一种数控式加药装置的研制与应用

摘 要：为解决三元复合驱采出井固体防垢工作量大、成本高、不能因结垢速度变化调整防垢剂溶出量及防垢剂载体不溶解堵塞筛管等问题，研究了一种应用于三元复合驱采出井的数控式加药装置。可根据油井所处结垢阶段的不同，在该装置的集成控制器上设定每天的加药次数及单次加药时间，满足三元复合驱采出井在不同结垢阶段的防垢需要。截止2012年底，三个区块现场应用58口井，与未采取措施前相比，油井检泵周期延长3 4倍，单井每年减少作业2 4次，取得了较好的应用效果。

关键词：三元复合驱 采出井防垢 加药装置 检泵周期

三元复合驱技术是大庆油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段[1]。但在现场试验过程中存在机采井结垢严重的问题，结垢井比例占70%以上，结垢后频繁卡泵、断杆，使检泵周期大幅缩短，降低了机采井运行时率。以往的三元复合驱采出井防垢是在采出井油管底部加挂固体防垢器，但采用固体防垢方式存在一些问题，一是加挂固体防垢器需对油井起管柱作业，导致工作量大、成本高；二是三元复合驱采出井在不同的结垢阶段结垢速度和垢质成分均不同[1，2]，因此，固体防垢剂无法因垢质成分和结垢速度的变化及时调整防垢剂配方及用量[3]；三是存在防垢剂的载体不溶解，造成井下筛管堵死的现象[4]。

为解决上述问题，研究出了一种新型数控式加药装，可以根据油井所处不同结垢阶段垢质成分和结垢速度的差异性，有针对性的调整防垢剂配方及加药量，保证了三元油井现场防垢效果。另外该装置解决了北方冬季天气寒冷，加药装置及管线冻结无法加药的问题。

该数控式加药装主要由保温箱、储药罐、加药泵、电机、加热器、集成控制器、电极电压力表、Y型过滤器等部分组成，见图1。

一、工作原理

根据装置应用油井的垢质成分，将相应的防垢剂加入到储药罐中，按照加药井施工设计要求，在集成控制器上设定每天的加药次数及单次的加药时间。开启阀门2、3、4，开始正常加药。冬季在集成控制器上将加热器的温度设定在20±5℃内，保持箱药剂内的温度，避免药剂冻结。

二、技术参数

1.数控式加药装最高工作压力6.0MPa、工作环境温度：-40～50℃；

2.储药罐盛药量500kg、加药量误差15d；

3.电极点压力表的压力上下限在0～10MPa之间。

三、技术特点

1.三元复合驱采出井的结垢速度随着三元体系的不断注入在不断变化，应用该装置可根据三元复合驱采出井所处结垢阶段的结垢速度，在集成控制器上设定每天的加药次数及单次加药时间，保证三元复合驱采出井在不同结垢时期的防垢效果；

2.加药装置中的电极点压力表具有超压保护功能。依据油井套压及管线承压能力可设定电极点压力表上压力的上下线，当加药管线中的压力高于设定的压力上限时，电极点压力表立即向集成控制器传输信号，关闭电机、停止加药；相反，当加药管线中的压力低于设定的压力下限时，电极点压力表立即向集成控制器传输信号，启动电机、开始加药；

3.数控式加药装内部有加热器，冬季可以将温度恒定20±5℃范围内。另外，装置与油井井口连接的加药管路采用三层保温：里层缠有加热带，中部套有保温层，外层有保温橡胶管，密封防水，使药剂在20±5℃恒温输送，保证了冬季的正常加药；

4.加药泵与储药罐之间连接的Y型过滤器过滤精度为1mm，保证液体药剂在进入加药泵时无大粒径的杂质，避免造成加药泵堵塞，过滤器采用丝扣连接，拆装及清洗极为方便；

5.加药泵上使用量大口径单流阀（直径15mm），经过滤器后溶液中夹杂的小于1mm的颗粒杂质进入泵阀后，会直接通过泵阀，不会造成进液口堵塞，增加了单流阀动作的可靠性，避免了杂质堵塞、无法正常加药的问题。

四、现场应用及效果评价

截止2011年底，应用该装置在北一断东、南五区、喇嘛甸北东块三个三元区块采取了液体防垢加药58口井，其中北1断东加药井检泵周期平均已达到382天，与未采取措施前相比，油井检泵周期延长3～4倍，单井每年减少作业2～4次，见表1。

采用数控式加药装进行防垢加药工艺后，58口井每年减少作业208次，节约材料和施工费用624万元，扣除防垢措施成本366万元，累计创效益260万元。同时保证了油田开发效果，解决了三元复合驱采油工程配套技术中“因结垢导致油井检泵周期短”的瓶颈问题，为大庆油田的稳产奠定了坚实的技术基础，为复合驱大面积推广应用提供了工艺保障。

五、结论

该新型微电脑数控加药装置操作方便、简单易学、可保证冬季正常加药。应用该装置解决了三元复合驱采出井固体防垢措施工作量大、成本高、无法及时调整防垢剂配方及用量、防垢剂的载体不溶解堵塞筛管等问题，与未采取该防垢措施前相比，油井检泵周期得到明显延长，既降低工作量、减少生产成本，又提高了三元驱机采井运行时率，保证了油田开发效果，为大庆油田的稳产提供了技术保障。

参考文献

[1]王玉普，程杰成.三元复合驱过程中的结垢特点和机采方式适应性[J]. 大庆石油学院学报，2003，27（2）：21.

[2]周万富，张士诚，王庆国，等.强碱三元复合驱长岩心模拟实验中成垢离子变化规律[J].大庆石油学院学报，2010，34（2）：78～80.

[3]徐国民，蒋玉梅.强碱三元复合驱化学防垢技术研究[J].油气田地面工程，2008，27（10）：24.

[4]徐国民.三元复合驱注采工艺存在的问题及发展方向[J].石油机械，2009，37（2）：78.