闫 峰

(中国石油辽河油田分公司，辽宁 盘锦 124010)

0 引 言

英西油田位于柴达木盆地西部南区，属于典型的裂缝型油气藏，主要有盐间和盐下2个油层，油藏的主要特点是矿化度高，地层水中含有大量的无机盐，主要以NaCl为主，同时含有少量的Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-。在油井生产时，由于温度、压力下降，盐的溶解度降低，不断有盐沉积在油管和套管的管壁及抽油杆上，井况变差，严重时可能造成油井大修。为了清除盐垢，缩短了检泵周期及洗井周期，增加了生产维护费用。为此，开展了防盐剂研究，新研制的YH-I防盐剂为复合型防盐剂，具有综合防盐作用。YH-I防盐剂的成功研制对保证英西油田油井正常生产具有重要意义。

1 油井结盐机理

英西油田地层水矿化度高，Na+、Cl-含量也很高，矿化度为22×104～26×104mg/L，Na+含量为4×104～5×104mg/L，Cl-含量为9×104～12×104mg/L，地层水已接近饱和或达到饱和状态。在生产过程中，由于温度、压力降低，地层水变为过饱和盐水，析出大量NaCl晶体，晶体不断按规则晶格结构堆积，逐渐变大形成盐块，造成油井盐堵[1-2]。

2 YH-I复合防盐剂防盐机理

根据英西油田结盐机理进行了防盐剂的研制，其主要思路为：一是增加盐在水中的溶解度，二是防止盐晶体聚集变大[3-5]。

YH-I防盐剂属于复合型防盐剂，由3种组分组成：第1种组分是复杂阴离子盐MYn，M可以是Fe或者是Co，或2种金属的组合，Y可以是氰根CN-或草酸根C2O42-，或两者的组合；第2种组分主要由烷基苯磺酸盐类组成；第3种组分由含氮或磷的表面活性剂组成。YH-I防盐剂的防盐机理主要有以3个方面[6-8]。

(1) 改变晶格结构。防盐剂加入盐水中，防盐剂中的烷基苯磺酸盐的正、负基团分别吸附Na+和Cl-，很大程度地扭曲了氯化钠晶体结构，使晶体不能按规则晶格形式堆积，形成的晶体很松散，可以被井下流体带走，避免了晶体继续变大，从而起到防止油井结盐的目的[9-10](图1)。

(2) 络合增溶机理。防盐剂加入盐水中，复杂阴离子盐与水中的金属离子形成可溶性络合物，或以絮状物存在，同时，防盐剂分子吸附钠离子，减少了钠离子的自由移动，防止形成晶核，增加了盐的溶解度，避免了大量盐晶体过饱和析出，减缓了油井结盐的程度[11-13]。

(3) 盐结晶分散作用。防盐剂加入盐水中，含氮或磷的表面活性剂中的氮或磷具有极强的吸附作用，表面活性剂在氯化钠晶体表面形成活性膜，活性膜具有润滑作用，使盐晶分散，不利于形成盐晶析出[14-16](图2)。

图1 晶格结构变化

图2 盐结晶分散

由图1、2可知，加药前的大颗粒六面体高硬度结晶，加药后变为分散的无定型微小颗粒结晶，大部分结晶可分散在液体中随产出液排出井口，不会在井筒中结盐。

3 防盐剂效果评价

选取不同的防盐剂进行防盐效果评价。其中，KJ-Ⅰ、DL-Ⅰ、LN-Ⅰ 3种防盐剂为不同配方的增溶型防盐剂；HS-Ⅰ、DJ-Ⅰ、LH-Ⅱ 3种防盐剂为不同配方的增溶分散型防盐剂；新研制的YH-Ⅰ型防盐剂具有增溶、分散、改变晶体结构的作用[17-20]。

3.1 增溶率评价

防盐剂溶于水后，与水中金属离子形成可溶性络合物，提高盐在水中的溶解度，因此，增溶率是评价防盐剂的静态指标之一。增溶率评价方法为：取等量100 ℃饱和盐水2份，一份不加防盐剂，另一份加入防盐剂，然后冷却至室温，用硝酸银标准溶液对盐水中氯离子进行滴定，分别记录2份盐水消耗的硝酸银标准溶液体积，计算增溶率[21-24]：

Q=(V1-V2)/V2

(1)

式中：Q为增溶率，%；V1为加药后消耗的AgNO3体积，mL；V2为未加药消耗的AgNO3体积，mL。

对7种防盐剂进行了增溶率评价，实验结果见表1。

由表1可知：YH-Ⅰ防盐剂防盐效果最好，加药量为0.3%时，增溶率可达到8.72%。氯化钠在80 ℃时的溶解度比0 ℃时的溶解度可增加7.56%[25-26]。YH-Ⅰ防盐剂的增溶率可达到8.72%，说明加入YH-Ⅰ防盐剂后，油井产出液从80 ℃降至到0 ℃时，理论上也不会有盐结晶析出。

表1 防盐剂增溶率评价实验数据

3.2 防盐率评价

防盐剂加入盐水中，可以防止盐水降温过程中盐的析出，因此，防盐率是动态法评价防盐剂防盐效果的重要指标。具体评价方法为[27-28]：室温下配制2份500 mL饱和盐水，一份不加防盐剂，另一份加入防盐剂。将2个U型空心管称重后用乳胶管连接，乳胶管另一端与自来水管连接，通入自来水作为循环水，2个U型空心管分别放入上述2份饱和盐水中，加热至水量蒸发减少至400 mL，强制盐析出，取出U型管，并称重，计算防盐率：

P=(W1-W2)/W1

(2)

式中：P为防盐率，%；W1为未加药的结盐量，g；W2为加药的结盐量，g。

利用防盐率测定实验装置对7种防盐剂的防盐率进行了测试，实验结果见表2、图3。

表2 防盐率评价实验数据

图3 防盐率实验结果

由表2可知，新研制的YH-Ⅰ防盐剂加药量为0.3%时，防盐率最高，可达到98.70%。由图3可知，加入防盐剂后，U型空心管外壁上几乎没有盐结晶，防盐效果良好。

3.3 防盐剂与原油配伍性评价

防盐剂与原油接触混合，由于防盐剂中含有表面活性剂成分，是否会对原油破乳脱水造成影响，需通过实验来验证。为此，进行了防盐剂与原油配伍性评价实验。实验用油为英西油田狮1-3H1、狮47-1井原油油样，YH-Ⅰ防盐剂量为0.3%，破乳剂质量分数为100 mg/L。配伍性评价实验结果[29-30]见表3。

表3 防盐剂与原油配伍性评价实验

由表3可知，加防盐剂前后原油脱水率几乎一致，即防盐剂与原油的配伍性很好。

4 现场应用

在英西油田选择2口结盐严重的油井进行现场试验。

4.1 工艺参数

狮1-3H1井日产油为1.5 t/d，日产水为32.0 m3/d，矿化度为26×104mg/L，平均洗井周期为16 d；狮47-1井日产油为1.4 t/d，日产水为16.0 m3/d，矿化度为22×104mg/L，平均洗井周期为14 d。为解决频繁洗井的问题，决定采取加药泵在井口连续点滴加药的方式来防止油井结盐。

油井加药量根据2口井加药前20 d的平均产水量来确定，加药量为产水量的0.3%。狮1-3H1井日加药量为96 kg/d，狮47-1井日加药量为48 kg/d。

4.2 应用效果

(1) 狮1-3H1井应用情况。该井于2017年11月1日洗井50 m3，安装加药设备，日加药量为100 kg/d，共加药100 d。加防盐剂前该井平均洗井周期为16 d，加药后平均洗井周期延长了至少86 d，且抽油杆上下行电流、日产油平稳(图4)，防盐效果良好。

(2) 狮47-1井应用情况。该井于2017年11月5日开展防盐剂防盐试验，日加药量为50 kg/d，共加药95 d。加防盐剂前该井洗井周期平均为14 d，加药后洗井周期至少延长了79 d，且抽油杆上下行电流、日产油平稳(图5)，防盐效果良好。

图4 狮1-3H1井采油参数曲线

图5 狮47-1井采油参数曲线

(3) 经济效益。以狮47-1井为例，加防盐剂月费用为1.2×104元，若不加防盐剂，洗井加连续掺清水的月费用为2.1×104元，月节省费用为0.9×104元，年节省费用为10.8×104元。英西区块结盐严重的油井有40多口，采用加防盐剂防止油井结盐，预计全年节约费用为430.0×104元。

5 结 论

(1) 实验表明，新研发的YH-I防盐剂同时具有增溶和改变盐结晶形态的作用，即使有盐析出，也不会聚结成块，而是均匀分散在产出液中并随产出液排出井口。

(2) YH-Ⅰ防盐剂在加药量为0.3%时，增溶率达8.72%，防盐率达到98.7%，可有效解决油井因盐析而发生堵塞的问题，且防盐剂与原油配伍性良好。

(3) 狮1-3H1、狮47-1井加入防盐剂后，洗井周期平均延长了至少82 d，加药期间2口井生产运行平稳，产油量均有小幅提高，防盐效果显著。