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2.06.0MPa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。吊车用于起下空心抽油杆，起重负荷8吨，最小起重高度10m。卡车装运抽油杆、酸液等设备，载重量5吨。空心抽油杆最大外径40mm，最小内径25mm，总长度1200m。高压软管连接注酸泵和酸罐等设备，最小承压10MPa。变径接头连接抽油杆与注水泵等设备，最小内径25mm。酸罐循环酸液用，最小承压10MP，容积2m3，耐酸处理，结构示意图见图1。封井器封闭抽油杆与测试阀门的环形空间，承压10MPa，结构示意图见图2。抽油杆吊卡阀门管钳耐酸盘根防酸工作服清洗剂盐酸，缓蚀剂，表面活性剂等。4 试验方案4.1 溶垢试验取油管垢样，在试验室内进行各种配方的溶垢试验，选择最佳配方。4.2 常压清洗4.2.1 目的：确定不同清洗时间的溶垢效果。4.2.2 选井：选择一口地层压力较低，关井后井口静压在2.0MPa以下，吐水量较少的待作业分层注水井，进行作业施工，起出油管，观察各段的结垢状况，再将原管柱下回井中。4.2.3 下管：在井口上座封井器，用吊车将空心抽油杆下至尾管上部1m处，放空管连至土油池，循环管连至酸池，水泥车上水带放于酸池中，关闭放空阀门，试压，检查封井器的密封性能。流程图见图3。 4.2.4 注酸：按配方配酸，打开放空阀门，启泵注酸，使返出液先放入土油池，在出口处用试纸观察酸度变化，一旦井中的酸液排出，关闭放空阀门，使酸液进入配酸池进行循环使用，注入压力控制在2.0MPa5.0MPa之间，酸液流速在5m/s左右。4.2.5 清洗：分段循环清洗30min后，停泵，上提抽油杆100m，继续进行循环清洗30min，再上提抽油杆100m清洗30min，然后将井下油管全部起出，观察每一段的清洗效果，并记录。4.3 密闭清洗4.3.1 目的：验证方案的可行性。4.3.2 选井：选择一口地层压力较高，关井后井口静压在4.05.0MPa左右的待作业分层注水井。用测试通井规通井至尾管。4.3.3 下管：在井口上座封井器，用吊车将空心抽油杆下至尾管上部1m处，放空管连至土油池，循环管连至酸池，水泥车上水带连于酸罐，关闭放空阀门，试压6.0MPa，稳压15min，检查封井器及流程各部件的密封性能。 4.3.4 在酸池内配制酸液3m3，在密闭酸罐内配制酸液2m3。4.3.5 清洗：从井口放空阀门和空心抽油管同时向井内快速注酸，注入量3m3。关闭放空阀门与空心抽油杆的连通阀，从空心抽油杆正注酸，从油管环空返排酸，注入压力控制在2.0MPa5.0MPa之间，酸液流速在5m/s左右。按“常压清洗”试验选定的清洗时间循环清洗。4.3.6 洗井：抽空酸池内的酸液后，向池内加满清水。完成循环清洗后，打开放空与土油池的连接阀门，用6m3 清水进行循环洗井，替出井内酸液。4.3.7 观察效果：对所洗井进行作业施工，起出油管，观察清洗效果。5 成本预算5.1 试验成本注酸泵（耐酸水泥车），1辆，1000元酸罐，6m3，1个，4000元酸槽，6m3，2个，500元卡车，8吨，2辆，1000元试井车，200元空心抽油杆，1200m，1000元抽油杆吊卡，1个，200元抽油杆自封，1个，200元变径接头，1个，200元阀门，2个，200元三通，1个，200元酸液及其它试剂需要购买。酸，5吨，3000元其它试剂，1000元5.2 设备投资完成试验，确定该方法可行后，需要进行一次性设备投资。酸槽，1只，6m3，1000元酸罐，承压10MPa，容积2m3，4000元封井器，1个，200元空心抽油杆，空心抽油杆防腐，8000元10000元抽油杆吊卡，2个，2000元耐酸软管，承压10MPa，50m，2000元耐酸球阀，承压10MPa，2个，2000元变径接头，2个，500元防酸工作服，2套，1000元5.3 生产成本注酸泵（耐酸水泥车），1辆，1000元卡车，8吨，2辆，1000元吊车，起重载荷8吨，1000元酸液及试剂，5吨，3000元4000元空心抽油杆，1000元人工，500元技术服务费，3000元5000元6技术经济分析6.1 分层注水井管柱除垢技术现状大庆油田分层注水井结垢现象较为普遍，90年代初开始进行不动管柱除垢试验，主要是化学除垢技术。不同的施工单位采用不同化学配方，采油六厂试验5口井，但因溶垢性差，形成的垢屑沉积到井底，无法反排，试验失败。而成功的化学除垢技术也要求所清洗的注水井具有可洗井功能，但是产生的垢屑量太多时，同样产生沉积堵塞。在机械刮削除垢方面，有文章论述过可洗井反冲洗刮削器的研究，但是不能解决射孔井段内管柱结垢问题。吉林油田试验并应用了连续空心杆驱动刮削器的方法，但对于砂埋和配水器偏孔砂埋井处理不是很好，并且未见应用效果很好的资料。6.2 经济效益分析大庆油田有限责任公司现有分层注水井10000多口，因管柱结垢作业施工井占总井数的10%左右，某些采油厂高达30%。大庆油田有限责任公司分层注水井作业施工费平均单井3.0万元，如果不动管柱除