探討氣井井筒結(jié)垢機(jī)理及除垢技術(shù)

崔振 袁浩博

摘 ?要：隨著蘇里格氣田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，部分氣井表現(xiàn)出不同程度的井筒結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致井筒壓降損失增大，嚴(yán)重影響氣井自主攜液生產(chǎn)及產(chǎn)能發(fā)揮、常規(guī)測(cè)試作業(yè)的正常開展。通過對(duì)井筒結(jié)垢物質(zhì)分析，我們發(fā)現(xiàn)蘇里格氣田氣井井筒結(jié)垢受井筒腐蝕產(chǎn)物、高礦化度地層水結(jié)晶及緩蝕劑吹脫殘余重質(zhì)組分等多因素影響。結(jié)合結(jié)垢機(jī)理，我們提出除垢措施，并進(jìn)一步優(yōu)化除垢劑。從而解決井筒結(jié)垢問題。

關(guān)鍵詞：蘇里格氣田 氣井結(jié)垢 井筒除垢 緩蝕劑

前言

隨著氣井的不斷開發(fā)，采氣措施不斷增多，地層產(chǎn)液及各類措施進(jìn)入氣井的化學(xué)物質(zhì)中含有多種成垢離子、有機(jī)質(zhì)、懸浮雜質(zhì)、細(xì)菌等易于成垢的組分，導(dǎo)致井筒和地層出現(xiàn)了結(jié)垢堵塞現(xiàn)象，降低了地層滲透率，堵塞了天然氣采出通道，影響氣井正常生產(chǎn)以及產(chǎn)能發(fā)揮。

通過對(duì)目前氣井生產(chǎn)情況的分析，針對(duì)產(chǎn)量突降的問題，對(duì)選取的氣井進(jìn)行井筒除垢挖潛作業(yè)，清除井筒及近井地帶儲(chǔ)層堵塞物，恢復(fù)氣井產(chǎn)能，保證各類作業(yè)的順利進(jìn)行，達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。

1 ?井筒結(jié)垢機(jī)理

氣井產(chǎn)出流體中含高礦化度水、硫化氫、二氧化碳等腐蝕性介質(zhì)，形成了一種復(fù)合腐蝕環(huán)境，造成井筒腐蝕結(jié)垢，形成無機(jī)堵塞;生產(chǎn)過程中加注緩蝕劑起膠結(jié)作用，形成有機(jī)無機(jī)堵塞。壓裂液殘夜在井筒高溫下裂解，粘度增加或者其有效成分發(fā)生降解、失效，形成不溶性殘?jiān)?，粘結(jié)沉積物，堵塞油管及儲(chǔ)層滲流通道，形成有機(jī)及無機(jī)堵塞。

1.1緩蝕劑殘留物

緩蝕劑進(jìn)入井筒后，吸附在套管和油管管壁，降低酸性氣體和液體對(duì)管串的腐蝕。但緩蝕劑中易揮發(fā)的煤柴油組分在高溫條件下?lián)]發(fā)后，殘留的高餾點(diǎn)組分酰胺化合物是一種流動(dòng)性極差、黑色的粘性物質(zhì)，附著在管壁上，由于具有親油不溶于水的特性，不易被攜帶出地面，極易將井下的腐蝕產(chǎn)物、巖屑、砂礫等粘附和包裹，從而在井下形成粘性堵塞物。

1.2 Ca、Mg沉淀物

氣井產(chǎn)出流體中含鈣、鎂等離子、二氧化碳等腐蝕性介質(zhì)，形成了一種復(fù)合腐蝕環(huán)境，造成井筒腐蝕、結(jié)垢，形成無機(jī)堵塞。

1.3起泡劑反應(yīng)物

長(zhǎng)期加入起泡劑，起泡劑與地層水中鈣鎂粒子生成不溶于水的粘稠物堵塞井筒。

1.4水合物堵塞

氣井在鉆井、完井過程中未排盡的污物開井時(shí)隨氣流被帶出粘附著在油管內(nèi)壁，產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，使氣流發(fā)生壓降和溫度變化，一旦氣流到達(dá)井筒上部時(shí)的溫度低于水合物和單質(zhì)硫形成的臨界條件時(shí)，就會(huì)有大量水合物和硫聚集在井筒內(nèi)形成堵塞。

2 ?井筒防垢除垢技術(shù)研究

2.1防垢技術(shù)分析

2.1.1防垢劑

目前鹽垢的主要成分是碳酸鈣和硫酸鈣，堿性環(huán)境有利于鈣鹽的生成，而酸性環(huán)境則對(duì)其具有一定的抑制作用。氣井正常生產(chǎn)時(shí)井筒呈若堿性，因此，通過改變井筒環(huán)境，可以達(dá)到抑制鈣垢生成的目的。

2.1.2清水預(yù)處理

目前的水質(zhì)處理技術(shù)主要有兩種方式，一是通過化學(xué)手段，采用在水中添加化學(xué)藥品的方式凈化水質(zhì);二是采用專門的水質(zhì)凈化設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)處理。為了選擇合適的水質(zhì)處理方式，對(duì)這兩種方法進(jìn)行了試驗(yàn)分析。

（1）水質(zhì)處理劑

通過試驗(yàn)表明，水質(zhì)處理劑能與清水中的鈣、鎂等易結(jié)垢的離子進(jìn)行反應(yīng)，生成沉淀物析出，但是其反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。從室內(nèi)試驗(yàn)情況可以看出，水質(zhì)處理劑能夠滿足凈化水質(zhì)的基本要求。采用在洗鹽水中添加水質(zhì)處理劑的方式進(jìn)行預(yù)處理， 使清水中的鈣、鎂等離子產(chǎn)生沉淀析出。

（2）水質(zhì)處理器

該方法是采用軟化水處理設(shè)備，除去水中的各種離子，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。該設(shè)備采用全自動(dòng)控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)全天連續(xù)工作，不需進(jìn)行凈水儲(chǔ)蓄，隨時(shí)需要隨時(shí)凈化。

2.2除垢技術(shù)分析

（1）從源頭入手，降低鈣垢的形成概率

由于清水能加速鈣垢的產(chǎn)生，在水量較大的站安裝一套水質(zhì)處理器，對(duì)清水進(jìn)行預(yù)處理，改變清水水型，清水進(jìn)行凈化后其離子濃度能夠降低98%，降低了鈣垢形成的概率。

（2）從井底入手，破壞鈣垢的形成環(huán)境

由于除垢劑在水中溶解后溶液呈酸性，PH值可以達(dá)到1-2之間，在強(qiáng)酸性環(huán)境中，鈣垢難于產(chǎn)生。因此，對(duì)以前檢管發(fā)現(xiàn)的結(jié)垢井定期加入除垢劑，使井底保持酸性環(huán)境，阻止了鈣垢的形成。

（3）從井筒入手，改善井筒的堵塞情況

目前已經(jīng)有部分氣井存在油管結(jié)垢遇阻的情況，為了改善井筒堵塞情況，采用從油管注入高效除垢劑，溶解油管內(nèi)的部分鈣垢，疏通氣流通道，達(dá)到增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。

3 ?現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

對(duì)蘇X區(qū)塊的五口氣井開展了井筒除垢施工作業(yè)。

3.1、蘇X-1-1井實(shí)施效果

該井措施前核產(chǎn)氣量0.2萬方/天，油壓2.6Mpa，套壓12.1Mpa。根據(jù)歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產(chǎn)氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產(chǎn)氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產(chǎn)情況：

蘇X-1-1井累計(jì)凈增產(chǎn)氣量112.18萬方，日均凈增產(chǎn)氣量1.65萬方/天，且持續(xù)增產(chǎn)。

3.2、蘇X-2井實(shí)施效果

該井措施前核產(chǎn)氣量0.1萬方/天，油壓3.01Mpa，套壓8.72Mpa。根據(jù)歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產(chǎn)氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產(chǎn)氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產(chǎn)情況：

蘇X-2井累計(jì)凈增產(chǎn)氣量80.5711萬方，日均凈增產(chǎn)氣量1.56萬方/天。該井措施取得良好增產(chǎn)效果，且持續(xù)增產(chǎn)。

3.3、蘇X-21-3井實(shí)施效果

該井措施前核產(chǎn)氣量0.12萬方/天，油壓2.95Mpa，套壓8.35Mpa。根據(jù)歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產(chǎn)氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞，也有井筒積液水淹造成產(chǎn)氣量下降的可能。

采取除垢措施后生產(chǎn)情況：

蘇X-21-3井累計(jì)凈增產(chǎn)氣量80.6657萬方，日均凈增產(chǎn)氣量0.9205萬方/天。該井措施取得良好增產(chǎn)效果，且持續(xù)增產(chǎn)。

3.4、蘇X-5-4井實(shí)施效果

該井措施前核產(chǎn)氣量0.3萬方/天，油壓2.9Mpa，套壓7.4Mpa。根據(jù)歷史采氣曲線及氣井資料分析判斷，造成日產(chǎn)氣量下降的原因可能是由于地層及井筒堵塞。

采取除垢措施后生產(chǎn)情況：

蘇X-5-4井凈增產(chǎn)氣量20.1728萬方，日均凈增產(chǎn)氣量0.5507萬方/天。該井措施后前40天取得良好增產(chǎn)效果，后期增產(chǎn)效果逐漸降低。

結(jié)論及建議

井筒除垢可有效解除井筒堵塞現(xiàn)象，同時(shí)可清除了近井井底堵塞，不同程度地改善了氣井的生產(chǎn)情況。通過進(jìn)一步加注解水鎖劑和泡排劑的工藝措施，充分改善地層生產(chǎn)條件，改善了各井生產(chǎn)狀況，達(dá)到了穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目的。防治結(jié)合的方式能有效解決氣井結(jié)垢的影響。

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