摘要：渤海某高温油田注水不配伍可能引发注水井井筒及地层结垢、油井井筒结垢，因此，针对性地研发了一种耐高温防垢剂(YFFZ-806)，该防垢剂为低分子量聚合物类，可用作碳酸钙、硫酸钙等的防垢剂。评价实验结果表明，加药量250 mg/L，在130℃条件下，防垢率可超90%。现场试验结果表明，加药后，B42井产液中钙离子浓度有明显提升，防垢率可稳定达到90%以上，可有效减缓B42井管线结垢，推荐长期加注。

　　关键词：井下防垢剂；管线结垢；高温油田

　　0引言

　　在油田开发过程中，结垢常见部位为油水井井筒、储层、地面集输管线等，油田水流动的整个流程中均存在结垢风险。随着深层油气藏的开采，储层温度高成为制约常规防垢剂在该类油田使用的主要因素，这就要求防垢剂在本身耐温的同时仍能起到较好的防垢效果[1-6]。

　　渤海某高温油田存在注水响应不明显、注入井吸水不均的现象，最终导致油井产量大幅下降。本文针对该油田问题，开展了注水配伍性评价、防垢剂研发及试验工作。

　　1注水配伍性评价

　　1.1地层水离子分析

　　本研究提取该油田地层水和平台注水水样，水中离子分析数据如表1所示。

　　从水中离子分析数据来看，地层水与注入水均为碳酸氢钠水型，潜在结垢风险为碳酸钙垢，需开展结垢预测研究及室内实验验证。
      1.2地层水结垢预测

　　由水样数据可知，各水样结垢阳离子主要为Ca2+、Mg2+，不含钡、锶等离子，因此本文主要针对碳酸钙垢、硫酸镁垢进行预测。本研究采用结垢预测软件ScaleSoftPiter开展结垢预测，该软件是目前世界上较为先进全面的结垢趋势预测软件。

　　本文在地层温度、压力条件下对注入水与沙二段地层水之间的结垢趋势进行预测，预测比例为注入水与地层水的比例分别为1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1，预测结果如图1所示。

　　从预测结果来看，地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量，为400 mg/L左右，且混合后结垢量出现显著增加，其中注入水与地层水的比例为2∶1时，结垢量最大，为501 mg/L，两种水配伍性差。

　　1.3地层水结垢模拟实验

　　按照表1中的水分析数据配制模拟水，配制后的水静置24 h，然后用孔径为0.45μm的混合纤维素脂滤膜精细过滤，过滤后的模拟水作为配伍性实验用水。按照SY/T 5329—2012中滤膜法测定悬浮物含量的相关标准开展实验，实验图片如图2所示（注入水与地层水混合比例1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1分别对应图中编号1～编号7），实验结果如图3所示。

　　从实验结果来看，地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量，为130 mg/L左右，且混合后结垢量出现显著增加，其中注入水与地层水的比例为2∶1时，结垢量最大，为211 mg/L。实验结垢量总体小于预测的最大结垢量，总体趋势与预测值相似。

　　由预测及实验结果可知，注水不配伍可能会引发结垢，导致注水井井筒及地层、油井井筒结垢，需开展针对性的防垢措施研究。
       2防垢剂体系研发及评价

　　2.1防垢剂选择

　　根据目标油田所提供的工况，确定目前主要的结垢种类为碳酸盐垢，根据结垢种类选取以下类型的防垢剂进行评价试验，从以往现场应用情况来看，其抑制碳酸钙垢析出的能力强、分散性好、自腐蚀性低、化学稳定性高、热稳定性高，药剂类型及机理如表2所示。

　　2.2防垢剂评价

　　防垢评价要以现场结垢机理为依据，即生垢的条件为温度和压力的变化。目前的评价方法很多，例如循环水评价、鼓泡法等等。从结垢机理的角度来看，行业标准SY/T 5673—2020《油田用防垢剂通用技术条件》符合现场成垢机理，是合理的评价方法。采用该方法，参考注水配伍性研究结果，为更接近现场实际防垢需求，注水端选取结垢最严重的混配水样(注入水与地层水的比例为2∶1)的离子组成进行模拟水的配制，130℃条件下的防碳酸钙垢的防垢实验结果如表3所示。

　　由实验数据可知，在实验条件下YFFZ-806阻垢效果相对优异，故对YFFZ-806进行浓度梯度实验，实验结果如表4所示。

       由实验数据可知，YFFZ-806随药剂加注浓度的升高，防垢率也升高，加药浓度为250 mg/L时，防垢率超过85.00%，为88.31%；加药浓度为300 mg/L时，防垢率超过90.00%，为92.36%。综合成本因素建议现场使用浓度为250 mg/L的YFFZ-806防垢剂。

　　3防垢剂现场试验

　　B42井为一口出现产量大幅下降的油井，前期研究结果表明，井筒内出现了较严重的结垢问题。2023年9月开展了本次现场试验，采取井下加药的方式，加药位置在电泵吸入口之前，加注浓度为250 mg/L，加注期间持续监测B42井产液中钙离子浓度和产液量变化，同时关注下游处理平台的各级流程情况，确保下游处理平台流程正常、稳定运转。

　　由图4可以看出，加药后，B42井产液中钙离子浓度有明显提升，可看出防垢剂效果优异，经计算，防垢率可稳定达到90%以上，可有效减缓B42井管线结垢趋势，推荐进行长期加注。

       4结论

　　渤海某高温油田注水不配伍，导致地层水与注入水均出现较高的碳酸钙结垢量，为130 mg/L左右，且混合后结垢量出现显著增加，最高达到211 mg/L。因此，针对性地研发了一种耐高温防垢剂(YFFZ-806)，其评价结果表明，加药量为250 mg/L，在130℃条件下，防垢率可超90%。现场试验结果表明，油井井筒内加药后，产液中钙离子浓度有明显提升，防垢率可稳定达到90%以上，可有效减缓井筒结垢趋势，推荐进行长期加注，并在其他类似问题井中推广应用。

　　参考文献：

　　[1]李辉,于福生.海上A油田注水井结垢分析及防垢措施研究[J].化学与生物工程,2022,39(9):56-59.

　　[2]李伟超,吴晓东,刘平,等.油田用防垢剂评价研究[J].钻采工艺,2007,30(1):120-123.

　　[3]赵海勇,刘曼,李成,等.镇原油田结垢趋势预测技术及防垢技术[J].油田化学,2022,39(1):140-144.

　　[4]贾红育,曲志浩.注水开发油田油层结垢机理及油层伤害[J].石油学报,2001,22(1):58-62.

　　[5]尹先清,伍家忠,王正良.油田注入水碳酸钙结垢机理分析与结垢预测[J].石油勘探与开发,2002,29(3):85-87.

　　[6]马广彦.采油井地层深部结垢防治技术[J].石油勘探与开发,2002,29(5):82-84.