浅析注水井套管除垢技术的研究与应用
大港南部油田注水管道除垢节能技术的应用
大 港 南部 油 田注 水 管 道除 垢 节能 技 术 的 应 用
郭 成平 常铭 赵 留阳 于嘉 亮 宁 亚军 （ 大港油田公司第三采油厂工艺所）
摘 要 大港 油 田南部 地 区污水 水性较 差 ，污水矿 化 度 高，温度 高 ，因此 ，地 面管 网结垢 现
回 注 污 水 水 质 形 成 二 次 污 染 ，影 响 油 田 注 水 开 发 。
表１ 部 分 管道 二 次 污 染 取 样 数 据
目一 污
ｌ Ｏ ． ４ 冒 四 注 １ ５ ． ０ 官 ｌ ２ 站 ２ ７ ． ６ 官３ ３ － ５ ７ ２ ６ ． ０
官一污
ｌ Ｏ ． ４ 官 八 注 １ ６ ． ２ 官９ 站 １ ６ ． ８ 官３ ３ — ７ ４ ４ ９ ． ４ 自一 注 ７ ． ２ 自１ 站 ８ ． ４ 自８ — １ １ ２ １ ． ０
目前 在 用 的 １ ０ ０ 条 注 水 系 统 管 道 中压 损 超 过 ３ ． ０ ＭＰ ａ １ ． ２ 水 质 二 次 污 染 严 重
的有 ２ ０条 ， 总 长 度 ２ ６ ． ２ ｋ ｍ， 平 均 压 损 达 到 ４
多 年来 ，只重视 污 水处 理系 统表 面 的运行 ，对
功 ，达 到 了预期 的 效 果 ，经 济及社 会 效 益显 著 。 实现初 期 日节 电 ２ ６ ３ ２ ０ ｋ ｗ ｈ ，注水 管 道压损 平
均 降低 ４ Ｍ Ｐ ａ ，解 决欠 注 井 ５ ８ 口 ，增 加 注水 量 １ ７ ８ ３ ｍ 。 ／ ｄ ，节省 管道 更换 费用 ６ ５ ０ 万元 ，而且 降
ＭＰ ａ ；在 用 的 ４ ８ ４ 条 注 水 井 单井 注 水 管 道 中压 损 大 污 水 处 理 系统 的运 行过 程 控 制 及 日常 管 理 不到 位 ， 于３ ． ０ ＭＰ ａ 的６ ８ 条 ，总长 度 ３ ８ ． ８ ６ ｋ ｍ，平 均压 损 ５ ． ８ 储 罐定 期 清砂 、排 污 的制度 没有 形成 ，大部 分储 罐 ＭＰ ａ 。 由于 管 道 结 垢 严 重 压 损 大 ，管 道 末 点 压 力 沉 砂 、积油 ，造成 水 质严重 的二 次污染 （ 表 １ ） 。 低 ，造 成注 水井 欠注 、系统无 功 损耗增 加 ，同时对
分层注水井清垢技术的研究与应用
59在油田开发过程中，通过专门的注水井将水注入油藏，保持或恢复油层压力，以提高油藏的开采速度和采收率。
井下管柱直接和流体接触，因此它也是油田生产过程中最容易产生垢的地方。
结垢给注水带来严重危害，降低注水系统效率，堵塞油层，使注水压力不断上升。
同时，还给分层测试带来严重困扰，影响测试调配的开展，有时造成仪器落井，有时需起出管柱进行重新分注。
为解决井筒结垢对测调工作的影响，降低注水井作业成本，本文就水井结垢的危害、原因分析以及如何不动管柱清垢进行研究应用，通过物理清垢、化学清垢相互结合，完成井筒治理，有效延长水井作业周期。
1 分注井结垢对测调工作造成的影响2018年分层测试中因仪器遇阻遇卡导致不能测试的井有82口，其中因结垢遇阻的42口中，占全油田分注井数的6.6% ，这部分水井的无法进行正常调配，有时还造成仪器、工具的遇阻遇卡，严重影响施工效率。
1）投捞水嘴或测流量时，仪器、工具下不到层位。
在进行流量测试或投捞水嘴过程中，由于井筒结垢较为严重，造成流量计、投捞器在油管内或配水器位置遇阻，无法完成下放仪器和工具。
2）能进行流量测试，但无法进行分层调配。
水井测调一体化施工过程中，仪器能够到达各个层位，也能进行分层流量测试，但可调水嘴顶部结垢，投捞器的打捞爪在过偏配时，找不到可调水嘴顶部，无法完成和可调水嘴的对接，造成调配失败。
3）能进行流量测试，也能进行投捞，但水嘴捞不上来。
在进行投捞水嘴施工过程中，因长期结垢生锈等原因影响，堵塞器在偏孔中受阻，投捞器在捞住堵塞器后，提升负荷过大，拉断钢丝绳，造成落井事故。
4）可调水嘴结垢，无法进行分层调配。
水井测调一体化施工过程中，仪器能够到达各个层位，仪器和可调水嘴也能正常对接，但可调水嘴结垢，造成水嘴开关转不动，无法正常调配。
2 对水井结垢原因分析在检管作业施工时，发现部分水井井下结垢严重，通过采样分析，注水井结垢的成分主要是碳酸钙、硫化亚铁钙、松软油泥、砂及其它杂质。
采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用分析
采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用分析作者：许焕春来源：《石油研究》2019年第13期摘要：针对水处理系统，产生腐蚀结垢的主要位置便是，注水管线内壁、加药系统、注水泵进出口、注水井筒。
因为一些外在因素，会导致穿孔以及支线发生刺漏的情况。
所以，相应的采油厂注水井筒腐蚀结垢防治工作十分关键，需要应用一系列的措施，以便有效预防采油厂注水井筒腐蚀结垢问题。
因此，本文针对采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用给出了详细分析。
关键词：采油厂注水井;防腐蚀;防治在当前的油田开采中，已经可以成熟应用注水采油技术，保障了油田的生产经济效益。
但由于这项作业的开展，产生的问题也比较突出，如油套管柱和地面设备发生腐蚀结垢等。
使得油田的高效开发受到了影响，带来了非常大的安全生产隐患。
所以，针对注水井筒腐蚀结垢情况，要给予高度重视，探寻积极有效的防治方式，以便实现防护井筒的效果。
1、概况某采油厂，油藏埋深的深度为1000m-1500m之间，平均孔隙度为13.98%，渗透平均率为14.19×10-3 m-2、原始地层压力平均为7.50MPA，地层温度平均为37.92℃。
6号联合站设计规模大概为1800m3，对于水源的处理以及本站管输长2层将污水产出。
对应的注水井为60口，每天的注水量为1060.8m3，井口压力平均3.6MPA，注水井井深为900m，分层注水，其形式为将清污混注[1]。
在水处理系统当中，主要出现腐蚀结垢的位置为注水管线内壁、加药系统、注水泵进出口、注水井筒。
因为不同的污水回注站对于回注的时间有所提升，所以站内注水管网和站外注水干线，穿孔以及支线发生刺漏的情况严重。
2、腐蚀结垢防治的针对性措施分析腐蚀结垢是因为受到各种因素的影响，所以要结合实际情况以及对规律的探寻，制定相应的防治措施，最后确定方案。
如利用对防腐防垢药剂的投加，可对腐蚀结垢给予控制，实现最佳的保护效果。
具体应用的方式为：借助除氧剂，先将回注水质溶解氧消除，以便最大程度的降低腐蚀，之后放置相应剂量的PH调节剂，可进一步提升水质碱度，从而抑制腐蚀的发生。
分层注水管柱酸洗除垢技术
分层注水管柱酸洗除垢技术分层注水管柱酸洗除垢技术1 基本原理大庆油田的垢质都能用酸溶解，只是不同的设备结垢成因不同，因此用酸的配方不同，需要根据结垢的垢质成分，调配酸液的配方。
早期和现在大庆油田都试验和应用过酸洗除垢技术，而在注水井管柱上，应用的条件必须是可洗井管柱，并且结垢量较轻，而对于较重结垢量和不可洗井管柱而言，现有的方法无法解决酸溶解后垢质碎屑颗粒的返排问题。
分层注水管柱密闭酸洗除垢技术采用酸液溶垢，密闭循环返排的方法进行除垢排垢，清洗管柱。
注水井关井后，管柱内压力逐渐下降，达到一定程度后，稳定在某一压力值，这个压力值远远低于注水压力，一般分布在2.0～6.0MPa之间，在关井状态下，管柱内的液体是相对静止的（当层间压差过大时，可能会出现窜流），打开井口阀门，井内液流返出。
如果地面进行常压清洗，地层的返出液会不断稀释酸液，降低溶垢效果，因此设计了密闭酸洗的方法，使地面设备与管柱、地层处于同一压力系统下，控制地层水尽可能少地返出或不返出，减少对酸液的稀释，保证除垢效果。
2 技术关键及解决途径2.1 中心管柱标准油管内径62mm，总容积3.6m3，为使酸液在油管内循环，必须下入一中心管柱，注入方式为从中心管柱注入，从油管返出，而空心抽油杆的各项技术指标能够满足这一要求。
空心抽油杆有多种规格，其中杆外径35mm、内径25mm、接箍外径40mm的空心抽油杆比较适合这一技术要求。
如果使用这种空心抽油杆，管柱的总容积下降为3.0m3。
2.2 酸对管柱腐蚀的控制分层注水井油管有防腐油管和普通油管二种，防腐油管具有一定的耐酸碱性，普通油管则不能承受酸的腐蚀（根据行业标准，设备的腐蚀率应当控制在10mg/m2以下），因此，在酸中加入一定量的缓蚀剂，可以有效地控制清洗液对油管腐蚀。
而注酸用的空心抽油杆则需要进行一次性地防腐处理，使其具有永久的防腐性。
3 设备及清洗剂注酸泵注酸泵选用二种设备，耐酸水泥车和高压离心泵。
套管除垢技术的探索与应用
套管除垢技术的探索与应用
吕长杰
【期刊名称】《中国石油大学胜利学院学报》
【年(卷),期】2009(023)003
【摘要】针对套管垢的成因、类型及结垢程度,优选"钻、磨、酸、刮、铣"等除垢方式,并规范除垢施工工艺;为提高生产效率,节约作业费用,有效保护套管,研制应用高效铣通一体化修井工具.结果表明,实施"钻、磨、酸、利、铣"工作模式,除垢施工针对性强,作业时间节约三分之一以上;铣通一体工具可减少一道作业工序,除垢效果好,加快了井筒处理速度.
【总页数】3页(P23-25)
【作者】吕长杰
【作者单位】中石化胜利油田分公司纯梁采油厂,山东,博兴,256504
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.46
【相关文献】
1.三元复合驱采出井套管除垢技术研究 [J], 吴淼;刘俊德
2.缩短套管除垢作业时间 [J], 大庆油田有限责任公司第四采油厂三元QC小组
3.水力-机械联合井下套管除垢技术的研究与应用 [J], 马来增;孙卫娟;殷泉东;隋春彦
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5.水力-机械联合井下套管除垢技术研究 [J], 房德泉;张冀北
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油水井结垢机理及除垢技术研究与应用
油水井结垢机理及除垢技术研究与应用【摘要】积垢的产生能够在油管表面形成污垢，在管内造成内部区域的阻力，从而降低了输油量极其速度，继而对产油量造成不可估摸的损失。
众所周知，结垢可以造成油管内部流通面积的缩小，在地层的结垢还可能引起储层渗透率降低等问题，。
储层伤害直接影响着采油井的产能。
所以油水井的防垢和除垢问题正待解决。
【关键词】油水井结垢机理除垢1 结垢的主要原因结垢即指管道内部由于固态附着物长期淤积而造成局部阻塞现象。
附着在管道内壁上的微粒块状物体就是结垢。
在油田开发之中要根据情况向管内注水，而油田情况又与井下的油藏运输有关，所以结垢原因有很多。
具体而言，一是所注水的矿化度和硬度都很高导致管内高钙垢的形成。
如果在采油井中注入的水质硬度和碱度都过高，那么随开采条件的改变，譬如温度和压力以及pH值的改观，就可能在油井管内发生结垢现象；二是注入的水与地层水混合促进结垢现象的发生。
地下水与地层水常常属于不同系别的液体水，所以当两种或几种不同系的水源融合在一起，经过一系列的化学反应就很可能促使结垢的形成，造成垢离子之间的补充。
还因为不同系水质之间的杂志不能融合，所以悬浮物与不溶物容易沉淀造成结垢沉积。
譬如腐蚀产物FeS和Fe2O3等粘土矿物质；三是胶质和沥青质以及蜡所共同形成的有机垢；原油含有胶质和沥青质及蜡等物质，采油过程中这些有机物会随着温度以及压力的变化附着于管壁的结垢上。
这些物质则与无机垢产生混合垢；四是细菌滋生导致地层的堵塞。
以长庆油田为例。
油田地层中含有称为厌氧菌的硫酸还原菌和号称好氧菌的铁细菌。
细菌繁殖长成菌络从而堵塞地层。
细菌因为代谢作用而产生的粘液也可能堵塞地层；五是粘土矿物的堵塞现象。
粘土矿物处于储层，它在水敏和酸敏的储层地层中出水后会自行膨胀造成地层的孔隙堵塞；六是生产条件的变化。
随着生产条件的改变，井筒的温度和压力等方面也会随之改变，这些意外因素可能导致结垢现象的发生。
2 除垢工艺技术除垢工艺技术主要应用于油管的除垢技术。
管井清洗技术探讨与应用
ｃ 一清洗剂的浓度 ％； ｌ
Ｃ 一井 内 清 洗剂 的 浓度 （ 般 取 ５ ２ 一 ％ 以破坏可能 出现得砂粒架桥现象 ，而 向上行程 ～ ０ 不能大于 １％） １％， ５ ； 较强 ， 则从被破坏的砂粒架桥中吸进砂粒 。 实心 Ａ 一管井过滤器的截 面积（ ） ｍ２ 活塞通常适用于含有大量粘土、淤泥和有机物 Ｈ一管井 内的净水深度 （ ｍ） 的沙层 ， 而开孔活塞则用于较洁净 的砂层 。 Ｙ 一井 内水的容重。 ｌ － 利 喷洗 ４水 ３ ． 洗 的操 作 ２清 用 于岩石裸孔和 下有 笼式缠丝 过滤器 和 加注清洗剂后静态反应 ｌ ～ ． － ２０小时， ５ 反应 某些类型缝隙过滤器的水井 。喷射工具 由具有 后用空压机加入压缩空气 ， 在压力作用下 ， 使之 两个或更多的喷嘴的喷盘组成 ，喷嘴等距离地 进一步扩散到管井 的填砾周 围及含水 层四周 。 分布于一个平面 内的周边上 。喷盘连于管井 的 使其胶结物充分反映。 底端，管井通过一个旋转水龙头和水龙带连到 ３３强力 冲洗及操作 ＿ 个高压， 高容量水泵上 ， 水泵以充分水量和足 清洗完成后 ， 开始用空压机强力 冲洗 ， 空压 够的压力把水 向下泵入管子。 机强力冲洗有两个作用 ： 一是疏通 因泥砂 、 胶结 我们对上述 各种洗井方法 的特点进行 了 物堵塞管井的填砾及含水层 ；二是压缩空气送 比较。发现上述各种洗井方法 的效果均不够理 入井内后 ，使井管 内的水 充满气泡而井 内的水 想。 针对这一情况 ， 我们提出了强力清洗管井的 比重将因空气泡含量的增 加而逐渐减少 ，水面 方 法 ， 实 践 中证 明是切 实有 效 的 。 并在 亦 随 之逐 渐 升 高 ，到 一定 限度 时 水 面将 升 到井
塞 在过 滤 器 中上 下 运 动 时 ，实 心 的 活塞 板 片 对 式 中 ：－每 眼井 投 量 （ｇ ； Ｇ ｋ）
如何提高注水井洗井质量分析及应用
如何提高注水井洗井质量分析及应用[摘要]针对目前注水井洗井质量较差，洗井操作不规范，洗井与测试不同步，并且在洗井过程中缺少定量，直接影响洗井质量，使部分井洗井效果达不到要求，导致井筒脏，造成测试过程中出现堵和掉仪器的事件发生，浪费了人力和物力。
[关键词]洗井质量套管腐蚀对比法中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0013-01一、影响注水井洗井质量原因分析1、我们认真分析了影响注水井洗井质量的各种因素，我们认证：a、水质因素；b、地层因素；c、环境因素；d、人为因素。
以上四条因素是影响注水井洗井质量的要因。
2、制定对策针对上述问题，我们从能够解决的几个方面入手，在联合站采用水质节点管理方法，即：源头控制、节点分析、过程管理、监督考核，控制源头水质，保证水质合格；在生产现场我们采用洗前除垢法、定量洗井法、洗井与测试同步、与套管保护相结合等措施，一套洗井方法。
二、实现注水井洗井三同步1、洗井同时对管柱进行除垢：对两年以上未动用管柱的注水井，洗井时进行除垢。
洗井前将除垢器下入油管内，把附在配水器附近管壁上的垢及脏物随洗井液一同洗出，能够提高洗井效果。
2、依据有效厚度及有效孔隙度确定返吐量：注水井在注水的过程中，由于水质脏，造成油层污染，洗井的返吐过程，可以有效将油藏中的污染物吐出。
依据地层条件，使用该井的有效厚度和有效孔隙度计算出需要返吐的量。
一般情况下，返吐量是地层污染体积的1.5倍。
用该井的有效厚度、污染半径，即可计算出洗井液体积，并填在洗井通知单中，洗井工人按照通知单给定的量进行返吐，并观察水质和压力的变化，若已达到规定的量，水质仍然不合格，可加大返吐量。
具体公式如下：V=1.5 H πr2ФV 孔隙体积H 有效厚度r 污染半径一般情况下按1米计算Ф有效孔隙度3、依据套管及管线支线长度确定反洗量：返吐后，改入反洗井流程，根据井筒容积及注水支线长度，计算出二者容积，一般情况下，反洗量是支线容积与井筒容积的2-2.5倍。
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浅析注水井套管除垢技术的研究与应用
摘要：注水井，尤其是深井，由于井下管柱长期处于一种高压和温度变化的环境，加上注入水的水质差，造成注入水在井筒条件下在油管和套管上结垢十分严重，已影响水井的正常注水，严重时无法进行井下作业，导致水井转大修井越来越多。
通过套管除垢项目的试验获得井下结垢清除的经验和试验数据，为套管结垢注水井进行套管除垢提供推广经验。
最终，减小注水井作业转大修的概率，提高注水井井下管柱的安全性。
关键词：注水井套管除垢技术研究与应用
一、套管除垢的目的与意义
注水井，尤其是深井，由于井下管柱长期处于一种高压和温度变化的环境，加上注入水的水质差，造成注入水在井筒条件下在油管和套管上结垢十分严重，已影响水井的正常注水，严重时无法进行井下作业，导致水井转大修井越来越多。
然而在多次换管柱过程中，却未进行套管除垢，则套管垢必将影响水井管柱的安全和注水效果。
图一：油管结垢图
图一
通过套管除垢项目的试验获得井下结垢清除的经验和试验数据，为套管结垢注水井进行套管除垢提供推广经验。
最终，减小注水井作业转大修的概率，提高注水井井下管柱的安全性。
对于如此现状，有必要对于油管结垢严重的水井和套管结垢的注水井采用物理或化学的方法在不损害油层的前提下进行套管除垢处理。
二、套管除垢机理及应用情况调研
目前国内套管除垢方法主要有：
对于套管除垢工艺的选择主要依据井下结垢的化学成分而定。
a、化学方法除垢：
对于硬质的含有硫酸钡（BaSO4）和硫酸锶（SrSO4）的垢，因这两种成份不溶解于酸，不能进行化学处理。
用常规的化学方法无法清除，因此可以采用机械除垢。
对于碳酸盐垢，则可以采用酸洗、浸泡的办法进行化学除垢。
b、水力—机械联合井下除垢技术：这种技术可利用井场现有的条件，达到
除去注水井套管内壁的垢，又可清洗井下的炮孔和解除近井地带的堵塞，既达到清洗的效果，也不会对井下管柱有任何伤害，对地层没有任何污染，是一种简单易行的方法。
三、永安油田水井结垢特点及处理药剂的研制
3.1永安油田注水井套管结垢类型
2013年8月，通过现场取样，采油院对永1站、永621站的水样进行了水分析，发现永安油田各站的注入水存在以下问题：
（1）各站注入水中都含有大量的HCO3-、CO32-和Ca2+。
（2）各站注入水自身在适当温度下会结有碳酸钙垢，在90℃时结垢比较严重，这在现场会引起地面管汇、井下管柱及地层结垢，对地层造成伤害。
具体分析结果见表1、表2。
通过以上分析和现场的数据及描述，永安油田水井结垢类型主要为碳酸盐类型。
适合使用化学方法除垢。
预计通过套管及管柱结垢的处理，加之水质的改善水井转大修概率高的问题能得到根本性的改观。
3.2结垢类型分析
油套管给我厂的水井作业造成了许多不便，以下是永安油田几口井的现场描述结果：
从表中可以看出，永安油田结垢比较严重。
按
1000m油管平均15mm厚垢计算（62普通油管），以碳酸钙计，则重达14吨。
这些垢用酸站盐酸（30%）来溶解需23吨。
四、效益分析及今后打算
4.1效益分析：
（1）节约除垢剂费用：自制除垢剂吨成本为0.1万元。
按垢量的推算结果，永安油田每井次需除垢剂30吨。
施工一口井的除垢剂费用为3万元，3口井费用为9万元。
市售的除垢剂吨成本为0.165万元，施工一口井的除垢剂费用为5万元，3口井费用为15万元。
则施工3口井，使用自制除垢剂的费用比市售除垢剂的费用节约15-9=6万元。
（2）节约大修作业费用：套管除垢施工避免了大修作业，3口井的大修费用为150万元，3口井的套管除垢费用为（3+20）*3=69万元，则施工3口井节约作业费用为150-69=81万元。
（3）恢复注水井点：从以上措施效果分析看，3口井的注水得到恢复，注采井网得到完善，增加了注水井点，提高注水开发效果，对于补充地层能量，提高原油采收率，有着重大的意义。
4.2今后打算：
（1）计划今年对结垢注水井进行套管除垢工作量达到10口以上，明年在深入研究和总结的基础上继续进行结垢注水井的工作，并保持年工作量在20口井以上。
（2）低渗透油田未进行套管除垢处理的注水井，在三年以上周期更换管柱作业的同时，对套管进行除垢处理。
（3）扩大试验范围，对于形成井下管柱结垢的其它油田，进行套管结垢机理研究及除垢技术的研究，做好技术储备。
参考文献：
[1]唐佳.清污混注对管道的结垢与腐蚀研究[D].山东东营：中国石油大学学报，2011年第23期
[2]王春涛.油田多层系集输系统结垢趋势预测研究[D].山东东营：中国石油大学学报，2013第6期。