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震荡磁场完美解决油田结垢问题

震荡磁场完美解决油田结垢问题

ClearWELL技术另辟蹊径,无需化学品与干预作业,仅依靠一台的射频脉冲发生器,即可实现油田结垢的控制与预防。

编译丨TOM

矿物结垢是油气作业者的主要关注点,每年耗费在预防与处理上的成本,高达数十亿美元。目前,业内纷纷收紧银根,尽可能的提高经济效益。因此,必须建立有效的结垢控制流程,以最大限度地提高原油采收率与投资回报率。

矿物离子都是溶解在地层水中,生产作业却可导致结晶化合物的沉淀,如方解石与重晶石。如果这些晶体附着在管壁上,就会形成硬垢,从而限制了产量,缩短了生产设备的使用寿命。

通常,利用预防性措施、化学抑制剂、补救性处理(如酸化作业与研磨作业)来控制油田结垢。本文将介绍一种预防结垢的简易方法,可给作业者带来巨大价值。凭借更好的流动保障,最大限度地提高产量,降低因油井干预而造成的成本与产量损失。

FrontRow公司推出的ClearWELL,是一种不使用化学品的结垢控制技术,该技术使用射频脉冲来避免结垢以及随之而来的流量保障问题。

传统除垢方法

当发生结垢后,油气行业通常依赖于传统的油井干预解决方案。虽然这些方法可以取得一定程度的效果,但它们往往成本极高,还需考虑到关井期间的产量损失,而且其效果无法持久。

设备动复员、人力、租金、推迟生产都可造成高昂的支出,因此,作业者会尽可能推迟除垢作业,这种情况并不少见。这些公司通常会采用预防性的策略与作业计划来实现这一目标。

为了确保干预作业的有效性可维持更长时间,作业者通过连续注入化学品,来抑制结垢的形成。然而,这种作业的成功与否,取决于结垢类型、周围环境与井况的影响。

许多生产井位于偏远地区,远离主要基础设施与道路网,地理位置则会带来特定的问题。这意味着,定期进入井场监测化学品注入系统可能是困难且费时的。极端温度,无论是高温还是低温,也会使化学品的存储成为问题。例如,加拿大与美国北部的冬季气温低于零度,可能导致化学抑制剂在容器中冻结,无法使用。

现代结垢控制

ClearWELL是一种无需井干预的结垢控制方法。信号发生器连接至靠近井口的出油管线,不会对油井的完整性造成任何影响。射频脉冲沿油管与出油管线射入,可在井筒内产生振荡电磁场。

ClearWELL不是抑制剂。它不是为了干扰矿物溶解度的热力学而设计的。相反,它会影响结晶动力学,使流体中迅速形成许多极细晶体。如今,振荡磁场越来越多地用于控制超饱和溶液与过冷液体的结晶,以达到科学与工业目的。

震荡磁场完美解决油田结垢问题

流体中大晶体的形成,会在流动表面形成结垢,若形成的仅是细小晶体,则改变了固相处理的本质。问题已不在是如何去除管壁上的硬垢,而变为输送,必须拥有足够的流速将分散的晶体带出井外。晶体输送并非棘手的难题,除非是在低产井中产出大量重晶石。

即使在极端条件下,信号发生器也能进行远程操控,该设备已经部署在沙漠与苔原环境中。这些设备依靠太阳能供电,且内置了卫星通信系统,可从世界任何地方监测现场数百台设备,从而无需现场作业人员。

提高抽油井效率

在装有电潜泵(ESP)的生产井中,结垢问题尤为突出:限制了生产油管的过流面积,进而增加了泵功率;泵内部与电机外部的结垢会降低设备的可靠性。尤其是方解石结垢,电机外壳的高温有助于其快速结垢,进而影响了电机的冷却,导致其过早失效。

近期,在加拿大阿尔伯塔的某个油田部署了若干ClearWELL设备,那里的井正遭受严重的方解石结垢,大大降低了产量与已安装电潜泵的性能。结垢也加剧了井内积蜡带来的负面影响。

电潜泵的寿命很短。若不进行化学处理,一个常规电潜泵在运行两个月后就会失效。然而,即使定期注射化学抑制剂且每月批量处理积蜡,该泵的平均运行寿命仍然只有4个月左右。

为解决15口井的电潜泵故障,作业者研究出一种油井干预策略。然而,化学除垢干预作业将造成每年近一百万美元的费用,泵故障以及更换成本每年高达五百万美元。在执行干预作业的停机期间,产量损失也会给作业者带来额外的成本支出。

该作业者转换思路,将ClearWELL设备应用于其中四口井,60天后效果显著,减少了结垢与电潜泵故障,改善了流动特性,因此,该作业者在所有15口井中都部署了ClearWELL设备。每台设备都在一天内安装完毕。

安装后,电潜泵的故障率明显降低,电潜泵可连续使用一年以上,到那时产量自然递减,电潜泵顺势更换为杆式泵。在保持安装了ClearWELL的情况下,泵的流量特性与积垢的持续控制得到了不断改善。

部署该系统,作业者则无需在电潜泵井中花费化学除垢费用。更重要的是,防止电潜泵过早失效,可获得显著的成本节省与产量增加。最终,ClearWELL每年为该作业者节省了约50万美元,而且每年每口井增加了100万美元的产量。因此,后来该作业者在所有新的电潜泵井中都部署了该技术,不再依赖化学抑制剂。

随着油气行业持续开发出提高油气采收率的低成本工艺,油田结垢仍然是作业者需要解决的棘手问题。干预、停产、延期生产造成的高支出,正促使作业者选用创新技术来解决这些问题,以产生切实的效益。ClearWELL系统可提供长期的积垢预防,帮助油气行业在整个生产周期中实现最佳产能。

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