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油田助剂在油田中的应用

来源:www.meldapps.com 发表时间:2017-09-12

  油田助剂在油田中的应用

  一、阻垢缓蚀剂在油田中的应用

  一是用于降低和减少钻具的腐蚀。钻具腐蚀是钻井工程中普遍存在的问题,随钻井向高速深井方向发展而日趋严重。钻井生产为适应各种钻井:工艺的需要,使用了低同相、无同相、盐水以及正电性钻井液体系,其中含有多种添加剂,在井下高温、高压作用下具有强烈的腐蚀性。我国石油钻井每钻进1m,就消耗3kg钻杆,其中由腐蚀而造成的损失占20%。我国钻井每年发生的事故60%源于腐蚀,处理这些事故的花费与直接损失相当严重。因此研究钻井液对钻具的腐蚀和防腐是一项很有意义的工作。此外,油气井开采过程中,常常需要通过酸化提高采收率。但酸的注入可能造成油气井管材和井下金属设备的表面坑蚀氢脆和失重腐蚀,有时还可能导致井下管材突发性破裂事故,造成严重经济损失,同时被酸溶蚀的金属铁离子又可能对地层造成二次伤害,金属在酸性介质中的腐蚀破坏速率,远远超过在其它介质中的腐蚀破坏速率,因此必须向酸液中加入缓蚀剂以抑止和减缓缓速酸对金属的腐蚀速率。

  二是用于油田注水系统的阻垢。随着经济的快速发展,我国对石油的需求越来越大,石油的生产己成为关系国民经济命脉的重要行业,注水开采是石油增产的重要措施之一。然而,在注水期间也会存在一些问题,比如注入水与地层水离子的不匹配,会导致在地层中出现结构现象,从而堵塞地层和油流通道,因此油田结垢己成为影响原油生产的重要原因之一。油田中难以处理的水垢主要是由地层中含有的钡、锶离子和注入水中SO42-结合形成的BaSO4、SrSO4垢,硫酸

  钡锶溶解度小,并且垢质坚硬难以除去。硫酸钡是一种溶解度很低的化学物质,一旦形成就很难处理,是油田水中最难溶解的一种物质。由于硫酸钡垢对油气田生产的严重危害和治理难度高,国内外都将它作为一项重点攻关课题来研究。

  硫酸钡垢稳定性强、难溶解,是油气田生产中最难清除的垢物之

  一。结垢过程发生在地层和井筒中的各个部位,包括砾石填充层、井下泵、油管管柱、油嘴及储油设备、集输管线、原油加工设备、水处理系统的任何部位。在采油过程中硫酸钡垢的生成严重影响了采油作业,增加了修井频率和时间,致使采油量下降,采油成本上升。因此研究制备性能优良的阻垢剂对油田开发有极其重要的意义。

  二、铁离子稳定剂在油田中的应用

  在油田油水井注水及酸化作业过程中,地层中会有铁质成份(如FeSO4)在酸液的作用下形成了游离的铁离子。另外,地面管汇及地

  下管串在酸液的冲刷和溶蚀下,不可避免地形成部分铁离子随酸液进入地层,这些铁离子在活性酸中以游离离子形式存在,但随着酸岩反应的进行酸液活性逐渐降低,当PH值升高到一定范围后,这些游离的铁离子将以Fe(OH)3沉淀的形式沉积在地层中,造成二次沉淀,堵塞地层孔隙及油气渗流通道,进而降低酸化处理效果及油气产能,并造成严重的地层损害。

  在酸液中加入铁离子稳定剂,能有效地络合游离的铁离子,使其始终以络离子的形式存在并随返排酸返回地面,有效防止二次沉淀的产生,防止地层伤害,提高酸化作业的增产效果。

  三、注水缓蚀剂在油田中的应用

  主要用于防止油田管线和设备的严重腐蚀。随着油田的深度开发,采出液中含水量越来越高,许多油田已高达90%左右,由此而使污水处理、回注工作量加大,因此带来的设备更新、防腐工作日显重要。如孤岛油田95年产油量500万吨,随之而采出的污水量达6250万吨,大量含油污水处理回注过程中,由于其中溶解氧、硫化氢、二氧化碳以及抓化物盐类等腐蚀性物质对金属管线及设备造成严重腐蚀,若更换设备则需大量资金,因此,使用注水缓蚀剂成为首选。

  四、起泡剂在油田中的应用

  一是在泡沫钻井中的应用。该产品可配制泡沫钻井液。大多数钻井使用泥浆,它有携带和悬浮钻屑、稳定井壁、冷却和冲洗钻头、清除井底岩屑等作用。但是对于缺水地区和中低压油气藏,如采用常规水基泥浆钻井,会带来严重的油层损害。许多井在钻井过程中有汕气显示,测井解释也是油层,而完井试油却产量很低,甚至滴油不出。而采用盐酸作为低密度低压力的钻井液,泡沫的细小紧密结构所形成的粘滞性,使其具有良好的携带能力,有利于发现油层和保护油层,并能有效地防止漏失,也能显著地提高钻井速度,有时达水基泥浆的4-5倍。

  二是在酸化压裂工艺中的应用。该产品可配制泡沫酸,压裂酸化是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下,对地层挤酸的一种工艺,该工艺主要是在碳酸盐岩中进行,是较大面积地改造低渗透油气层的重要手段。泡沫用于油气井增产具有滤失率低,粘度适当,悬浮力强。用量少对地层伤害小,反排性好等优点。泡沫酸是用发泡剂产生的一种液包气乳化掖,是气体分散在酸溶液中形成的分散系统。泡沫酸要求选择适当的发泡剂及稳泡剂,能提高表面枯度,增加泡沫稳定性。与常规盐酸酸化比较,泡沫酸滤失量更低,携砂能力更高,可用于水敏性地层,高粘度的泡沫还是携带支撑剂的良好介质。泡沫酸具有气举排液,返排迅速,泡沫酸施工后,井口压力低,能促使气体迅速膨胀并携带残液及砂粒返排。泡沫酸化压裂产生裂缝的能力较大,裂缝导流能力好,酸化半径大,适合于厚度大的碳酸盐岩油层,也适合于重复酸化的老井和水敏性地层。

  三是在泡沫排水工艺中的应用。有水气田开发中,随着天然气的采出,地层水和凝析油不断津随天然气进入井筒,如果气体有足够的能量,它能把进入并筒的液体带到地面,在井底不产生积液。在天然气开采中后期,由于气量不足或产层的液体较多,气体不能把水和凝析油完全带到地面,在井底和井筒内产生积液,如不及时排出,则产生回压,同时使井壁附近产层的渗透性变坏,造成天然气产量急剧下降,有的甚至被水掩停产。为了延长气田开采寿命,提高天然气采收率,用泡沫排水是一种已实现的好方法。盐酸排水,就是定期向气井

  内注入一定数量的起泡剂,内积液和起泡剂在天然气的搅拌下,生成大量泡沫,由于密度降低,很容易被天然气流带到地面,消泡排水。

  四是在泡沫洗井工艺中的应用。泡沫冲砂洗井泡沫冲砂洗井泡沫冲砂洗井是近年来发展起来的一项新技术,主要解决低压和严重漏失井的“清水倒灌”、污染油层及作业无法正常进行等问题。油井经长期开采,地层压力下降,油层难免出砂,作业中也准免将地面的机械杂质带入井中,均会造成产层的不同程度堵塞,使油井产量下降。以往采用清水冲砂、洗井和替喷等作业,因油层压力低于静水柱压力,易造成大量液体漏入地层,有时甚至泵入油井的液体失返,使施工无法进行,且造成油层污染。用泡沫流体作为低压漏失油井的冲砂、洗井和替喷等作业液,其优点是:①可通过调整泵入油井的气一液比或井口回压,控制井下泡沫密度,实现负压作业,防止漏失;②可疏通被堵塞的喉道和射孔孔眼,促使产层流通,具有解堵效果;③因泡沫有粘滞性,有良好的携带固体颗粒的能力,可大大改善净化井眼的效果。

  五是在泡沫水泥固井盐酸中的应用。所谓盐酸水泥,就是在水泥浆中棍入或使其产生一定量的,并均匀地分布在水泥浆中,从而达到降低水泥浆密度的目的。泡沫水泥浆的配制方法一般有二种:一是机械法,即在水泥中加入一定量的发泡剂和泡沫稳定剂,通过机械方法使混入气体形成稳定的泡沫水泥;二是化学法,在干水泥中掺入一定量的发泡剂,当水泥和水混合搅拌后,发泡剂与水泥中的某些化学成分起反应产生气体,形成泡沫水泥。泡沫水泥固井,是用降低水泥浆

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