沁水盆地煤层气开采过程中防垢溶垢技术研究

发布时间：2020-06-08 16:47

【摘要】：山西省沁水盆地煤层气开采的现场部分区块采用射流泵等液力泵进行人工举升。随着排采不断的进行,腐蚀、结垢等现象逐渐在井下油套管、中心管、射流泵工作筒中出现,射流泵的泵效因结垢、腐蚀而变低,无法达到常规排采降压的要求,因而导致煤层气现场无法连续排采。煤层气井下结垢一方面严重影响了产能,另一方面不断的修井作业会产生高额的修井费用。为解决沁水盆地煤层气开采现场的结垢、腐蚀问题,国内某石油公司委托作者进行溶垢防垢的深入探究,研制一种适应沁水盆地煤层气现场中部分采用液力泵系统进行排采的溶垢防垢体系。本文首先通过查阅文献和实地调研,对沁水盆地煤层气开采过程中结垢的原因和影响因素进行了分析,发现煤层气井下结垢是由多种机理如:不相容离子发生混合、打破热力学平衡、吸附原理等共同作用的结果。其中打破热力学平衡和吸附原理为主要结垢原因;然后对沁水盆地煤层气开采现场产出水和结垢产物的成分进行分析,发现沁水盆地M区块的垢物成分主要为CaCO_3、MgCO_3以及少量的腐蚀产物。23个采出水样品中均含有较高含量的Ca~(2+)、Mg~(2+)离子。通过两种结垢趋势预测方法预测出23个采出水样品均具有结垢趋势;在此基础上结合结垢原因开展了溶垢体系和防垢保护液的研究和筛选。采用质量分数为18%的盐酸溶液作为溶垢的主剂,铁离子稳定体系QT-2为柠檬酸、醋酸以0.5%:1%的比例进行复配,缓蚀体系QH-3为聚天冬氨酸、HS#1、乌洛托品以1:3:6的比例复配;溶垢体系优选为:18%盐酸+QT-2铁离子稳定剂+QH-3缓蚀剂。防垢保护液采用ZF#2、ATMP、HPMA以4:1:2的比例复配,最佳使用浓度为8-14mg/L;同时对溶垢防垢体系的影响因素及效果进行评价,该体系表现出较好的溶垢防垢效果且配伍性良好;最后针对沁水盆地煤层气溶垢防垢配套工艺进行了设计和研究。
【图文】：

的维修成本将会大幅度的增加。气排采现场主要运用以下几种泵型：管式泵、螺杆泵、液力泵。结泵在本区域内煤粉携带能力较弱；偏磨现象严重，需要频繁检泵[5，下层气体进入泵筒后将形成气锁严重影响管式泵的泵效。螺杆泵排砂能力略强于有杆泵，适用于稠油、高粘、含气、含砂原油的举容易发生管杆偏磨，定子容易发生损坏，泵的扬程远低于抽油机。采时，还应考虑气井产液排液能力，部分螺杆泵在管杆偏磨以及煤很大的改进空间。沁水盆地水平井中应用广泛，下面选取射流泵进行介绍。射流泵依作。如图 1-1 所示，高压流体从动力液管中注入后，在喷嘴处喷出量转化，压能全部转化为动能。液体的动能变大，同时压力降到最压降漏斗。动力液从喷嘴喷出后进入到喉管中，在其中因为负压产发生混合（如图 1-2 所示）。混合液紧接着进入扩散管中。扩散管了数倍，在横截面积骤然增大时，流速变低，，动能减小，压力随之液体的压力后，扩散管中的液体便会被举升到地面上。

图 1-2 混合液进入喉管后详况 图 1-3 射流泵井下设备工作筒内没有需要运动的工件，具有较高的可靠性。将射流泵运用于煤中，能够连续有效降压以保证正常的连续排采[6]。压降半径的提高可以范围，推进煤层气在裂隙中的解析速度。将射流泵运用于举升排采中出有着控制作用，另一方面还可以缓解油管偏磨现象，对于煤层气的连用。射流泵在沁水盆地煤层气现场开采的需求量相当大，尤其在水平井流泵可以轻松放置在水平段，降液幅度高，能够有效地改善因水平井对的出煤粉、压裂砂等问题对泵的不良影响。射流泵的出现初步缓解了煤外煤层气溶垢及缓蚀技术研究现状煤层气开采过程中是一种较为普遍的现象，由于难溶微溶的盐类堆积在地面集输管线等位置，导致煤层气无法连续排采。煤层气排采的前期和出，将煤储层中的产出水排到地面上后，储层中的压力降低，促进了煤
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE37

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本文编号：2703365