方法为一般经验式,方便简单,故应用较为广泛。目前许多科技人员仍利用这种方法来判断油气田结垢趋势。饱和指数法仅考虑热力学条件,因此预测的结果与实际情况相差较大。
二、Ryznar稳定指数