一种注水井底结垢堵塞的防护方法与流程

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1.本技术涉及油气田开发领域，具体而言，涉及一种注水井底结垢堵塞的防护方法。

背景技术：

2.油田至开发中后期，注水成为主要采油手段，而注入水与地层水的配伍性成为油田水驱开发的控制难点。在注入水注入储层后如果与地层水不配伍会在注水井底部结垢造成堵塞，导致注水压力持续上升，不仅会影响到油田的正常生产，同时也会造成大量的经济损失。
3.因此，需要一种注水井底结垢堵塞的防护方法来解决注入水与地层水不配伍导致储层结垢堵塞的问题。

技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种注水井底结垢堵塞的防护方法，其能够解决油田开发中后期注入水与地层水不配伍导致储层结垢堵塞和注水压力上升的难题。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种注水井底结垢堵塞的防护方法，其包括以下步骤：
7.确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理；
8.对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度；
9.制定防垢方案；
10.现场实施防垢方案并跟踪优化方案。
11.在一些可选的实施方案中，确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理包括以下步骤：
12.分析油田注水井结垢的化合物成分，确定垢型组成；
13.分析注入水及地层水的离子组成，通过配伍性研究，确定注入水和地层水混合后变化规律；
14.结合垢型组成和注入水和地层水混合后变化规律确定该区块注水井底结垢机理。
15.在一些可选的实施方案中，对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度包括以下步骤：
16.采用标准溶液分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价；
17.采用该区块注入水与地层水未处理的水样分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价；
18.根据评价结果，确定备选防垢剂；
19.开展浓度优化研究，确定备选防垢剂的最佳投加浓度。
20.在一些可选的实施方案中，制定防垢方案包括以下步骤：
21.将备选阻垢剂投加在该油田区块的注入水中，充分溶解后按不同的比例与地层水进行混合，测试投加阻垢剂前后的混合水体结垢率，以此确定地层水在投加阻垢剂前后注
入储层后的结垢情况；
22.根据实验结果，制定防垢剂的投加技术方案。
23.在一些可选的实施方案中，现场实施防垢方案并跟踪优化方案包括以下步骤：
24.使用油田区块注水系统现场水处理工艺，根据防垢方案实施防垢剂投加方案，并根据现场实施效果优化防垢方案；
25.根据现场实施效果建立油田区块的最终水质改善方案。
26.本技术的有益效果是：本技术提供的注水井底结垢堵塞的防护方法包括以下步骤：确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理；对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度；制定防垢方案；现场实施防垢方案并跟踪优化方案。本技术提供的注水井底结垢堵塞的防护方法能够解决油田开发中后期注入水与地层水不配伍导致储层结垢堵塞和注水压力上升的难题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
28.图1为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法的路程示意图；
29.图2为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法中确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理的流程示意图；
30.图3为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法中对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度的流程示意图；
31.图4为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法中制定防垢方案的流程示意图；
32.图5为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法中现场实施防垢方案并跟踪优化方案的流程示意图；
33.图6为本技术实施例提供的注水井底结垢堵塞的防护方法在现场实际使用前后年份的注水井底平均注水压力表。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.以下结合实施例对本技术的注水井底结垢堵塞的防护方法的特征和性能作进一
步的详细描述。
37.如图1所示，本技术实施例提供了一种注水井底结垢堵塞的防护方法，其包括如下步骤：
38.如图2所示，确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理；确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理包括以下步骤：现场调研，取注水井底垢样、注入水和地层水的样品，进行水垢样品分析和水样分析，得到水垢样品组成和水中离子含量，分析油田注水井结垢的化合物成分，确定垢型组成；分析注入水及地层水的离子组成，通过配伍性研究，确定注入水和地层水混合后变化规律；结合垢型组成和注入水和地层水混合后变化规律确定该区块注水井底结垢机理。
39.如图3所示，对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度；对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度包括以下步骤：采用标准溶液分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价，进行阻垢剂初选；采用该区块注入水与地层水未处理的水样分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价，根据评价结果，确定备选防垢剂；开展浓度优化研究，确定备选防垢剂的最佳投加浓度。
40.如图4所示，制定防垢方案；将备选阻垢剂投加在该油田区块的注入水中，充分溶解后按20％、40％、60％和80％等不同的比例与地层水进行混合，测试投加阻垢剂前后的混合水体结垢率，以此确定地层水在投加阻垢剂前后注入储层后的结垢情况；根据实验结果，制定防垢剂的投加技术方案。
41.如图5所示，现场实施防垢方案并跟踪优化方案。现场实施防垢方案并跟踪优化方案包括以下步骤：使用油田区块注水系统现场水处理工艺，根据防垢方案实施防垢剂投加方案，并根据现场实施效果继续优化防垢方案，并根据现场实施效果建立油田区块的最终水质改善方案。
42.以某油田注水井的井底结垢堵塞的防护为例，首先对注水井底的结垢的化合物成分进行分析，该油田注水系统对地面系统的伤害较小，主要伤害体现在注入水注入储层后与地层水不配伍，注入水与地层水的不配伍主要表现在两者混合产生沉淀和结垢，有些沉淀以悬浮物颗粒的形式存在，在流动中堵塞孔喉通道，同时会在储层空间岩石表面结成固体垢，减少孔隙通道有效横截面，甚至完全堵死通道，从而损害地层。对注入水及所注储层的地下水进行离子分析，结果如下表1所示：
43.表1注入水及地下水的离子分析结果
44.[0045][0046]
当注入水注入地层后与地层水混合时两种水体的配伍性进行预测分析，即在地层条件下研究注入水以不同比例与地层水结合时的结垢变化趋势，所得结果如表2所示：
[0047]
表2注入水以不同比例与地层水结合时的结垢变化趋势
[0048]
注入水比例caco3垢baso4垢结垢总量％mg/lmg/lmg/l0.0041.1422.5863.7310.0053.6433.5387.1620.0066.4843.05109.5330.0079.5150.04129.5540.0092.5952.82145.4150.00105.5450.30155.8460.00118.1043.40161.5070.00129.8133.92163.7380.00139.6123.11162.7290.00143.7411.62155.37100.0033.100.0033.10
[0049]
根据两种水体混合后的结垢趋势显示，混合水中同时存在碳酸钙垢和硫酸钡垢，结垢总量随着注入水的注入先迅速增加，当注入水比例达到70％时，结垢总量达到最大163.73mg/l，当注入水比例继续增加时，混合水中成垢阳离子含量迅速减少，使混合水结垢总量迅速降低。结果显示，注入水水型为碳酸氢钠型，地层水水型为氯化钙型，两种水型不配伍；长期注水将造成系统结垢和储层伤害。
[0050]
结垢伤害主要发生在储层，即注入水与地层水不配伍导致水体结垢而堵塞地层。因此如何抑制清水对储层的伤害即为如何抑制储层中地层水与注入水在混合时的结垢问题。
[0051]
将选出的阻垢剂按50mg/l的浓度投加在注入水中，充分溶解后按不同的比例与地层污水进行混合，测试加阻垢剂前后的混合水体结垢率，以此模拟注入水在投加阻垢剂前后注入储层后的结垢情况，结果如表3所示：
[0052]
表3模拟注入水在投加阻垢剂前后注入储层后的结垢情况
[0053][0054]
当注入水刚开始注入储层时，注入水所占比例较低，注入水所携带的hco
3-浓度较低，对储层中的地层水造成影响不大，此时混合水体结垢强度主要来源于地层水自身结垢能力，地层水成垢阴离子含量较低，因此结垢总量不高，平均结垢率达标，指标仅0.0253mm/a，以硫酸钡垢为主，此时投加的阻垢剂也因极高的钙离子以及较低的浓度而失效，阻垢率仅7.51％。
[0055]
当注入水注入储层到中期以后，注入水在混合水中比例逐渐增加，混合比例达到5：5时，水中hco
3-浓度以对混合水的结垢产生了严重影响，结垢率达到了0.1832mm/a。当注入水携带阻垢剂再注入地层时，由于地层水中的成垢阳离子大量稀释，阻垢剂表现出较好的阻垢能力，阻垢率达到73.47％，平均结垢率达标，为0.0486mm/a。
[0056]
当注入水注入储层到中后期时，注入水在混合水中占到主导地位，混合比例达到8：2时，水中hco
3-浓度对混合水的结垢产生了极大影响，近井地带的地层水含量很低，其ca
2+
与hco
3-比例相当，产生极强的结垢趋势，系统结垢率达到0.3073mm/a，但是注入水中携带的阻垢剂在此刻也表现出极强的阻垢能力，阻垢率达到92.61％，平均结垢率处于达标状态，为0.0227mm/a。
[0057]
所得结果表明，当注入水携带阻垢剂注入储层后，不论在注入的早期、中期还是后期，混合水的平均结垢率均处于达标状态，该方法能有效抑制注入水与地层水的混合时的结垢问题。
[0058]
根据防垢方案实施防垢剂投加方案，结果如图6所示，2017年之前方案实施前的注水井压力持续上升，2017年之前后方案实施后注水井注水压力保持稳定不再上升。
[0059]
本技术提供的注水井底结垢堵塞的防护方法，通过建立将储层伤害由治理转为预防的技术对策，有效抑制了注水系统结垢、油层堵塞等难题，为其它油田治理因水质不配伍导致储层堵塞提供了新途径。
[0060]
以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

技术特征：

1.一种注水井底结垢堵塞的防护方法，其特征在于，其包括以下步骤：确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理；对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度；制定防垢方案；现场实施防垢方案并跟踪优化方案。2.根据权利要求1所述的注水井底结垢堵塞的防护方法，其特征在于，确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理包括以下步骤：分析油田注水井结垢的化合物成分，确定垢型组成；分析注入水及地层水的离子组成，通过配伍性研究，确定注入水和地层水混合后变化规律；结合垢型组成和注入水和地层水混合后变化规律确定该区块注水井底结垢机理。3.根据权利要求1所述的注水井底结垢堵塞的防护方法，其特征在于，对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度包括以下步骤：采用标准溶液分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价；采用该区块注入水与地层水未处理的水样分别对各种阻垢剂的阻垢性能进行评价；根据评价结果，确定备选防垢剂；开展浓度优化研究，确定备选防垢剂的最佳投加浓度。4.根据权利要求1所述的注水井底结垢堵塞的防护方法，其特征在于，制定防垢方案包括以下步骤：将备选阻垢剂投加在该油田区块的注入水中，充分溶解后按不同的比例与地层水进行混合，测试投加阻垢剂前后的混合水体结垢率，以此确定地层水在投加阻垢剂前后注入储层后的结垢情况；根据实验结果，制定防垢剂的投加技术方案。5.根据权利要求4所述的注水井底结垢堵塞的防护方法，其特征在于，现场实施防垢方案并跟踪优化方案包括以下步骤：使用油田区块注水系统现场水处理工艺，根据防垢方案实施防垢剂投加方案，并根据现场实施效果优化防垢方案；根据现场实施效果建立油田区块的最终水质改善方案。

技术总结

一种注水井底结垢堵塞的防护方法，涉及油气田开发领域。该注水井底结垢堵塞的防护方法包括以下步骤：确定注水井底结垢导致地层堵塞的机理；对注入水及地层水进行研究筛选得到针对性的防垢剂类型及投加浓度；制定防垢方案；现场实施防垢方案并跟踪优化方案。本申请提供的注水井底结垢堵塞的防护方法能够解决油田开发中后期注入水与地层水不配伍导致储层结垢堵塞和注水压力上升的难题。垢堵塞和注水压力上升的难题。垢堵塞和注水压力上升的难题。