试论油井井筒结垢及防治措施

董小刚 王团 黄天怿

摘要：随着我国社会经济的发展，人们生产、生活对石油的需求量日益加大，同时，也对油田开采工作提出更严格的要求，因受到诸多因素的制约，在油井井筒内存在大量结垢现象，不利于石油正常生产。基于此，本文分析了油井井筒结垢的机理及原因，结合实际案例，提出了几点应对策略。

关键词：油井井筒;结垢;防治措施

随着石油的开采进程不断推进，尤其到了中后期阶段，在注水量持续增加情况下，其中携带很多泥沙、有机物、金属离子等会形成垢状物，既会引发管道堵塞现象，又会影响总体的油田产量及质量，进而阻碍了石油企业的发展。如何采用有效措施合理地规避油井井筒结垢已成为工作人员探讨的重要课题。

1 油井井筒结垢机理及原因

油井井筒的结垢，是指在油机的井筒中，油管的油杆与抽油泵等机械构件，长期受到油井产出液的影响，产生化学反应，而在外表形成的一种结垢，这一问题直接降低了抽油泵装置的运行效率，导致抽油杆偏磨、卡泵加重等，甚至还会引发安全事故。分析油井井筒的结垢原因，具体体现以下三个方面：其一，分析油井井筒结垢的成分可知：含有硫酸根、镁离子、钙离子、石蜡、碳酸根离子等有机物，它们经过一系列化学反应后，生成了不可溶的沉淀物，其与有机物再次结合，在油井井筒上形成的结垢。其二，在石油开采期间，油井通常会经历很多次的酸化作业，产生的酸性液在溶解垢污过程中会影响管道壁性能。其三，在油田开发过程中，还存在油井出砂的问题，产生的砂砾变为有机物与石蜡结合的载体，使得井筒的析蜡现象。

2 某油田概述及其油井井筒结垢情况

某油田位于一个斜坡中部，属于平缓的西倾单斜（倾角<1°），背景发育很多组轴向贴近东西向德鼻状的隆起构造。主力油层三叠系长X储层，属于湖成的三角洲沉积，岩性主要是灰绿色细粒硬砂质的长石砂岩，结构及成份成熟度偏低，岩性致密。长X可分三个小层，即长X1、长X2、长X3，主产层为长X2，有效厚度平均12.5m，有效孔隙度平均12.70%，储层的孔隙度呈中等发育水平，渗透率平均1.80×10-3ηm2，是低渗透储层。

该区结垢井是32口，比年初增加3口。井筒的油管杆结垢以后，油杆在举升液体过程中的往复运动，促使油杆的垢渣发生脱落现象，使活塞卡于深井泵内，或引发活塞凡尔罩的拉断。深井泵内的球座产生结垢。球座结垢，影响了固定凡尔球和球座之间的密封性，进而引发深井泵的漏失问题。

3 油井井筒结垢问题的应对策略

3.1 向油井注入水里加添阻垢剂

在油井井筒工作期间，地层水成份稳定性较差，且易与石油产物的辅助生成物及井底设备产生化学变化，生成垢状物质。所以，为了抑制垢状的产生，相关工作人员应积极地处理油井地层水的阻垢。一般的油井中均选用聚合物与磷酸盐等物质为阻垢剂，这两种物质具有极强的阻垢性、稳定性。本区选择了S1B阻垢剂，有效地预防井垢的形成。

3.2 在井筒管柱内安装强磁防腐的阻垢器

若油井结垢问题严重，则需安装相应的强磁、防腐的阻垢器，预防管柱产生结垢，并防止被腐蚀。这种阻垢器也带有一定的防垢、防腐性能，成本低廉、便于应用，不会给周边环境造成污染，使用期限较长，可超过10年。强磁防腐的阻垢器的工作原理：当正常工作过程中，会产生一个较强的磁场，具有较好的杀菌功能。而在油井井下作业状况下，生长大量的生物菌，井筒结垢的化学变化易受到生物菌的催化作用，所以，强磁、防腐性的阻垢器可有效地抑制生物菌的繁殖，且具有一定的灭菌效果，进而对井下金属设备起到良好的保护作用。在强磁防腐性的阻垢器正常工作中，可能會产生磁场效应，则四周的金属外表即可形成一层磁流体的动力波，带有极大的抛光性能，增加表面的光滑度，使金属外表的垢状、腐蚀物均可得到彻底地清除。磁流体的动力波在运动中可阻止腐蚀介质与金属体外表相接触，进而规避了井筒结垢物的形成。此外，强磁、防腐性的阻垢器在工作中还会产生防盐垢的作用。好比一个净化器，当含硫酸盐、碳酸盐等成分的水流经该装置的时候，较强的磁场则会干扰盐分子的运动环境，使分子轨道也发生变化，其原子与分子结构也会改变，这样达到了良好的防阻垢凝结的效果。该装置还可使水界面的能力降低，提高其溶解性、润湿性，这样，使碳酸盐、硫酸盐等诸多的盐类物质其溶解度极大地降低，不仅清除了井内的阻垢，而且有效地预防新的井垢生成。

3.3 优化油井生产模式

按照油井井筒的结垢工作机理，能够在一定程度上改善井中流体的流动环境，抑制油井井筒产生结垢现象。优化油井的生产模式。为了更好地降低井下负荷，提高集输站的原油脱水成效，在油井进行开采作业期间，一般采取油套环空加破乳剂的生产手段，可使原本的乳化水发生转变，变为游离水，这样，油井的井筒结垢问题可能严重，为了规避这样的现象，工作人员进行了油井停加破乳剂的相关试验，通过试验观察可知：在停止加入破乳剂的条件下，油井的结垢效率呈显著降低趋势，更好地降低了油井的抽汲强度。若油井采用强采的方式，则地层的产液性能和油井的生产参数可能难以匹配。因此，为了提高井底地层的压力与流压，增强注水的效果，精准、有效地控制各个生产参数，优化开采模式，可以缓解井下结垢的问题。

4 结束语

总之，我国的油井开采作业中后期经常发生井筒结垢问题，石油企业管理者必须对此保持充分地重视，并认真地研究井筒结垢的发生机理及其形成原因，制定有针对性的应对措施，如在油井注水中添加阻垢剂，在井筒管柱内设置强磁、防腐性的阻垢器，改善油田开采模式，从而达到综合防治的目的。为了彻底地预防油井井筒结垢，企业还要加强进一步的研究，创造更好地开采环境，提升石油的开采产量及质量，取得更大的经济效益，推动石油企业健康地发展。

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