地面工程摻水管線結(jié)垢與治理的調(diào)研

王麗華

摘要：我單位的高含蠟油井摻水干線幾乎被垢堵死，管損達(dá)1.5MPa，嚴(yán)重影響了地面摻水。地面摻水管線結(jié)垢堵塞將導(dǎo)致地面管輸流程摻不進水，摻水管線清洗頻繁，增加施工成本，也間接影響了油井的產(chǎn)量。為此，需要對摻水管線進行結(jié)垢治理的調(diào)研與處理。

關(guān)鍵詞：地面工程 摻水管線 結(jié)垢與治理

眾所周知，隨著冬季溫度的下降，油井地面管輸問題將更加嚴(yán)峻緊迫，有導(dǎo)致油井停產(chǎn)的危險，這嚴(yán)重影響了油氣田的正常開采，給油氣田的開發(fā)造成了極大的經(jīng)濟損失。

一、地面工程摻水管線結(jié)垢影響因素分析

1.各采出水處理站水質(zhì)調(diào)研及結(jié)垢趨勢預(yù)測

針對我單位各采出水處理站的采出水取樣，開展水質(zhì)分析數(shù)據(jù)調(diào)研及結(jié)垢趨勢預(yù)測。我單位回注水鈣鎂離子含量較高，室內(nèi)結(jié)垢趨勢預(yù)測，當(dāng)溫度超過50℃時有嚴(yán)重結(jié)垢趨勢，但現(xiàn)場摻水溫度一般在40℃左右，結(jié)垢趨勢輕微，地面摻水管線結(jié)垢與回注水水質(zhì)、溫度關(guān)系不大。

2.三嗪類脫硫劑性質(zhì)調(diào)研分析

三嗪脫硫劑是在環(huán)己烷或苯環(huán)的基礎(chǔ)上，用氮原子進行取代，形成的1，3，5位為氮原子的六元環(huán)化合物，脫硫效率可達(dá)70%-100%（視反應(yīng)條件）。其存在主要問題如下：①不穩(wěn)定，低pH值易發(fā)生水解，特別是溫度高時穩(wěn)定性差。②pH值偏高，與采出液配伍性差，會造成碳酸鹽垢沉積或原油乳化加重。③反應(yīng)產(chǎn)生水溶性副產(chǎn)物，可能產(chǎn)生無定形晶體，產(chǎn)物也呈堿性，飽和后與碳酸鹽垢聚積。④三嗪種類較多，生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物也不同，脫硫效率、適應(yīng)性差異大。

3.我單位摻水結(jié)垢評價

對我單位回注水進行結(jié)垢分析，現(xiàn)場防蠟劑、脫硫劑配伍性及溶解性均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，防蠟劑不是導(dǎo)致地面摻水管線結(jié)垢的原因。我單位回注水結(jié)垢率均較高，其中脫硫劑對結(jié)垢有一定促進作用。我單位回注水含有藥劑味，估計管線內(nèi)殘余藥劑，會對實驗結(jié)果有影響，根據(jù)我單位回注水處理站采出水分析結(jié)果配制模擬水進行結(jié)垢評價實驗。

二、地面工程摻水管線結(jié)垢問題治理對策

1脫硫劑配方及加藥工程工藝優(yōu)化

目前針對三嗪類進行合成優(yōu)化，將三嗪類與鐵銨鹽類脫硫劑進行復(fù)配優(yōu)選。通過控制合成參數(shù)，提高脫硫劑的穩(wěn)定性、選擇性和脫硫率;通過羥乙基均三嗪與鐵銨鹽類脫硫劑的復(fù)配，提高反應(yīng)速度，減少與碳酸鹽聚積，同時對溶劑進行優(yōu)化，提高脫硫劑的擴散能力和穩(wěn)定性，最終得到優(yōu)化后的3#高效脫硫劑。

經(jīng)室內(nèi)評價，室內(nèi)復(fù)配脫硫劑對結(jié)垢影響小，但長期應(yīng)用或藥量大，仍對結(jié)垢有促進作用。建議在我單位等結(jié)垢趨勢嚴(yán)重的區(qū)塊，采用復(fù)配的三嗪類脫硫劑，降低結(jié)垢趨勢，但脫硫效率有一定影響。

將以前的中轉(zhuǎn)站單點加藥進行優(yōu)化，改為只加防蠟劑;而將脫硫劑后移至井口套管投加，將之前的“單點加藥”優(yōu)化為“多點加藥”。從源頭治理硫化氫。在井口安裝加藥機采用套管連續(xù)滴加的加藥方式，既能保持采出液中藥劑濃度，又不影響油井正常生產(chǎn)。密閉加藥裝置由藥劑儲存罐和自動加藥泵兩部分構(gòu)成，通過管線與油井套管相連接，實現(xiàn)自動加藥。

2.生物脫硫工程工藝技術(shù)探索

針對我單位高礦化度采出液，通過開展微生物脫硫相關(guān)室內(nèi)評價實驗，調(diào)研生物脫硫技術(shù)在該區(qū)塊油井實施的可行性。通過微生物調(diào)控技術(shù)，抑制SRB菌代謝產(chǎn)生硫化氫;而針對系統(tǒng)內(nèi)已生成硫化氫，進行微生物脫硫，具有耐溫，適應(yīng)性廣泛的優(yōu)點。

現(xiàn)場采出水做結(jié)垢趨勢評價實驗，結(jié)果表明脫硫菌劑和抑制劑的組合結(jié)垢率僅有1.5%左右，對結(jié)垢影響較小，長期應(yīng)用對結(jié)垢無影響，現(xiàn)場采出液做掛片腐蝕評價，平均腐蝕速率均達(dá)標(biāo)（≤0.076mm/年），截至目前，地面摻水管線已經(jīng)正常生產(chǎn)7.5個月未見結(jié)垢，高含蠟油井正常生產(chǎn)，這也為相關(guān)類似的區(qū)塊開發(fā)管理提供了參考和決策依據(jù)。

三、地面工程摻水管線結(jié)垢問題小結(jié)

通過層層深挖，找到了影響地面工程摻水管線結(jié)垢的主要原因。調(diào)研結(jié)果顯示：我單位回注水鈣鎂離子含量較高，但現(xiàn)場摻水溫度一般在40℃左右，結(jié)垢趨勢輕微，結(jié)垢與回注水水質(zhì)、溫度關(guān)系不大;現(xiàn)場防蠟劑、脫硫劑配伍性及溶解性均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而摻水管線里投加的三嗪類脫硫劑呈較高的堿性，促進結(jié)垢形成碳酸鹽垢。另外三嗪類脫硫劑反應(yīng)產(chǎn)生水溶性副產(chǎn)物，可能產(chǎn)生無定形晶體，產(chǎn)物也呈堿性，飽和后與碳酸鹽垢聚積。

摻水管線結(jié)垢的原因找到后，同時提出了針對性的治理對策，并相繼投入實施。例如，在區(qū)塊投加復(fù)配優(yōu)化的三嗪類脫硫劑，同時對現(xiàn)場加藥工藝進行調(diào)整優(yōu)化降低結(jié)垢趨勢。從系統(tǒng)整體來看，長期應(yīng)用或藥量大，對結(jié)垢仍有促進作用?？紤]到區(qū)塊硫化氫成因中SRB菌代謝作用占的權(quán)重較大，對區(qū)塊進行生物法脫硫治理硫化氫，微生物脫硫效果顯著，兩口試驗井硫化氫濃度均降至10ppm以內(nèi)?，F(xiàn)場采出水做結(jié)垢趨勢評價實驗，結(jié)果表明脫硫菌劑和抑制劑的組合對結(jié)垢影響較小，長期應(yīng)用對結(jié)垢無影響，現(xiàn)場采出液做掛片腐蝕評價，平均腐蝕速率均達(dá)標(biāo)（≤0.076mm/年），截至目前，地面摻水管線已經(jīng)正常生產(chǎn)7.5個月，徹底解決了地面摻水管線結(jié)垢的問題。

四、幾點啟示

啟示一：通過深入細(xì)致、全面的分析明確地面工程摻水管線結(jié)垢的原因，提出針對性的治理對策。

本次調(diào)研歷時2年，利用“循序漸進”的方法對地面摻水管線結(jié)垢的原因進行梳理分析，通過對回注水水質(zhì)、投加藥劑、摻水溫度、現(xiàn)場管理等因素深入細(xì)致、全面地分析調(diào)研，明確了現(xiàn)場摻水管線內(nèi)投加的三嗪類脫硫劑是促進摻水管線結(jié)垢的關(guān)鍵原因。在解決現(xiàn)場問題的時候，應(yīng)該深入細(xì)致、全面分析查找問題的原因，從而提出精準(zhǔn)的治理對策。

啟示二：多措并舉，發(fā)散性思維，采用多種工程工藝進行嘗試探索治理摻水管線結(jié)垢。

在區(qū)塊投加復(fù)配優(yōu)化的三嗪類脫硫劑，同時對現(xiàn)場加藥工藝進行調(diào)整優(yōu)化降低結(jié)垢趨勢。從系統(tǒng)整體來看，長期應(yīng)用或藥量大，對結(jié)垢仍有促進作用。問題未得到徹底解決，多措并舉，采用發(fā)散性思維，不局限于傳統(tǒng)投加脫硫劑的化學(xué)法脫硫，考慮到我單位硫化氫成因中SRB菌代謝作用占的權(quán)重較大，對區(qū)塊進行生物法脫硫治理硫化氫，微生物脫硫效果顯著，兩口試驗井硫化氫濃度均降至10ppm以內(nèi)。在治理硫化氫達(dá)標(biāo)的前提下，徹底解決了區(qū)塊地面摻水管線結(jié)垢的問題，保證了油井的正常生產(chǎn)，同時也為其他類似區(qū)塊的開發(fā)管理提供了參考和決策依據(jù)。