動態結垢評價儀

一、動態結垢評價(jia) 儀(yi) 概 述油田水結垢是現場作業(ye) 中普遍存在的一大難題，結果是產(chan) 生地層損害、阻流、設備磨損和垢蝕等，將嚴(yan) 重影響生產(chan) ，造成產(chan) 量下降。國內(nei) 外由於(yu) 油田水結垢而使原油產(chan) 量損失和各種除垢作業(ye) 造成的經濟損失相當大。許多油井是由於(yu) 地層和井筒結垢而減產(chan) ，甚至過早的報廢。因此，根據具體(ti) 情況對油田水結垢的可能性及結垢程度進行預測評價(jia) 而采取相應和防治措施，以減輕或消除由於(yu) 結垢而造成的地層損害非常重要，防垢和除垢問題已成為(wei) 石油工業(ye) 重要的研究課題之一。產(chan) 生結垢的主要原因：一是油田水中含有高濃度易結垢的鹽離子，在采油過程中，動態結垢評價(jia) 儀(yi) 由於(yu) 地層壓力和溫度的變化打破了原先的物質平衡而形成垢；二是由於(yu) 將兩(liang) 種或兩(liang) 種以上不相溶的水混合在一起，不同水中不同離子間的相互作用而形成垢，這後一種因素在注水開發油田中尤為(wei) 重要。為(wei) 了弄清不同水源水的可混性以及防垢劑的評價(jia) 篩選而開展的相溶性評價(jia) 研究不僅(jin) 為(wei) 注水水源選擇和水質控製提供依據，而且為(wei) 研究水的結垢機理和除垢開辟了途徑。相溶性評價(jia) 方法：目前，國內(nei) 外用於(yu) 進行相溶性評價(jia) 的方法主要有三種：（一）計算機預測法：這種方法是根據油田水和將要注入的水的化學分析資料，應用計算機程序模擬不同溫度、壓力及不同混合比的情況下，兩(liang) 種或兩(liang) 種以上水混合後的結垢趨勢及垢物特征。目前英國和美國經過多年實踐已擁有各具特色的應用軟件；國內(nei) 石油天然氣總公司北京勘探開發研究院已引進了這類軟件，正在針對我國情況進行新的開發性研究。但是，由於(yu) 這種方法是近三、五年內(nei) 完善的技術，加之地下油藏情況較為(wei) 複雜，隨機因素較多造成計算機模擬與(yu) 實際情況有一定的偏差。因而，這種方法在現今仍隻是一種理論上的預測方法。盡管如此，由於(yu) 該方法可在短時間內(nei) 建立起各種條件的實驗模型，並給出結垢趨勢的預測結果，大大縮短了經實驗尋找最可能形成垢物沉澱的綜合條件的過程，還可逐一突出各因素的影響，對於(yu) 指導進一步的實驗和生產(chan) 無疑是有突出的意義(yi) ，所以越來越受到廣大科研人員的重視，這方麵研究軟件的開發也日漸深入。（二）靜態實驗法： 靜態實驗也稱“瓶試驗”，即將油田水與(yu) 將要注入的水按不同體(ti) 積比在燒瓶內(nei) 混合後，使其處於(yu) 地層溫度下靜置若幹時間後，目視觀察是否形成沉澱的一種簡便、直觀的方法，這種方法由於(yu) 沒有考慮壓力、流體(ti) 流動作用等影響，因此隻是一種粗略的評價(jia) ，隻能定性，難以定量。這種方法不需要什麽(me) 特殊的儀(yi) 器、設備，是現場常用的方法。我國各陸地油田普遍采用這一方法，國內(nei) 也常用這種方法來檢驗計算機預測結果的真實性。 比室內(nei) 條件實驗更進一步的還有一種地層條件靜態試驗法也是我國不少油田實驗室所采用的。即在保持地層溫度的情況下，將有混合水的燒瓶放入一高壓容器內(nei) ，加壓至地層壓力，一定時間後觀察瓶內(nei) 結垢情況。(三)動態評價(jia) 法： 相對靜態試驗法而言，動態評價(jia) 法是一種保持流體(ti) 在流動情況下進行混合的試驗方法，也是近年來國際上較為(wei) 普遍采用的一種方法。這種方法根據流體(ti) 所通過的介質不同又可細分為(wei) 岩心驅替法和模擬管法兩(liang) 種。 1、岩心驅替法： 所謂岩心驅替試驗法，實際上就是實驗室進行地層溫度、壓力條件下的岩心注入試驗，通過滲透率的變化判斷水垢的堵塞程度。這是一種接近注水油藏實際情況的模擬方法。此法試驗周期較長，設備操作複雜，同時試驗過程中包括速敏，水敏對滲透率降低的影響。2、模擬管法代之岩芯驅替法的模擬管法是一種既接近真實地層條件，又簡便、快速的實驗方法。英國OLL PLUS、美國的 SERCK BAKER 公司都采用了這種方法。方法原理：模擬管法以油田實注參數條件為(wei) 基礎，考慮到油田溫度，壓力及流體(ti) 作用等可變因素，應用兩(liang) 根毛細管，使之分別處於(yu) 模擬井下的高溫高壓區和模擬井口的低溫低壓區用泵注入兩(liang) 種水，在模擬管流出口用濾器收集流出物。經過一段時間的混合驅替後，如果兩(liang) 種水不相容就會(hui) 在管壁上沉積一層沉澱物。這種方法與(yu) 上述幾種方法相比有以下幾個(ge) 優(you) 點：（1）直觀，較接近實際；（2）可顯示出產(chan) 垢最多的部位；（3）給出垢物的主要類型及存在的形式；（4）應用於(yu) 防垢劑評價(jia) 。 動態相容性評價(jia) 內(nei) 容通常油田注水前，對水源與(yu) 地層水的相容性主要從(cong) 五個(ge) 方麵進行評價(jia) ：（1）是否生成沉澱（2）生成沉澱物最多的混合比及所產(chan) 垢重（毫升/升）（3）懸浮垢重（毫克/升）及顆粒大小分布（4）垢物類型和存在形式（即以懸浮物為(wei) 主還是以沉澱物為(wei) 主）（5）垢物的化學組成運用動態相容試驗方法可全麵回答這些問題。為(wei) 減少動態試驗工作量，節約時間和資金，可以采用計算機模擬法或靜態試驗法首先做不同混合比的結垢趨勢，得出最大結垢點的混合比例，再按此比例進行動態相容性試驗。防垢劑評價(jia) 確定了注入水與(yu) 地層的相容性趨勢和垢物類型後，就要進一步著手選擇和篩選合適的防垢劑。應用動態相容性評價(jia) 儀(yi) ，按相容性試驗步驟，並以不同比例和速度向注入水中加入防垢劑，可快速、直觀地篩選出有效的防垢劑和經濟的投料比。 結論1、動態相容性評價(jia) 方法是一種實用性強，效果直觀的試驗方法，它可近似地模擬注水開采過程，對油田注水進行評價(jia) ，並可進行防垢劑的評價(jia) 。2、動態相容性評價(jia) 儀(yi) 試驗方法揭示了不同結垢後位置的關(guan) 係，為(wei) 防垢效果的評價(jia) 提供了確切的衡量依據。3、利用動態相容性評價(jia) 儀(yi) 還可以進行注水添加劑（如防腐劑、防膨劑、滅菌劑），綜合效果對待結垢防垢的影響評價(jia) 。二、主要技術指標1、模擬壓力：40MPa2、模擬溫度：室溫 ~ 150℃ 3、泵流量：0~10ml/min4、模擬管：φ6×1，長5m5、岩心規格：φ25×100mm三、儀(yi) 器的結構組成儀(yi) 器由注入係統、模擬係統、計量係統、數據采集處理係統等四大部分組成。注入係統：由兩(liang) 台高壓平流泵組成，可按不同的比例注入地層水與(yu) 注入水。模擬係統：由恒溫箱、預熱管、高壓毛細管、低壓毛細管、岩心夾持器、環壓泵、回壓控製係統組成。計量係統：包括壓力計量、壓差計量、溫度計量、流量計量等。數據采集處理係統：數據采集接口板，數據采集處理軟件，微機、打印機等。四、組成儀(yi) 器的各部件的技術指標1、平流泵工作壓力 40Mpa流量 0.01~10ml/min用於(yu) 注入水，地層水的注入2、恒溫箱工作溫度：室溫 ~ 150℃，精度±1℃，內(nei) 膽不鏽鋼，外表麵噴塑，采用PID自整電控溫技術。控溫精度高。恒溫箱內(nei) 尺寸：1200×700×800mm。3、高壓預熱盤管用於(yu) 注入水，地層水的預熱，φ6×1管線，長5m4、高壓毛細管、低壓毛細管用於(yu) 模擬井筒及地層附近結垢，φ6×1管線，長5m5、岩心夾持器TY-4型，岩心規格φ25×100mm，壓力50Mpa6、回壓控製係統由回壓閥、回壓緩衝(chong) 容器、手動泵等組成，控製岩心出口壓力，控壓範圍0~50Mpa。7、環壓泵JB-3型，工作壓力50Mpa。8、壓力變送器用於(yu) 進口、出口、壓力的測量，型號DBY-300型，量程50Mpa，精度0.25% F•S。9、壓差變送器用於(yu) 進出口壓差的測量，量程1000.0Kpa，精度0.25% F•S。10、壓力數字顯示表用於(yu) 顯示進口壓力，出口壓力、壓差等，型號WP-C801-20-12-P，可直接顯示壓力值，也可通過RS232接口由計算機采集。11、精密壓力表用於(yu) 平流泵出口壓力，環壓、回壓的測量，量程60Mpa，精度0.4級。12、天平用於(yu) 出口流量計量，量程4200g，精度0.01g。13、過濾膜用於(yu) 懸浮垢的收集。14、數據采集板用於(yu) 壓力、溫度、流量的實時采集，型號MXAC168HPCI。15、數據采集處理軟件采用VB編程，可在Windows2000或XP下運行。可動態顯示工作流程，實時顯示各點參數，並可根據溫室的采集周期，采集各參數值。16、計算機、打印機計算機：惠普6435 19''液顯 打印機： HP1008。