CN104343428B - 一种注水井地层结垢验证方法 - Google Patents
一种注水井地层结垢验证方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种注水井地层结垢验证方法，包括：步骤1，判断注水井地层是否结垢堵塞，如果是，执行步骤2，如果否，结束验证；步骤2，向所述注水井中加注不同种类的清垢溶液，并监控所述注水井的注水参数变化情况，根据所述注水参数变化情况，判断所述注水井地层的结垢类型。本发明实施例首先判断注水井地层是否结垢堵塞，然后向注水井中加注不同种类的清垢溶液，通过注水参数变化情况，从而及时有效的判断其结垢类型，使得针对此类型的结垢及时准确的采取相应清垢措施，大大增加了增注措施的成功率，可节省现场验证施工时间且提高效率，施工作业及时有效，降低了生产成本的同时，也能够及时有效的清除结垢。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发领域，特别涉及一种注水井地层结垢验证方法。
背景技术
当前石油开发过程中，注水开发是目前保持地层压力和提高采收率的主要手段之一，已经被国内外广泛采用，我国大部分油田也都采用注水开发的方式。然而我国的油田注水开发过程中存在许多亟待解决的问题，注水井地层结垢就是其中常见的问题之一。
在油田注水过程中，由于注水井地层中的水含钡、锶和钙离子，注入水中含硫酸根或碳酸氢根离子，二者在注水井地层中混合生成难溶硫酸钡锶垢和硫酸钙垢容易对地层堵塞，导致注水井压力升高、注不进或注不够。现有技术进行清垢解堵一般采用酸化、压裂等增注措施，但缺少在采取清垢解堵措施前结垢类型的验证阶段，不能及时有效确定产生堵塞的原因，盲目施工，从而带来诸多负面影响。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术缺少结垢类型的验证阶段，对于注水井地层结垢类型无法及时有效做出现场判断，导致不能及时准确且有针对性的采取清垢措施，导致清垢针对性、准确性差，而且盲目清垢造成增注措施成功率低，形成施工无效作业，造成成本浪费的同时，也不能及时有效的清除结垢。
发明内容
为了解决现有技术对于结垢类型无法及时有效做出现场判断的问题，本发明实施例提供了一种注水井地层结垢验证方法。所述技术方案如下：
一种注水井地层结垢验证方法，所述注水井地层结垢验证方法包括：
步骤1，判断注水井地层是否结垢堵塞，如果是，执行步骤2，如果否，结束验证；
步骤2，向所述注水井中加注不同种类的清垢溶液，并监控所述注水井的注水参数变化情况，根据所述注水参数变化情况，判断所述注水井地层的结垢类型。
作为优选，所述步骤1具体包括：
步骤11，检测所述注水井的注水压力和注水流量；
步骤12，分别比较所述注水压力与正常压力值、所述注水流量与正常流量值，如果所述注水压力大于所述正常压力值，且所述注水流量小于正常流量值，则判定所述注水井地层结垢堵塞，如果相反，结束验证。
作为优选，所述清垢溶液通过清垢剂配制而成，所述清垢剂为碳酸钙清垢剂、硫酸钙清垢剂或硫酸钡锶清垢剂。
作为优选，所述步骤2具体包括：
步骤22，根据所述注水井的当前注水流量，利用所述清垢剂配制多种所述清垢溶液；
步骤23，向所述注水井地层挤注所述碳酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为碳酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤24；
步骤24，向所述注水井地层挤注所述硫酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤25；
步骤25，向所述注水井地层挤注所述硫酸钡锶清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钡锶结垢。
进一步地，所述步骤2还包括位于所述步骤22之前的步骤21：
步骤21，分析所述注水井中的水质及向所述注水井注入的水的水质，如果确定所述注水井中的水及向所述注水井注入的水含有能够形成所述结垢的离子，则执行步骤22，如果确定不含有所述离子，则结束验证。
作为优选，所述清垢溶液的浓度为8～15％。
进一步地，注入所述注水井地层的各种所述清垢溶液均为1-20m3。
作为优选，所述碳酸钙清垢剂采用酸，所述硫酸钙清垢剂采用氨基羧酸类螯合剂，所述硫酸钡锶清垢剂采用多氨羧酸类螯合剂。
作为优选，所述清垢溶液通过高压计量泵注入所述注水井地层。
进一步地，所述高压计量泵耐压30MPa、流量范围0.3～2m3/d、精度为0.1L/h。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例首先判断注水井地层是否结垢堵塞，然后向注水井中加注不同种类的清垢溶液，通过注水参数变化情况，从而及时有效的判断其结垢类型，使得针对此类型的结垢及时准确的采取相应清垢措施，大大增加了增注措施的成功率，可节省现场验证施工时间且提高效率，施工作业及时有效，降低了生产成本的同时，也能够及时有效的清除结垢。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的注水井地层结垢验证方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种注水井地层结垢验证方法，所述注水井地层结垢验证方法包括：
步骤1，判断注水井地层是否结垢堵塞，如果是，执行步骤2，如果否，结束验证；
步骤2，向所述注水井中加注不同种类的清垢溶液，并监控所述注水井的注水参数变化情况，根据所述注水参数变化情况，判断所述注水井地层的结垢类型。
其中，本发明原理在于，当注水井地层发生堵塞，实际注水流量呈现大幅下降，但仍有一定注入量，在注水井井口，向注水井中挤注一定浓度的清垢溶液，随注水进入地层深部与地层中的垢进行螯合反应，将垢晶体溶解生成螯合离子溶于水中，解除固体颗粒对地层孔喉堵塞、改善渗流状况，使得注水井井口注水压力下降、注水流量上升时，表明清垢溶液与注水井地层结垢类型相适应，根据清垢溶液类型对应判断注水井地层结垢类型。
本发明实施例首先判断注水井地层是否结垢堵塞，然后向注水井中加注不同种类的清垢溶液，将注水井地层结垢类型和清垢溶液一一对应，通过注水参数变化情况，从而通过挤注的清垢溶液及时有效的判断其结垢类型，使得针对此类型的结垢及时准确的采取相应清垢措施，避免大型措施无效施工作业，大大增加了增注措施的成功率，可节省现场验证施工时间且提高效率，施工作业及时有效，降低了生产成本的同时，也及时有效的清除结垢。另外，在实施水质改性工程前确定其工艺的可行性，例如膜处理或化学处理，避免无效投资。本发明还可以对实验室内新研制的钡锶清垢剂，进行现场试验清垢效果，提供了现场实验数据，完善和补充了室内清垢效率评价的手段。
具体地，作为优选，所述步骤1具体包括：
步骤11，检测所述注水井的注水压力和注水流量；
步骤12，分别比较所述注水压力与正常压力值、所述注水流量与正常流量值，如果所述注水压力大于所述正常压力值，且所述注水流量小于正常流量值，则判定所述注水井地层结垢堵塞，如果相反，结束验证。
作为优选，所述清垢溶液通过清垢剂配制而成，所述清垢剂为碳酸钙清垢剂、硫酸钙清垢剂或硫酸钡锶清垢剂。
作为优选，所述步骤2具体包括：
步骤22，根据所述注水井的当前注水流量，利用所述清垢剂配制多种所述清垢溶液；
步骤23，向所述注水井地层挤注所述碳酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为碳酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤24；
步骤24，向所述注水井地层挤注所述硫酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤25；
步骤25，向所述注水井地层挤注所述硫酸钡锶清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钡锶结垢。
进一步地，所述步骤2还包括位于所述步骤22之前的步骤21：
步骤21，分析所述注水井中的水质及向所述注水井注入的水的水质，如果确定所述注水井中的水及向所述注水井注入的水含有能够形成所述结垢的离子，则执行步骤22，如果确定不含有所述离子，则结束验证。
其中，对注水井中的水质及向所述注水井注入的水的水质进行分析，如果可以确定出两种水中含有能够反应生成结垢的离子，即进行下一步具体结垢验证，然后注入对应的清垢剂进行清垢处理；如果通过分析得出，上述两种水中不含有能够形成结垢的相应离子，即该注水井并不具有产生结垢的条件，所以结束验证。
作为优选，所述清垢溶液的浓度为8～15％。
进一步地，注入所述注水井地层的各种所述清垢溶液均为1-20m3。
进一步地，所述碳酸钙清垢剂采用酸，所述硫酸钙清垢剂采用氨基羧酸类螯合剂，所述硫酸钡锶清垢剂采用多氨羧酸类螯合剂。其中，碳酸钙清垢剂主要为盐酸、甲酸、乙酸溶液，优选8～15％稀盐酸溶液；硫酸钙清垢剂主要为氨基羧酸类螯合剂，如乙二胺四乙酸钠、氮川三乙酸钠、氨基亚甲基膦酸溶液，优选8～15％稀乙二胺四乙酸钠溶液；硫酸钡锶清垢剂主要为多氨羧酸类螯合剂，如二乙烯三胺五乙酸钠、二乙烯三胺五乙酸钾溶液，优选8～15％稀二乙烯三胺五乙酸钾溶液。
作为优选，所述清垢溶液通过高压计量泵注入所述注水井地层。
进一步地，所述高压计量泵耐压30MPa、流量范围0.3～2m3/d、精度为0.1L/h。其中，一般利用高压计量泵将清垢剂溶液按照一定的顺序挤注到注水井地层中，反应36小时后监测注水压力和注水流量的变化。
在明确地层水和注入水的水质条件下，验证步骤可以直接选择注入对应的清垢剂进行验证，可节省现场验证施工时间和提高效率，如某区块地层水含钙离子，而注入水含硫酸根离子，这种情况则选择挤注硫酸钙清垢剂，无需进行碳酸钙垢型验证，对于硫酸钡锶垢型依次类推，无需进行前面两种垢型的验证。本方法对于地层结垢严重，导致注水压力升高、注水井井数多的开发区块，可以先进行部分井现场验证试验，验证结垢类型及清垢药剂选择的有效性，为地层清垢增注措施提供依据。
本发明实施例中，首先根据阀组间至注水井井口的管线走向及周围环境条件、确定本发明的安装位置，然后根据高压欠注井的日注水现状，按照清垢剂浓度8－10％设计调节加药装置高精度计量泵的挤注流量，开始挤注到注水井中，记录注水井流量及注水压力变化情况，一旦注水压力下降和注水流量增加时，根据加注清垢剂的类型判断结垢类型。
本发明实施例中，某区块采用注水开发高压欠注井约占总注水井15％左右，该区块由于地层堵塞原因复杂、影响因素众多，在进行措施增注时存在选井选层难度大、针对性差，因此造成了增注措施成功率低为40－50％，单井措施费20－30万元/口左右，如果在措施选择上不恰当将造成巨大成本浪费。利用本发明的注水井地层结垢验证方法确定地层是否为结垢堵塞、何种垢型堵塞，还是由于地层其它因素导致的，这样在增注措施时可以选择具有针对性增注技术，提供措施成功率至85％节约大量措施无效所耗费的成本。
某井实施复合射孔加爆燃压裂投注，油压15.0MPa、配注20m3、日注20m3，注水3个月后注水压力开始上升、注水量逐渐下降，6个月后注水压力上升至17.5MPa、实注5～6m3。根据水质分析资料和配伍性结果，怀疑该井地层结垢堵塞，开展了现场验证试验进一步确定地层是否结垢和结垢类型。根据本发明的实施步骤，首先挤注碳酸盐清垢剂1.5m3，未见到压力下降和流量上升；第二步挤注硫酸钙清垢剂1.5m3，未见到压力下降和流量上升；第三步挤注硫酸钡锶清清垢剂1.5m3，注水压力下降1.7MPa，瞬时流量由0.25m3/h变为0.83m3/h，折合日注20m3，达到配注，表明该井挤注硫酸钡锶清垢剂后，地层堵塞程度减轻、改善渗流通道，可以判断该井欠注的主要原因是地层结硫酸钡锶垢导致的堵塞。对该井进行了大规模的地层清垢增注措施，清垢剂解堵液60m3，措施后注水压力下降、达到配注，油压15.5MPa、配注20m3、日注20m3，有效期超过6个月。
某区块注水井80口，开发3年后注水压力普遍呈上升趋势，平均压力由15.2MPa上升至17.5MPa。水质分析显示，该区块地层水钡锶离子含量3000－5000mg/L，注入水硫酸根离子含量2000－4000mg/L，室内配伍实验表明硫酸钡锶含量为3500mg/L，注入水与地层水不配伍。为解决该区块注水压力日渐升高的问题，决定实施大型纳滤膜脱硫酸根装置现场试验，由于该设备投资大、工程量大，需要慎重考虑，特选定一批注水过程中压力升高的井，进行地层结垢现场验证试验；在该区块共进行了10口井现场验证试验，发现挤注硫酸钡锶清垢剂1.0－3.0m3后，注水压力下降1.0－3.2MPa，平均下降2.2MPa，通过现场结垢验证试验确定了该区块确实存在地层结硫酸钡锶垢，建立一套年处理72万立方米的纳滤膜脱硫酸根装置，投运一年后，见效注水井达到34口，平均注水压力下降1.5MPa，见效率为42％左右。一种注水井地层结垢现场验证方法为措施增注选井及重大水质改性试验选站提供一套行之有效的手段，大大提高各种试验的成功率。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述注水井地层结垢验证方法包括：
步骤1，判断注水井地层是否结垢堵塞，如果是，执行步骤2，如果否，结束验证；
步骤2，向所述注水井中分别加注不同种类的清垢溶液，并监控所述注水井的注水参数变化情况，根据所述注水参数变化情况，判断所述注水井地层的结垢类型；
所述清垢溶液通过清垢剂配制而成，所述清垢剂为碳酸钙清垢剂、硫酸钙清垢剂或硫酸钡锶清垢剂，所述碳酸钙清垢剂包括盐酸溶液，所述硫酸钙清垢剂包括氨基羧酸类螯合剂，所述硫酸钡锶清垢剂包括多氨羧酸类螯合剂；
所述步骤2具体包括：
步骤22，根据所述注水井的当前注水流量，利用所述清垢剂配制多种所述清垢溶液；
步骤23，向所述注水井地层挤注所述碳酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为碳酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤24；
步骤24，向所述注水井地层挤注所述硫酸钙清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钙结垢，如果所述注水压力和所述注水流量无变化，则执行步骤25；
步骤25，向所述注水井地层挤注所述硫酸钡锶清垢剂配置的清垢溶液，并观察清垢效果，如果所述注水压力下降、且所述注水流量上升，证明所述注水井地层为硫酸钡锶结垢。
2.根据权利要求1所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
步骤11，检测所述注水井的注水压力和注水流量；
步骤12，分别比较所述注水压力与正常压力值、所述注水流量与正常流量值，如果所述注水压力大于所述正常压力值，且所述注水流量小于正常流量值，则判定所述注水井地层结垢堵塞，如果相反，结束验证。
3.根据权利要求1所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述步骤2还包括位于所述步骤22之前的步骤21：
步骤21，分析所述注水井中的水质及向所述注水井注入的水的水质，如果确定所述注水井中的水及向所述注水井注入的水含有能够形成所述结垢的离子，则执行步骤22，如果确定不含有所述离子，则结束验证。
4.根据权利要求3所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述清垢溶液的浓度为8～15％。
5.根据权利要求4所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，注入所述注水井地层的各种所述清垢溶液均为1-20m3。
6.根据权利要求5所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述碳酸钙清垢剂采用酸，所述硫酸钙清垢剂采用氨基羧酸类螯合剂，所述硫酸钡锶清垢剂采用多氨羧酸类螯合剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述清垢溶液通过高压计量泵注入所述注水井地层。
8.根据权利要求7所述的注水井地层结垢验证方法，其特征在于，所述高压计量泵耐压30MPa、流量范围0.3～2m3/d、精度为0.1L/h。
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