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油田助劑在油田中的應用

來源:meldapps.com 發表時間:2017-09-12

  油田助劑在油田中的應用

  一、阻垢緩蝕劑在油田中的應用

  一是用于降低和減少鉆具的腐蝕。鉆具腐蝕是鉆井工程中普遍存在的問題,隨鉆井向高速深井方向發展而日趨嚴重。鉆井生產為適應各種鉆井:工藝的需要,使用了低同相、無同相、鹽水以及正電性鉆井液體系,其中含有多種添加劑,在井下高溫、高壓作用下具有強烈的腐蝕性。我國石油鉆井每鉆進1m,就消耗3kg鉆桿,其中由腐蝕而造成的損失占20%。我國鉆井每年發生的事故60%源于腐蝕,處理這些事故的花費與直接損失相當嚴重。因此研究鉆井液對鉆具的腐蝕和防腐是一項很有意義的工作。此外,油氣井開采過程中,常常需要通過酸化提高采收率。但酸的注入可能造成油氣井管材和井下金屬設備的表面坑蝕氫脆和失重腐蝕,有時還可能導致井下管材突發性破裂事故,造成嚴重經濟損失,同時被酸溶蝕的金屬鐵離子又可能對地層造成二次傷害,金屬在酸性介質中的腐蝕破壞速率,遠遠超過在其它介質中的腐蝕破壞速率,因此必須向酸液中加入緩蝕劑以抑止和減緩緩速酸對金屬的腐蝕速率。

  二是用于油田注水系統的阻垢。隨著經濟的快速發展,我國對石油的需求越來越大,石油的生產己成為關系國民經濟命脈的重要行業,注水開采是石油增產的重要措施之一。然而,在注水期間也會存在一些問題,比如注入水與地層水離子的不匹配,會導致在地層中出現結構現象,從而堵塞地層和油流通道,因此油田結垢己成為影響原油生產的重要原因之一。油田中難以處理的水垢主要是由地層中含有的鋇、鍶離子和注入水中SO42-結合形成的BaSO4、SrSO4垢,硫酸

  鋇鍶溶解度小,并且垢質堅硬難以除去。硫酸鋇是一種溶解度很低的化學物質,一旦形成就很難處理,是油田水中最難溶解的一種物質。由于硫酸鋇垢對油氣田生產的嚴重危害和治理難度高,國內外都將它作為一項重點攻關課題來研究。

  硫酸鋇垢穩定性強、難溶解,是油氣田生產中最難清除的垢物之

  一。結垢過程發生在地層和井筒中的各個部位,包括礫石填充層、井下泵、油管管柱、油嘴及儲油設備、集輸管線、原油加工設備、水處理系統的任何部位。在采油過程中硫酸鋇垢的生成嚴重影響了采油作業,增加了修井頻率和時間,致使采油量下降,采油成本上升。因此研究制備性能優良的阻垢劑對油田開發有極其重要的意義。

  二、鐵離子穩定劑在油田中的應用

  在油田油水井注水及酸化作業過程中,地層中會有鐵質成份(如FeSO4)在酸液的作用下形成了游離的鐵離子。另外,地面管匯及地

  下管串在酸液的沖刷和溶蝕下,不可避免地形成部分鐵離子隨酸液進入地層,這些鐵離子在活性酸中以游離離子形式存在,但隨著酸巖反應的進行酸液活性逐漸降低,當PH值升高到一定范圍后,這些游離的鐵離子將以Fe(OH)3沉淀的形式沉積在地層中,造成二次沉淀,堵塞地層孔隙及油氣滲流通道,進而降低酸化處理效果及油氣產能,并造成嚴重的地層損害。

  在酸液中加入鐵離子穩定劑,能有效地絡合游離的鐵離子,使其始終以絡離子的形式存在并隨返排酸返回地面,有效防止二次沉淀的產生,防止地層傷害,提高酸化作業的增產效果。

  三、注水緩蝕劑在油田中的應用

  主要用于防止油田管線和設備的嚴重腐蝕。隨著油田的深度開發,采出液中含水量越來越高,許多油田已高達90%左右,由此而使污水處理、回注工作量加大,因此帶來的設備更新、防腐工作日顯重要。如孤島油田95年產油量500萬噸,隨之而采出的污水量達6250萬噸,大量含油污水處理回注過程中,由于其中溶解氧、硫化氫、二氧化碳以及抓化物鹽類等腐蝕性物質對金屬管線及設備造成嚴重腐蝕,若更換設備則需大量資金,因此,使用注水緩蝕劑成為首選。

  四、起泡劑在油田中的應用

  一是在泡沫鉆井中的應用。該產品可配制泡沫鉆井液。大多數鉆井使用泥漿,它有攜帶和懸浮鉆屑、穩定井壁、冷卻和沖洗鉆頭、清除井底巖屑等作用。但是對于缺水地區和中低壓油氣藏,如采用常規水基泥漿鉆井,會帶來嚴重的油層損害。許多井在鉆井過程中有汕氣顯示,測井解釋也是油層,而完井試油卻產量很低,甚至滴油不出。而采用鹽酸作為低密度低壓力的鉆井液,泡沫的細小緊密結構所形成的粘滯性,使其具有良好的攜帶能力,有利于發現油層和保護油層,并能有效地防止漏失,也能顯著地提高鉆井速度,有時達水基泥漿的4-5倍。

  二是在酸化壓裂工藝中的應用。該產品可配制泡沫酸,壓裂酸化是在足以壓開地層形成裂縫或張開地層原有裂縫的壓力下,對地層擠酸的一種工藝,該工藝主要是在碳酸鹽巖中進行,是較大面積地改造低滲透油氣層的重要手段。泡沫用于油氣井增產具有濾失率低,粘度適當,懸浮力強。用量少對地層傷害小,反排性好等優點。泡沫酸是用發泡劑產生的一種液包氣乳化掖,是氣體分散在酸溶液中形成的分散系統。泡沫酸要求選擇適當的發泡劑及穩泡劑,能提高表面枯度,增加泡沫穩定性。與常規鹽酸酸化比較,泡沫酸濾失量更低,攜砂能力更高,可用于水敏性地層,高粘度的泡沫還是攜帶支撐劑的良好介質。泡沫酸具有氣舉排液,返排迅速,泡沫酸施工后,井口壓力低,能促使氣體迅速膨脹并攜帶殘液及砂粒返排。泡沫酸化壓裂產生裂縫的能力較大,裂縫導流能力好,酸化半徑大,適合于厚度大的碳酸鹽巖油層,也適合于重復酸化的老井和水敏性地層。

  三是在泡沫排水工藝中的應用。有水氣田開發中,隨著天然氣的采出,地層水和凝析油不斷津隨天然氣進入井筒,如果氣體有足夠的能量,它能把進入并筒的液體帶到地面,在井底不產生積液。在天然氣開采中后期,由于氣量不足或產層的液體較多,氣體不能把水和凝析油完全帶到地面,在井底和井筒內產生積液,如不及時排出,則產生回壓,同時使井壁附近產層的滲透性變壞,造成天然氣產量急劇下降,有的甚至被水掩停產。為了延長氣田開采壽命,提高天然氣采收率,用泡沫排水是一種已實現的好方法。鹽酸排水,就是定期向氣井

  內注入一定數量的起泡劑,內積液和起泡劑在天然氣的攪拌下,生成大量泡沫,由于密度降低,很容易被天然氣流帶到地面,消泡排水。

  四是在泡沫洗井工藝中的應用。泡沫沖砂洗井泡沫沖砂洗井泡沫沖砂洗井是近年來發展起來的一項新技術,主要解決低壓和嚴重漏失井的“清水倒灌”、污染油層及作業無法正常進行等問題。油井經長期開采,地層壓力下降,油層難免出砂,作業中也準免將地面的機械雜質帶入井中,均會造成產層的不同程度堵塞,使油井產量下降。以往采用清水沖砂、洗井和替噴等作業,因油層壓力低于靜水柱壓力,易造成大量液體漏入地層,有時甚至泵入油井的液體失返,使施工無法進行,且造成油層污染。用泡沫流體作為低壓漏失油井的沖砂、洗井和替噴等作業液,其優點是:①可通過調整泵入油井的氣一液比或井口回壓,控制井下泡沫密度,實現負壓作業,防止漏失;②可疏通被堵塞的喉道和射孔孔眼,促使產層流通,具有解堵效果;③因泡沫有粘滯性,有良好的攜帶固體顆粒的能力,可大大改善凈化井眼的效果。

  五是在泡沫水泥固井鹽酸中的應用。所謂鹽酸水泥,就是在水泥漿中棍入或使其產生一定量的,并均勻地分布在水泥漿中,從而達到降低水泥漿密度的目的。泡沫水泥漿的配制方法一般有二種:一是機械法,即在水泥中加入一定量的發泡劑和泡沫穩定劑,通過機械方法使混入氣體形成穩定的泡沫水泥;二是化學法,在干水泥中摻入一定量的發泡劑,當水泥和水混合攪拌后,發泡劑與水泥中的某些化學成分起反應產生氣體,形成泡沫水泥。泡沫水泥固井,是用降低水泥漿

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