经过多年勘探开发的油田,都会遇到油井腐蚀结垢影响油井正常生产的情况。如何有效修复油井,防腐阻垢,延长检泵周期,提高油井开井率,实现稳油增产?
华北油田通过10余年不懈攻关,在油井防腐阻垢工艺技术方面,取得较好成效。截至目前,
华北油田在420口油井实施
防腐阻垢技术,油井平均检泵周期由措施前的181天延长到834天,减少检泵作业1521井次,投入产出比高达1:5.6,经济效益显著。
在此基础上,
华北油田向地面系统扩展,现场实施5个站,实施后腐蚀速率控制在0.076毫米/年以内,穿孔率平均下降56%,碳酸盐阻垢率达95%,为油田生产提供了技术支持。
把脉油井,找到症结科学医治
华北油田30%以上的油井存在腐蚀结垢情况。这道难题影响生产,只有找到问题症结所在,方能妙手回春解决问题。
科研人员选择问题突出、腐蚀结垢严重的油井来治理,不“撒芝麻盐”,重点解决疑难杂症。科研人员发现采油四厂别古庄油田京22、京58断块5口油井由于腐蚀结垢严重影响正常生产,检泵作业频繁,检泵周期平均100天。其中,京22-5井平均检泵周期仅为67天,造成作业费用大幅增加。
于是,2000年,工程技术研究院在详细了解、系统研究基础上,成立项目组进行系统攻关研究。项目组通过现场取样、认真分析,发现腐蚀结垢原因为低pH值、游离二氧化碳及碳酸氢钠水型高矿化度引起的电化学腐蚀。为此,工程技术研究院开展针对性缓蚀剂研究。
项目组在半年时间里进行了上千样次的室内研究,发现实验过程中引入氧影响了缓蚀剂研制。之后,按照“一井一剂”原则,科研人员终于研制出了具有自主知识产权的缓蚀剂配方。
经过现场验证,取得了初步成效,别古庄油田5口腐蚀结垢严重的油井,实施后一年未因腐蚀结垢开展检泵作业。较好的治理效果让这项技术工艺有了更广阔的应用空间。这项技术又应用到其他5个油气生产单位,实施420口油井,平均检泵周期延长3.6倍。仅采油二厂油井平均延长检泵周期770天,节约作业费及更换杆管等材料费3000余万元,实现油井延年益寿。
打磨技术利器,个性化配方提效生产
“造成油井腐蚀结垢的原因非常多,一项技术工艺不可能包治百病,只有结合生产实际,不断完善技术工艺,解决不断出现的难题,才能提高油井开井率,保障平稳生产。”工程技术研究院油田化学所所长余吉良说。
为提高技术工艺适应性,技术人员的研究从未停止。他们根据现场实际不断完善技术试验方法、手段,在硬件方面建立了容量分析法、失重分析法、电化学分析法、磁感分析法;软件方面完善了应用于地面及井筒不同节点的腐蚀分析软件、结垢分析软件,为解决油田生产中腐蚀、结垢问题提供了可靠的技术手段,为持续深入研究奠定了基础。
在查找各类油井腐蚀结垢病因的过程中,研究人员自主研发了以咪唑啉衍生物为主剂的个性化新配方体系,形成了以淖尔油田为代表的防治钡、锶垢的缓蚀阻垢剂配方,以岔河集油田、车城油田为代表的防止高矿化度、低浓度二氧化碳腐蚀的缓蚀阻垢剂系列配方。系列配方产品获得发明专利授权2项,实用新型专利1项;申报受理发明专利4项,发表科技论文15篇。同时,针对传统腐蚀监测用时长、不能及时反应现场腐蚀变化的问题,建立了反应快速的腐蚀在线监测方法,形成了油井井筒铁离子与腐蚀速率之间关系的数学算法,由此利用现有单井物联网数据系统,实现区域性在线监测。
目前,技术人员通过正交试验进行缓蚀阻垢剂优化研究,形成了HZ系列缓蚀阻垢剂配方体系,基本满足了
华北油田正常生产中油井腐蚀结垢问题的化学防治需求。
一体化管理制度,推进现场实施规范化
一项技术工艺能否有效推广,现场实施是不可或缺的重要工作。科研人员在现场实施过程中,形成了研究、生产、服务一体化,厂院紧密结合的精细化管控模式,实现了整体研究、分类治理、及时监测、及时调整,现场实施工作实现制度化、规范化。
近年来,科研人员通过规范室内及现场试验记录,建立单井电子档案;加强生产厂商、工程院及采油厂之间协调沟通,形成“周碰头、月例会、季考核、年总结”工作制度;建立安全应急预案及异常情况处理方案,保障现场实施安全平稳运行。
同时,
华北油田对现场加药过程制定工作制度,加强药剂质量检验;还建立了油井腐蚀、结垢防治效果评价标准、规范技术,有效量化考核工艺实施情况,提高了应用效果。
通过实施一体化管理,责任落实到人,有效保证了治理效果,实现现场推广工作低误差、零事故,提高了油井防腐防垢管理水平。
目前,技术人员已相继开展腐蚀在线监测技术的现场实施,为数字化油田提供技术支持;继续深化注、采、输生产系统腐蚀结垢治理技术研究,为油田生产降本增效提供技术支持。随着油田注减氧空气、二氧化碳吞吐及驱油等增产技术逐步实施,技术人员开展针对这些介质对金属设备造成的腐蚀防治技术研究,形成治理对策及其配套技术。
随着技术攻关持续深入,必将提高
华北油田油井的健康指数,提升油藏稳产水平,为稳健发展夯实基础。
名词解释:
缓蚀剂:一般来说,加入少量物质就可使介质腐蚀大大减缓的物质都属于缓蚀剂。
阻垢剂:是一类化学药品的总称,通过它的加入可以防止水垢生成。阻垢作用是通过各种机理把能形成垢的阳离子(钙、铁、钡等)保持在溶液中来实现的。
检泵周期:是指施工队伍的检、换抽油泵井从开井到失效的总天数。
缓蚀率:表示腐蚀被抑制程度的百分率。
技术创新为老油田带来生机和活力
游靖(
华北油田工程技术研究院副院长、高级工程师)
可以说,技术创新是石油勘探开发取得突破的动能。
华北油田将技术创新作为发展要义,促使采油工程不断取得新成效,单井管理效果显著,为油田精细勘探、效益开发注入了活力。
随着
华北油田进入中高含水开发阶段,油井杆管腐蚀断、脱、漏等现象日益严重。据统计,
华北油田目前30%的油井存在腐蚀、结垢现象,检泵周期明显缩短,严重阻碍了老油田效益开发,影响油田稳产。
通过技术人员持续地攻关研究,科学实施
防腐阻垢技术,成为解决这一难题的有效途径。多年来,
华北油田工程技术研究院,本着“科研立项紧贴生产难题,为生产破题解困,实现提质增效”的原则,将防腐阻垢研究作为重点科研项目。科研人员通过细致研究,对出现腐蚀结垢状况的油井,进行现场水样离子监测及室内动静态腐蚀试验筛选药剂,明确了不同油井的腐蚀结垢原因及规律,为出现健康问题的油井实施个性化的设计方案。
科研人员通过筛选缓蚀剂、阻垢剂,开展药剂间配伍性试验、温度影响考察试验、动态模拟试验等,确立了油井防腐阻垢加药周期与加药量,增强了该技术的适用性,保证了防腐阻垢药剂药到病除。我们主动强化创新意识,自主研发的系列配方,应用效果明显,体系缓蚀性能提高10%,成本降低20%。
防腐阻垢技术应用到生产现场后,出现腐蚀结垢情况的单井均取得了不同程度的成效。检泵周期的延长,保证了油井健康工作,有效提高了油井开井率,大幅降低了检修泵费用,为油井平稳生产、原油稳产增产、实现老油田效益开发给予强力支撑。
通过
防腐阻垢技术工艺的成功应用和持续推广,让我们看到技术创新给老油田开发带来的生机和活力。借鉴这项技术的经验成果,
华北油田将创新思维不断注入各项技术工艺研究中,不断取得技术进步,进一步推动了油田质效双提和持续稳健向好发展。