硫酸钡结垢动力学瞬态模型研究

注水是维持地层压力及提高原油采收率的最主要开发方式。当注入水与地层水混合后,由于注入水中的SO_4^(2-)与地层水中的Ba^(2+)的化学不相容性,将产生BaSO_4垢,堵塞储层的孔隙与喉道,造成严重的储层损害。为了定量预测硫酸钡结垢量,首先,在Bedrikovetsky经典动力学模型的基础上,详细推导了含扩散项的硫酸钡结垢动力学瞬态模型,对模型有限差分并利用第四和第五阶Runge-Kutta方程求出数值解,避免了国内外已有的模求解过程中做出岩芯入口端Ba^(2+)浓度与SO_4^(2-)浓度比远小于1的假设,提高了模型的适用性。然后,通过岩芯瞬态驱替实验测定岩芯出口端Ba^(2+)的浓度,利用浓度数据反演出模型中的两个重要系数——扩散系数和反应速率常数。最后,研究了低SO_4^(2-)浓度的注入水驱替不同PV时岩芯中硫酸钡结垢量的分布。结果表明:随着驱替体积增加,岩芯内的硫酸钡结垢量增大;沿岩芯长度方向上的结垢量呈先增大后减小趋势;岩芯内最大结垢量的位置向岩芯中部偏移。

硫酸钡结垢对岩心渗透率影响模型研究

油田注水过程中,含SO_4^(2-)的注入水与含Ba^(2+)地层水不配伍将导致硫酸钡垢产生,堵塞地层孔喉,造成严重的渗透率下降。建立合理的数学模型,精确地预测岩心渗透率的变化,对于选择合理的注水方案具有重要意义。首先研究了Bedrikovetsky化学动力学模型,在此基础上优化了模型的求解方法,避免了国内外已有的硫酸钡结垢动力学模型的求解方法中做出的岩心入口端Ba^(2+)与SO_4^(2-)浓度比远小于1的假设;其次,改进了模型中的三个重要参数——扩散系数、反应速率常数和地层损害系数的求取方法;最后,针对来自长庆油田的两块岩心求模型参数,对模型有限差分并在0≤T≤T_f范围内利用Runge-Kutta方法求数值解,得出了驱替至不同孔隙体积倍数时岩心中无因次Ba^(2+)浓度分布、硫酸钡结垢量分布及岩心渗透率比值的变化。结果表明:岩心中有少量的硫酸钡垢生成时,渗透率便迅速下降。随着驱替孔隙体积倍数增加,岩心中Ba^(2+)含量减小;SO_4^(2-)含量增加;岩心中结垢量增大;岩心的渗透率降低。

采油井近井地带硫酸钡结垢模型研究

在油田注水开发时,地层水和沿流线方向突进的注入水在采油井近井地带混合。汇聚径向流使得注入水中的SO4^2-与地层水的Ba^2+充分混合并生成BaSO4沉淀,导致近井地带地层结垢堵塞,影响油井正常生产。文中对采油井近井地带硫酸钡结垢模型进行研究,模拟了不同注水阶段时采油井近井地带的Ba^2+浓度分布和BaSO4结垢量分布,对现场的防垢工作提供一定的理论支撑。

涠洲11—1N油田管柱结垢机理及除垢剂性能评价

涠洲11—1N油田结垢优势成分为硫酸钡。油井见水后,近井地带复杂的渗流环境,造成注入水中硫酸根离子与地层水中钡离子的强烈混合,形成大量硫酸钡结垢,并随生产进入井筒和流程。新型聚羧酸盐类除垢剂SA—07对硫酸钡垢具有较强的溶垢能力,且对于硫酸钡垢具有极强的分散作用。两种机理协同作用,不仅会增加垢样与药剂接触的比表面,增加药剂处理性能,还有利于处理后垢样从管柱、储层中返出。新型除垢剂推荐用量体积浓度为40%,除垢时间24 h,反应温度80℃,p H值为6。