油田新型结垢计量装置与防垢剂优选试验＊

2014-04-27李岳祥章华春

油气田环境保护 2014年3期

关键词：防垢试验装置结垢

李岳祥章华春

（1.哈尔滨石油学院；2.新疆油田公司百口泉采油厂）

油田新型结垢计量装置与防垢剂优选试验＊

李岳祥1章华春2

（1.哈尔滨石油学院；2.新疆油田公司百口泉采油厂）

从定量的角度出发，设计垢量测量装置。以BZ25-1油田为例，判断油田结垢类型，模拟动态试验，利用油田结垢量大小测定渗透率损失率。随后进行防垢剂筛选试验。结果表明：碳酸钙垢的生成，岩心渗透率损失率21%左右；防垢剂JPS-01、JPS-02、JPS-03能有效缓解地层结垢，JPS-01防垢剂效果最佳，结垢量最小。

测量装置；试验；结垢量；防垢剂

0 引言

注水开发是提高中后期油田采收率的主要措施，而地层水与驱替水的不配伍将产生堵塞渗流通道、降低流通能力的结垢沉淀物质，大大降低了油田采收率［1-4］。国内外在结垢定性方面已有大量的研究成果，进一步研究结垢的定量分析及其对地层管道的伤害十分必要。因此，本文设计一种垢量计算试验装置，通过动态试验，研究结构对渗透率的影响，并进行防垢剂的研究，筛选出最佳防垢剂。

1 水质分析

BZ25-1油田沙河街组储层类型为浊积扇砂岩，高温高压油藏，日产油250 m3左右。BZ25-1油田水质分析如表1所示。

表1 BZ25-1油田水质分析 mg／L

根据水质分析结果，采用Stiffs＆Davis饱和指数法进行预测，判定油田地层管道的结垢量主要以碳酸钙无机垢为主［5］。

2 垢量计算试验装置

垢量计算试验装置包括洗涤溶液、过滤器、抽空瓶、接真空泵和缓冲瓶，试验中生成的垢总量主要来自于生成附着在烧杯上的垢和悬浮在溶液中的垢。垢量表达式：

式中，C为结垢量，mg／L；mq1，mh1分别为实验前后干燥烧杯的质量，mg；mq2，mh2分为实验前后滤膜质量，mg；V为通过滤膜的水样体积，L。

3 动态试验

3.1 试验方法

通过注入水与地层水生成的结垢量大小，采取体积流量法测定渗透率损失率。通过1∶1地层水与注入水进行试验，观察并测量100倍PVT岩心的渗透率损失率。试验装置流程见图1。

图1 结垢动态试验流程

3.2 试验结果

渗透率损失率试验数据见表2。表2中Ki表示地层水所测定的初始渗透率，K2表示将地层水与注入水以1∶1的比例注入岩心100倍孔隙体积时的渗透率。

表2 结垢动态渗透率损失率试验结果

将地层水和注入水混合液注入人造岩心后，在累计注入100倍孔隙体积范围内时，随着这组试验进行，岩石渗透率下降了16%～21%，可知无机碳酸钙垢对管道以及地层渗流能力影响很大，应采取防垢措施。

4 防垢剂试验

针对油田结垢堵塞地层孔隙、裂缝，以及降低井筒和管线的流通通道等问题，不仅影响石油采出程度，而且降低了油田日产量，故进行防垢剂筛选试验，优选最佳防垢剂［6-8］。

4.1 试验方法

在150种防垢剂试验基础上，初步筛选有机膦酸型防垢剂JPS-01，JPS-02和JPS-03三种防垢剂作进一步试验。试验设定在注入水为15%，30%，45%，60%，75%和90%条件下，单独加入JPS-01，JPS-02和JPS-03有机膦酸型防垢剂试验，与不加防垢剂容器中结垢量对比，试验结果如图2所示。

图2 防垢剂与结垢量的关系

4.2 试验结果

当注入水为15%时，JPS-01，JPS-02和JPS-03结垢量均为最小。当注入水占比45%左右，试验中各组结垢量均出现最高值。防垢剂能减少结垢物质的生成，改善管道渗流能力，这是由于加入防垢剂能在晶核附近的扩散边界，生成双电层，将阴阳垢离子隔开，降低聚结率，从而防止结垢物的生成。JPS-01防垢效果最好，注入水占比90%时，结垢量最小。JPS-01防垢效果最好，结垢量为20mg／L。