博鱼“去年以来,江汉油田工程院围绕结铅垢严重的江汉油田荆州采油厂松滋红花套SH10-P17井,采用‘物防+化防’工艺双管齐下后,截止目前,已经近200天未发现结铅垢迹象博鱼·boyu体育,试验取得阶段性进展,针对油井结铅垢这一罕见难题取得了新的认识博鱼·boyu体育。”8月16日,江汉油田工程院采油气工程所副所长龚兵说。
去年以来,江汉油田工程院针对江汉油田荆州采油厂松滋红花套SH10-P17井结铅垢问题,采用“物防+化防”工艺双管齐下后,截止目前,已近200天未因铅垢影响生产,试验取得阶段性进展。
红花套层系位于荆州松滋地区,是江汉油田荆州采油厂的主力层系,共分布油井45口,其中开井数35口,其油井每日产油量在荆州采油厂全厂日产油量占比45.6%,非常高。2020年以来该区块油井结铅垢现象凸显,初时只有两口井出现该现象,并未引起重视,后至2023年累增至15口井,让工程院专家感觉问题严重起来。
“当时,铅大量出现在很多油井的井筒泵和泵上的短节里,造成泵体堵塞,油水混合液流动受阻,油井出液困难,需要停井开展去除铅垢作业,严重影响油田的生产运行。”工程院荆州项目部负责人龚兵说。
“我们一口井单井日产量在6到8吨左右,结铅垢导致停井作业井数一旦增多,对松滋地区乃至整个荆州采油厂产量任务的完成影响非常大。”龚兵说,目前,出现此类现象导致停井作业的井数,已经累计影响该区块生产井数的50%以上,成为了江汉油田荆州油区油井生产的“卡脖子”问题,引起荆州采油厂和工程院专家高度重视,决定解决该问题。
2023年,江汉油田工程院成立荆州红花套铅垢防治技术研究小组,依托专家联盟的平台,开展了《红花套结垢防治技术研究》攻关。
由于油井结铅垢现象在国内外较为罕见,专家在文献调研中仅找到少量相关论文,参考价值有限,因此,专家决定自己自主攻关,寻找解决方法。
专家首先要找到铅的来源。专家首先猜测,钻井过程中通常会使用一些含有重金属的泥浆用来压井,其中可能含铅。但带着猜测仔细查阅资料后,发现无论钻井设备工具还是入井液体,都不含铅。
第一个思路被否决后,工程院专家又将目光转向地层本身。专家利用储层的岩石矿物和地层水、原油等流体进行大量的室内实验去溯源,最后发现储层的岩石矿物和流体当中都含有铅,铅是从储层自身产生的。
专家设计实验,模拟井筒环境下铅垢形成的整个过程。专家考虑,在井筒中工作的油管、抽油杆和井筒泵等器材都含有铁,在设备上下运动摩擦当中会产生铁屑。地层水中的铅离子和铁屑等金属类物质接触,发生了氧化还原反应,出现了元素置换,铁被溶解到水里,铅从水中沉淀出来,形成铅垢。
破解了铅的成垢机理后,工程院专家思考解决铅结垢的方法,提出了“物理防预+化学防预”综合治理思路。
工程院采油气工程所副所长龚兵说,物理防预方法,就是下入内衬隔绝管柱,即在油管内壁添加一层高密度聚乙烯材质的内衬制成的油管,用来防止抽油杆与油管直接摩擦产生铁屑,造成地层水中的铅离子与铁屑发生氧化还原反应进而产生铅垢,达到从源头上减少反应源的效果;同时,配套比普通抽油泵外径更大、沉砂垢腔更大的大通道防垢泵,让产出的铅垢充分沉积在泵外腔,起到防止垢卡、垢堵的效果。
龚兵说,化学防预方法,其一就是在生产管柱的最末尾端再多添加两根生产管柱衔接在“尾巴”上,在延长的“尾巴”上安装还原性金属,井筒泵将地层油水混合液体通过井筒抽上地面时,从下向上涌动的油水混合液体中的铅离子会最先经过最下端新添加的生产管柱,和安装在上面的还原性金属发生置换反应,提前沉积在上面,避免其进入井筒后沉积在井筒中博鱼·boyu体育,堵塞井筒泵抽液通道,影响生产,这样可以有效的延长油井生产周期。
龚兵说,还有第二种化学防预方法,即研究出具有抑制铅垢成型的特殊成分的复合化学药剂博鱼·boyu体育,在井口添加该复合化学药剂,用以螯合铅离子,降低其沉垢活跃度,阻断其结垢进程,结垢量就会大幅降低,延缓结垢趋势,延长管杆寿命;同时,该复合化学药剂里含有清垢成分,能够将已经析出的铅垢溶解,而后通过螯合作用,避免溶解的铅垢重新以离子状态析出,达到清垢的目的。
工程院专家研究出“物理防预+化学防预”综合治理方法后,立刻开始应用试验。去年9月至今年5月,工程院技术团队先后模拟生产管柱、生产参数等多种因素影响参数分析数据102份,开展铅溯源微观研究实验48组、XRD组分分析18组、“岩心流动+原位X射线组次、还原金属特性筛选30余样次、药剂评选7组,获取各类突破性参数1000余组,为现场试验奠定了基础。随后,在荆州油区4口井进行了铅垢综合防治技术现场试验,其中,SH10-P17井连续生产时间已近200天,未发现结铅垢迹象,油井故障率减少,相当于大幅延长了油井生产寿命,铅垢防治技术取得初步成效。
下一步,工程院将继续对该工艺进行改进,治理更多的结铅垢井,降低油井除垢作业频次博鱼·boyu体育,保持生产运行稳定。
近年来,江汉油田江汉采油厂把环保生产理念融入生产经营的全过程,抓实“三废”治理、节能减排、工艺创新等工作,走出了一条清洁生产之路。
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