毛建孔 鄭佳敏 呂一龍 王學(xué)工（長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

智能點(diǎn)滴加藥裝置在桐川作業(yè)區(qū)的應(yīng)用

毛建孔 鄭佳敏 呂一龍 王學(xué)工（長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

目前化學(xué)藥劑防垢技術(shù)是井筒防垢治理的主要手段和主體工藝，如何實(shí)現(xiàn)藥劑更加科學(xué)合理、便捷的投加成為該項(xiàng)工藝的關(guān)鍵。對(duì)于結(jié)垢油井投加阻垢劑目前主要采用下入固體防垢器和套管環(huán)空加阻垢劑兩種方法。本文結(jié)合實(shí)際情況針對(duì)以上兩種油井投加阻垢劑工藝特點(diǎn)和存在的問(wèn)題對(duì)比智能點(diǎn)滴加藥工藝的性能特點(diǎn)，對(duì)智能點(diǎn)滴加藥裝置在桐川采油作業(yè)區(qū)應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

固體防垢器；油套環(huán)空；智能點(diǎn)滴加藥

1 桐川作業(yè)區(qū)結(jié)垢機(jī)理

隨著開(kāi)發(fā)區(qū)塊綜合含水上升，油井井筒呈現(xiàn)不同程度結(jié)垢腐蝕。注水油藏的注入水與地層水不配伍、多層開(kāi)發(fā)區(qū)塊層間地層水不配伍是導(dǎo)致井筒結(jié)垢的主要原因。

桐川采油作業(yè)區(qū)主要開(kāi)采長(zhǎng)3、長(zhǎng)8.延10、延9、延4+5幾個(gè)層位，儲(chǔ)層水水型主要以CaCl2、Na2SO4、NaHCO3為主。

（1）多層開(kāi)發(fā)區(qū)塊地層水不配伍 不同地層水混合后，結(jié)垢因子主要是Ca2+、Mg2+和CO2-3、SO2-4。水中陽(yáng)離子化合物結(jié)合順序是Ca2+優(yōu)先,Mg2+次之,Na+最后。陰離子的結(jié)合順序HCO-3優(yōu)先,SO2-4次之,Cl-最后。次序如下:

①HCO-3和Ca2+首先結(jié)合成化合物Ca(HCO3)2,若仍有剩余才與Mg2+結(jié)合成Mg(HCO3)2。當(dāng)pH≥7時(shí),Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2將不斷水解生成CaCO3↓和MgCO3↓,在井內(nèi)油管內(nèi)沉淀結(jié)垢。

②如果Ca2+或Mg2+與HCO-3結(jié)合成化合物后仍有剩余時(shí),則Ca2+首先與SO2-4結(jié)合成CaSO4↓,其次Mg2+與SO2-4結(jié)合成MgSO4↓。由于硫酸鹽溶解度

隨溫度的升高而降低,因此主要在井下泵口位置結(jié)垢比較嚴(yán)重。（2）由于壓力、溫度等地下條件變化導(dǎo)致井筒結(jié)垢 同種水型從地下到地面的過(guò)程當(dāng)中溫度、壓力等熱力學(xué)條件的改變導(dǎo)致水中離子平衡狀態(tài)改變,成垢組分溶解度降低，從而析出結(jié)晶沉淀，表面接觸時(shí)間越長(zhǎng)沉淀越容易附著在管道等設(shè)備形成垢物。同種條件下MgSO4的溶解度是CaCO3的5倍，在溫度、壓力等條件改變的過(guò)程當(dāng)中，MgSO4的析出的量總比Ca?CO3多。其中過(guò)飽和度是結(jié)垢的首要條件。

由于Ca2+優(yōu)先析出，MgSO4的溶解度遠(yuǎn)大于CaCO3的溶解度，所以井筒結(jié)垢以碳酸鈣垢為主。

（3）注入水與地層水不配伍 桐川采油作業(yè)區(qū)油田水源井取水層位基本為洛河層，水型為Na2SO4和NaHCO3，鎮(zhèn)原油田延10儲(chǔ)層水型為Na2SO4、NaHCO3和CaCl2，長(zhǎng)3儲(chǔ)層和長(zhǎng)8儲(chǔ)層地層水水型為CaCl2。注入水與地層水配伍性較差，易形成BaSO4，CaCO3垢。

2 智能點(diǎn)滴加藥裝置

智能點(diǎn)滴加藥裝置通過(guò)電子智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下化學(xué)藥劑定時(shí)、定量、連續(xù)投加，每日加藥量可控。儲(chǔ)藥管中的藥品在重力作用下進(jìn)入加藥控制系統(tǒng)，芯片根據(jù)地面預(yù)設(shè)的加藥制度，定時(shí)的向電機(jī)發(fā)送動(dòng)作指令，電機(jī)帶動(dòng)軸承桿、磨輪閘閥做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中磨輪閘閥開(kāi)啟，化學(xué)藥劑通過(guò)磨輪的限流，被定量的擠入井筒起到防垢的作用。

圖1 點(diǎn)滴加藥裝置結(jié)構(gòu)

（1）針對(duì)機(jī)械式井下點(diǎn)滴加藥器不能控制加藥流速,無(wú)法實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量投加的問(wèn)題,形成了通過(guò)地面預(yù)設(shè)每天的加藥量(開(kāi)啟、動(dòng)作次數(shù)),利用電子智能控制技術(shù),按照每日預(yù)設(shè)的加藥量,控制井下微電機(jī)的動(dòng)作次數(shù)和加藥閘閥的開(kāi)啟關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)藥劑在井下定時(shí)、定量投加。

（2）智能點(diǎn)滴加藥裝置同樣適用隔采油井，解決了隔采油井套管環(huán)空無(wú)法投加阻垢劑的問(wèn)題。

（3）根據(jù)鎮(zhèn)35-27井的使用情況，智能點(diǎn)滴加藥工藝可以延長(zhǎng)檢泵周期186天。

3 應(yīng)用情況

2010年8月下旬，結(jié)合檢泵作業(yè)，鎮(zhèn)35-27井配套井下點(diǎn)滴加藥裝置1套。2011年10月18日檢泵作業(yè)起出后油井井筒結(jié)垢輕微，檢泵周期由238天上升為424天，作用顯著。鎮(zhèn)35-27井使用井下點(diǎn)滴加藥裝置前，游動(dòng)反爾受結(jié)垢影響，漏失較嚴(yán)重，使用井下點(diǎn)滴加藥裝置后，功圖顯示良好，無(wú)漏失現(xiàn)象。

2011年除鎮(zhèn)35-27井下入智能點(diǎn)滴加藥裝置外，桐29-28井和桐30-331井各下入一套智能點(diǎn)滴加藥裝置，目前油井生產(chǎn)正常。

[1]唐凡等.油井自動(dòng)點(diǎn)滴加藥裝置研制與應(yīng)用[M].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2012(3).

[2]車(chē)井田.點(diǎn)滴加藥裝置在稠油井上的應(yīng)用.[M].中國(guó)石油化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014(1).