為解決三元復合驅后油井結垢問題，理清三元復合驅后油井結垢的機理及垢的成分，研究人員發(fā)現了微量硒化鈉“共軛”咪唑啉可抑制無機酸腐蝕金屬的規(guī)律，配制出油井清防垢劑的配方和防止方法。室內評價表明，清垢劑加量 20~30mg/L 時，清垢率大于60%，防垢率大于 95%；現場應用后，不僅解決了垢卡泵、井筒管桿的結垢問題，而且節(jié)約油井能耗，為其它油田解決同類問題提供了可借鑒的技術思路。
 
新方法解決三元復合驅的弊端
 
自 20 世紀 70 年代，Burdyn R F與 Holm L W 首次公開報道三元復合驅提高采收率以來，國內外諸多學者研究認為，三元復合驅可比聚合物驅提高采收率 10 個百分點以上，比水驅提高采收率 20 個百分點以上，并被許多油藏開發(fā)實踐所證明。令人頭疼的是，三元復合驅溶液被驅替到油井后，近井地帶的壓力和流速會劇烈變化，體系中離子濃度平衡失穩(wěn)，井筒、井下和地面設備出現結垢、腐蝕現象，卡泵事故頻繁發(fā)生。
 
研究人員研制了以復合酸、 螯合劑、表面活性劑、緩蝕劑等組成的清垢劑清垢率 80~90%；提出防止結垢與腐蝕聯作的技術思路，并得到了現場認可；研制的無間隙自適應防卡泵與常規(guī)柱塞泵相比三元復合驅油井平均檢泵周期由50d 左右提高到 400d 左右；應用陶瓷轉子螺桿泵也較好地解決了大慶油田三元復合驅過程中普遍螺桿泵結垢嚴重的問題；研究人員發(fā)現，三元復合驅油井結垢除影響機采井正常生產外，油井的電能消耗及洗井頻次的增加，導致電、氣等能耗成本增加；在電鏡下研究三元復合驅采出水硅垢沉積規(guī)律的啟發(fā)下，研究人員理清了三元復合驅后油井所結垢的成分，發(fā)現微量硒化鈉“共軛”咪唑啉抑制無機酸腐蝕金屬的規(guī)律，發(fā)明了三元復合驅后油井清防垢的方法，解決了垢卡泵、井筒管桿的結垢問題，而且能節(jié)約油井能耗。現場百余口油井應用后，三元復合驅后油井平均檢泵周期由 70d 左右提高到 600d 左右，單井能耗降低 23.19 個百分點。
 
依據井垢特征合成新型清垢劑
 
從三元復合驅油井中的泵筒、油管、尾管、篩管、抽油桿等部位獲取垢樣，雖然不同油藏及井筒中不同部位的垢樣，在外觀上有呈鱗片狀的淺黃色垢、顆粒狀的褐色垢，但其主要礦物成分包括非晶質 SiO 2 、方解石和BaSO 4 ，且含有碎屑石英、碎屑長石、碎屑黏土顆粒和黃鐵礦。其組分主要有CaSiO 3 、MgSiO 3 、CaCO 3 、CaSO 4 、Mg(OH) 2 、Ca(OH) 2 、 MgCO 3 及鐵鹽等，掃描電鏡觀察垢層在縱向上具有明顯的微細層狀構造特征。
 
硅垢和碳酸鹽垢是三元復合驅油井垢的主要類型，垢樣的成分基本相同，差別僅在其含量上，清防垢劑的配方可針對不同油藏其調整不同組分的配比。清防垢劑的總體配方中各組分的重量百分比為：羥基五甲叉膦酸15.2~17.8％；鹽酸 3.5~4.0％；氫氟酸3.0~3.2％；維生素 C0.05~0.06％；膦基聚馬來酸酐防垢劑 21.5~24％；烏洛托品 2.5~3.0％；USP2 烷基為十五烷基 5.7~6.2％；C12~C18 脂肪醇聚氧乙烯 (10) 醚 2.5~3.0％；濃度為 0.3~0.5％的硒化鈉水溶液 0.001~0.0015％；甲醇15~20％；其余為水。
 
將羥基五甲叉膦酸、膦基聚馬來酸 酐 防 垢 劑、C12~C18 脂 肪 醇 聚 氧乙烯 (10) 醚按比例加入搪瓷反應釜。加入需要加入水的 5%，緩慢升溫到45~50℃。攪拌 30 分鐘，再依次按比例 USP2 烷基為十五烷基、烏洛托品、鹽酸、氫氟酸，邊加邊攪拌，然后按比例加入硒化鈉、維生素 C、甲醇，攪拌30 分鐘后，最后加入剩余部分的水并攪拌30分鐘， 停止加熱， 邊冷卻邊攪拌，冷卻至常溫，得到新型清垢劑，即三元復合驅油井清防垢劑。
 
三元復合驅油井清防垢劑現場應用
 
將清防垢劑配制成含量為 10mg/L、15mg/L、20mg/L、25 mg/L、30mg/L 的水溶液，在恒溫 50℃、72h，進行溶垢性能試驗，清防垢劑濃度大于20mg/L 時，清垢率不低于 60%。室內在 10 只燒杯中各加入 500mL 三元復合驅后油井采出水，其中 5 只燒杯中按 10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30 mg/L 的濃度加入清防垢劑，將 10 個相同規(guī)格的 Q235 掛片分別放入 10 只燒杯中，恒溫 50℃、72h后取出掛片，測定其結垢量，并計算其防垢率。清防垢劑加量大于 15mg/L 時， 防 垢 率 大 于 90%， 加 量 大 于20mg/L 時，防垢率大于 95%，考慮到清垢劑的清垢效果，現場加量確定為20~30mg/L。
 
現場上日常維護時，工作人員按照三元復合驅油井清防垢劑的最佳加量應用，油井平均檢泵周期由 70d 左右提高到 600d 左右，平均單井耗電從672.3kW.h/d 降 至 516.4kW.h/d， 單井能耗降低 23.19 個百分點，單井平均日節(jié)省電費 122.38 元。自從研究人員發(fā)現微量硒化鈉“共軛”咪唑啉抑制無機酸腐蝕金屬的規(guī)律，研制出油井清防垢的新方法后，不僅解決了垢卡泵、井筒管桿的結垢問題，而且節(jié)約油井能耗，滿足油田生產正常運行和節(jié)能的目的。