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1、ENMAX防垢防蜡工具在油田应用汇报,2008年4月18日,汇报人：张自友,恩曼技术（北京）有限公司,一 Enmax工具简介,二 Enmax工具防垢原理,汇报内容,四 结论及建议,三 Enmax工具工程实例,概述,目前中海石油有限公司天津、上海、湛江分公司某些油田结垢问题已严重影响正常生产，造成较大的经济损失,而且随着油田开采时间的延续, 产生结垢的问题将愈来愈明显。 本文对Enmax防垢防蜡工具进行介绍及其在天津分公司的应用效果进行了跟踪分析总结. 为解决油田的防垢除垢问题找到行之有效的措施之一.,工具的设计、材质及材质的处理工艺获得美国专利，美国专利号为：4,789,031US D446,
2、797 S US 473,925 S,Enmax防垢器 专利产品,专利产品,Enmax工具产品类型,工具类型：井下工具地面工具,应用范围：2-3/8”，2-7/8”和3” 油管,应用范围：2”， 3”，4”， 6”，8” ，10”和12”管线,Enmax工具产品功能,功能：防垢防蜡防腐蚀,Enmax工具特点,无磁、无电、无需任何动力、不消耗任何能源减少停产时间，延长作业检泵周期减少化学处理、热洗作业，降低成本提高设备的工作效率、延长使用寿命,节能,Enmax工具特点,是一种环保型产品，无需任何化学添加剂，不会污染所处理的流体既不在流体中加任何物质，也不从流体中带走任何物质对泵、管线以及各种设备
3、没有任何腐蚀作用不会对油层，水源造成污染或二次污染对生产无任何不利影响,环保,Enmax工具特点,易于安装维护工作量小,油管挂,Y管,丢手,导流罩,井下工具安装位置,泵的粗滤短节,地面工具安装位置,地面工具安装方式,水罐,地面装置,高压泵,注水井管线系统安装示意图,注水井,地面工具,原油转运系统安装示意图,输油泵,油罐,油罐,储油罐,水罐,地面装置,油罐,油气水分离系统安装示意图,水管线,油管线,气,油,水,一 Enmax工具简介,二 Enmax工具防垢原理,汇报内容,四 结论及建议,三 Enmax工具工程实例,工作原理,Enmax防垢防蜡工具是由9种贵重及半贵重金属组成的特殊合金材料 。合金
4、材料所包含元素的电负性比液相中的离子低，当与流体接触时，形成一种特殊的电化学催化体，使工具中的电子云偏向于流体之中，在工具核心部件与流体间形成电场，使流体产生极化效应。改变流体的物理性质。由于工具核心部件设计成多孔芯片并多层芯片串联使用,从而不限制流体流动, 且能形成高度的紊流,增加了水中的离子和分子与防垢器芯片的接触，使得催化效率及极化效应达到最大程度。其防垢的具体机理如下：,1. 极化机理,极化机理是指在外电场作用下，分子正负电荷重心分离而产生诱导偶极的分子的变形极化。因电子云与原子核相对位移而使分子外形发生变化的性质称为分子的变形性。电场越强，分子变形越显著，则诱导偶极越大。对于极性分子
5、来说，它本身就存在偶极，称为固有偶极或永久偶极。外电场的作用也会对极性分子还产生诱导偶极，使分子偶极矩增大，分子变形，此时分子的偶极为固有偶极与诱导偶极之和。由于水分子是极性分子，水分子之间靠氢键缔合，存在着电偶极矩的相互作用；在外电场的作用下，一方面水分子运动速率加快，带动能量提高，促进了氢键的断开；使原缔结大分子团断裂成小分子团。另一方面水分子的固有偶极矩受电场力的作用，偶极矩进一步增大，使分子变形，正负电荷重心偏离增大，易于与水中钙镁离子形成牢固的水合离子：,水偶极子和钙镁离子的反应,+,-,+,-,Ca2+ , Mg2+,CO32- , SO2-,水偶极子,+,-,+,-,+,-,+,
6、+,-,-,+,-,钙镁离子和碳酸根离子相互隔开，运动速度和碰撞结合概率大大降低，抑制了方解石结晶盐（硬垢）的产生。,2胶体分散机理,胶体物质，包括SiO2、Al2O3和黏土（SiO2AI2O32H2O），悬浮于水中时，通常带负电荷。如果这些负电荷（额外的电子）得到中和（移去额外的电子），则胶体发生凝聚、沉淀，并与CaCO3、MgCO3以及CaSO4相结合，形成典型的石灰质垢。这种垢的密度和硬度随SiO2、AI2O3和/或CaSO4含量增加而增大。防垢器的电化学作用，流体从合金材料中获得电子，使得这些胶体物质，通过获得或重新获得负电荷而保持悬浮在溶液中，不吸咐到钙离子、镁离子和铁离子上；获得负
7、电荷也引起这些胶体物质受到存在于流动水中的或者早已吸附到胶体物质上的这些离子的排斥，使胶体物质分散悬浮在溶液中随流体流走。不再作为粘结剂使垢聚积。,3形成软垢机理,既使有一小部分钙镁离子和碳酸根离子结合形成垢,但由于电化学反应改变了垢的晶体生长机理，使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢，而不是结晶为方解石型的硬垢。垢形相对变小，外观平坦呈圆形、颗粒形和棒形，都是由不坚硬的粉状成分组成的。这些成分不会粘附于金属、塑料或陶瓷的表面，很容易随流体流走,这从以下的实验中已得到证实:,水样显微试验,在水流通过工具前后分别取样分别将一滴水样在显微镜片上晾干以上是干燥后残留矿物质
8、在显微镜下的图Enmax工具前所取样品中的碳酸钙呈方解石状，并且掺杂有一些其他矿物。这种“粘”状物质容易附着在管壁上沉积。Enmax工具后所取样品中的碳酸钙呈文石状，颗粒细、表面圆滑、没有掺杂其他矿物。由于表面光滑和颗粒细小，所以难以附着于管壁,一 Enmax工具简介,二 Enmax工具防垢原理,汇报内容,四 结论及建议,三 Enmax工具工程实例,SZ36-1-J10,SZ36-1-J10井在2005年3月至2006年5期间,因结垢导致泵卡停产,共进行了5次检泵.平均检泵周期仅80天,不仅严重影响产量(正常情况下日产油90吨左右),而且极大地增加了作业成本. 在此期间,虽然采取了下入强磁防垢
9、器,换泵等措施,均不见效. 自从2006年5月6日下入Enmax防蜡防垢器后,直到今日已稳产高产700多天(目前平均产液250方/日,平均产油85方/日),再也没有停产检泵.因此Enmax防蜡防垢器不仅起到了良好的防垢效果,而且延长了检泵周期.,SZ36-1-J10井的使用情况,SZ36-1-J10井的使用情况,安装CPRS前因泵结钡锶垢严重,产液量低且平均检泵周期80天,安装CPRS后产液量稳定并已稳产700天.,安装CPRS后,2006年5月6日检泵,2006年1月8日检泵,2005年8月30日检泵,2005年5月13日检泵,2005年3月6日检泵,J10井垢样分析报告,SZ36-1-J1
10、0井的使用情况,防蜡防垢工具,BZ34-2P8井使用情况,BZ34-2P8井使用情况,2006年12月酸化后产液250m3/d，因结钡锶垢使产量迅速下降，2007年2月检泵后,产量再次由于结垢迅速下降并过载停泵。2007年4月检泵时电泵仅运行42天叶轮就结垢,此次检泵安装了CPRS,其后产液量一直稳定,运行263天后因电缆故障停产检泵,拆泵证明电泵及叶轮无结垢现象。效果显著!,安装CPRS后,叶轮结垢堵死,BZ34-2P8井2007年2月检泵作业双泵,BZ34-2P8井2007年4月检泵作业,运转42天已经出现结垢现象,BZ34-2P8井2008年2月检泵,安装CPRS后该井运行263天，拆泵
11、叶轮无结垢现象。,第二台泵分离器上部,第二台泵吸入口外观,BZ34-2P8井2007年2月检泵作业双泵,垢,泵保护器之间,第一台泵吸入口外观,BZ34-2P8井2007年2月检泵作业双泵,垢片,垢，油泥堵塞,垢样化验分析,钡锶垢类,目前生产管柱带防垢防蜡工具,防蜡防垢工具,QK18-2-P1井使用情况,QK18-2-P1井使用情况,2005年8月安装CPRS在泵出口防蜡,产量稳定防蜡效果良好; 2006年1月因结垢泵卡停产;2007年5月检泵及2007年7月检泵都发现结垢造成泵卡,平均检泵周期49天;2007年10月将CPRS改装到泵下方防蜡防垢,产液量稳定至目前已稳产160天,证明防蜡防垢效
12、果明显,而且证明CPRS工具已连续使用3年仍然有效,可多年重复使用.,安装CPRS于泵出口防蜡,安装CPRS于泵下方防蜡防垢,2007年10月22日检泵,2007年7月18日检泵,2007年5月17日检泵,QK18-2-P1井使用情况,在将CPRS安装在泵下方前,仅运转44天叶导轮就结垢严重,造成泵卡,QK18-2-P1井使用情况,防垢器,导流罩,注水井防垢,一些注水井结垢,导致以下现象发生:降低注水量,注水压力升高增加洗井增注频率堵塞小的储层孔隙喉道，降低驱油量油管缩径,半年到一年就需要换管柱油管内油泥堵塞,无法测井及通井增加作业成本为了了解Enmax工具在注水井能否起作用,在QK18-1-
13、P5井的油管挂处悬挂了Enmax井下工具.,QK18-1-P5注水井防垢,由于地层压力下降严重 ,该井于2006年1月12日转注水井.2007年3月7日对P5井通井作业，探明2007.2.13测试吸水剖面时工具遇阻遇卡的原因。由所打铅印痕迹和井下工具所带出的类似油泥状黑色物体，现场初步分析遇阻、遇卡原因：井口以下管柱内，有大量类似油泥状粘稠物体，使油管内径变小，工具下入、上提时堆积致使工具串遇阻遇卡。,QK18-1-P5注水井防垢,2007年4月12日换管柱作业,拆卸油管挂后发现油管内结垢严重,对每柱油管进行通径，不合格的油管标记后甩下钻台。共替换76根结垢严重的油管.并在井口油管挂下入Enm
14、ax防垢器.2008年1月15日测井作业,通井过程中无遇阻现象,表明井内既无类似油泥状黑色物体,油管也未结垢缩径,证明防垢器防垢效果良好!.,防蜡防垢工具,QK18-1-P5井使用情况,QK18-1-P5,注意：该井在钢丝通井作业后，出现注水压力从9Mpa增大到10Mpa的现象；分析其原因是钢丝使油管内壁的杂物脱落，造成堵塞。随后在洗井解堵作业中：提井内分注管柱，管柱表面有一层水锈；检查定位密封及插入密封胶皮有轻微损坏；滑套完好，无结垢、堵塞现象；地热水正循环闭路冲洗返出带少量铁锈及黑泥。洗井解堵作业后,注水量稳定，注水压力从10Mpa降低到8Mpa，并保持稳定。,QK18-1平台地面管线防垢
15、,针对QK18-1平台污水处理系统管线结垢严重现象，于2006年12月4日在污水处理系统V-1003出口安装了6 ”X6” Enmax防垢器，经过一个半月的使用，于2007年1月16日打开容气泵，对比安装Enmax防垢器前后容气泵入口短节垢的变化,安装金属防垢器前,溶气泵入口短节，内壁结垢，且聚集吸附物较多。,垢片,溶气泵入口短节，内壁光滑，无结垢现象，且附着物较少。,安装金属防垢器后,QK18-1平台,溶气泵出口泡气分布管QK18-1平台污水处理系统有泡气分布管11根，一直存在结垢现象，造成部分管线经常不通。2006年11月17日（安装Enmax防垢器前），检查泡气分布管，11根管线有4根不
16、通，拆卸后疏通3根，仍有一根无法解堵。2007年1月16日（安装后），检查11根管线全部运行通畅。,QK18-1-1垢样分析报告,取样日期：2007年7月12日 取样点：管线内层 分析日期：2007年7月23日 取样人：孔德钰记录编号：BOPTSC-JL-TE040-A/O,QK18-1-1垢样分析报告,取样日期：2007年7月12日 取样点：管线外层 分析日期：2007年7月23日 取样人：孔德钰记录编号：BOPTSC-JL-TE040-A/O,从2005年9月起至目前为止,中海油天津分公司已先后应用了10支Enmax防垢防蜡工具应用于油井及生产井防蜡防垢,现对这些井使用后的效果进行跟踪评价
17、.由于有的井因电缆故障已停产检泵,对提出井外的泵拆解观察是否有垢,有的井还在生产但明显有效,而有的还需要观察,因此针对不同情况采用不同的评价方法如下:1: 直接拆泵观察法（BZ34-2P4,BZ34-2P8）；2: 检泵周期延长法（SZ36-1J10, QK18-2P1,QK18-2 P8 ）3: 注水井通井法（QK18-1P1,QK18-1P5）；4: 效果开始显现,进一步观察: BZ34-2P1, QK18-2P6,防垢防蜡工具应用简表,在一些油井中BZ34-2 P1, QK18-2-P6井,由于供液不足或胶皮等杂物堵塞油管或电泵,使油井生产不正常,当时推测是结垢引起这些问题而下入了Enm
18、ax防垢器.这些井虽然不如那些结垢井那样具有明显效果,但也表现出产量稳定,检泵周期较长,由于这些井以前检泵周期也较长,因此是否因减轻蜡及油泥对油管及电泵的堵塞而真的延长检泵周期,需进一步观察.但可以肯定的是,这些井安装了Enmax工具, 只能是有益无害,虽然这些井暂时无垢,但因地层水的不配伍性具有结垢趋势,现在投入低成本(十几万元)防垢,比将来因结垢停产再投入几十万元去检泵更经济合理.要树立以防垢为主,除垢为辅的观念.这一点秦皇岛32-6作业区已走在了前面,他们的生产成本控制得比较好! 现已应用多套地面工具防垢.,一 Enmax工具简介,二 Enmax工具防垢原理,汇报内容,四 结论及建议,三
19、 Enmax工具工程实例,结论,1. Enmax防垢防蜡工具是节能、环保型产品，安装方便，维护量小。2. 能够有效防止（油井、注水井、工艺管线设备）结垢结蜡现象；提高设备的使用寿命和效率；延长作业周期、检泵周期；稳定油气井产量。3 在注水井油管挂内安装Enmax防垢防蜡工具，可有效防止井筒结垢，但在外加机械力（如：通井规或工具串）的作用下会将井筒内的杂质刮掉而落入井底并堵塞井底，需要洗井解堵，因此尽量避免外加机械力通井。,建议,1. 针对不同的区块（如：QK18-2，BZ34）的结垢类型及油层供液不足的特征，防垢除垢与酸化压裂相结合,进行区块整体治理,同时垢以防为主,以除为辅的方针,从水源井、注水井，生产井及地面注采管线系统进行综合防治。2. Enmax防垢防蜡工具在中海油天津分公司的成功应用，达到了理想的防垢效果。建议在上海、湛江分公司存在结垢现象的油田区块推广使用。3. 对一些存在结垢趋势的井,尽量早投入Enmax工具防垢,有益无害,而且比晚投入会经济合理.,谢谢大家！,
