一种气井除垢解堵方法及采气用固体除垢解堵剂与流程

1.本发明属于气井除垢解堵领域，具体涉及一种气井除垢解堵方法及采气用固体除垢解堵剂。


背景技术：

2.天然气井开发生产过程中，地层水由储层汇至井底，后经由生产管柱随天然气一同举升至地面集输系统，在整个流动过程中，流体的压力、温度等环境条件不断变化，条件变化打破了原有地层流体离子平衡状态，导致产生结垢。这种结垢现象普遍存在，在井眼附近的地层孔喉内和油管壁上，垢体沉积现象尤为明显。油管内壁结垢，一方面减小了过流面积，增大流体流动阻力，导致气井携液量降低，影响气井产量释放(甚至会形成完全堵塞)；另一方面结垢严重的气井，管壁附着大量垢，导致压力等测试仪器无法下入，从而影响气井生产制度的制定，同时影响气田产能预测。因此有必要对气井井筒进行除垢。
3.目前对气井井筒除垢的方法主要包括物理法、机械法和化学法。
4.物理除垢法主要包括高强声波除垢法、高压水射流除垢法、电脉冲除垢法和空穴射流清洗技术等。
5.传统的机械除垢技术是指利用转盘或螺杆钻带动铣刀或其它的类似切削工具转动，对系统器壁施加一个力，钻去器壁上的垢。物理法和机械法施工均需要专业的设备、成本高，且现场施工复杂，对人员、场地要求高。
6.化学法除垢是指用一些化学清洗剂清除地层或设备上的水垢、油污、污泥和腐蚀产物等物的方法，具有除垢效率高、除垢范围广和劳动强度低等特点。主要的化学除垢清洗剂有酸性除垢剂、络合除垢剂、有机络合剂等，根据结垢成分不同选择适合的药剂配方。
7.申请公布号为cn101747881a的中国发明专利公开了一种油水井除垢解堵剂，该专利公开的油水井除垢解堵剂由以下体积百分比的组分组成：复合酸24～55％，表面活性剂3.3～10.3％，络合剂1.5～4％，有机溶剂1～6％，酶制剂0.1～0.3％，所述复合酸为盐酸、乙酸、氢氟酸、柠檬酸、氨基磺酸和聚马来酸酐中的两种或两种以上。这种除垢解堵剂具有对地层、设备伤害小的特点。
8.化学除垢剂一般为液态，当井筒结垢部位的上部有水存在时，从井口注入液体除垢剂，由于有水阻挡，除垢剂很难落到结垢部位，难以达到除垢的目的；即使除垢剂经过长时间扩散下沉到结垢部位，除垢剂也被井筒中的水稀释，也会造成除垢效果不佳。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种气井除垢解堵方法，解决现有除垢方法药剂用量多、效果差的问题。
10.本发明的第二个目的在于提供一种采气用固体除垢解堵剂，能有效去除气井因大量结垢而影响生产的问题。
11.为了实现上述目的，本发明的气井除垢解堵方法的技术方案是：
12.一种气井除垢解堵方法，包括以下步骤：将除垢解堵剂块体投入井筒，下落的除垢解堵剂块体被卡在井筒结垢缩径处，除垢解堵剂块体与地层水接触并发生溶解，与结垢堵塞物反应；所述除垢解堵剂块体的比重为1.2-1.8，由以下质量百分比的组分组成：氨基磺酸45～65％，聚乙烯醇15～35％，糊精15～35％，水1～5％。
13.本发明的采气用固体除垢解堵剂，其比重比水大，从井口投入井筒后，会快速下落到井筒结垢缩径处并停留，与地层水接触、溶解后与结垢堵塞物反应，达到除垢、畅通井筒的目的，具有投放操作方便简单、药剂用量少、除垢效果好的特点，现场适用性强。
14.为方便固体除垢解堵剂的成型，优选的，所述除垢解堵剂块体为棒状。除垢解堵剂块体中，氨基磺酸能够溶解井筒上的结垢产物；聚乙烯醇起粘接作用，并且可以防止压成型的棒状产品碎化，增加产品的机械强度；糊精能够将粉状的氨基磺酸粘接成块状，便于压成棒状。
15.为减小固体除垢解堵剂的下落阻力，方便药剂快速下落，优选的，所述棒状为圆柱棒。
16.本发明的采气用固体除垢解堵剂的技术方案是：
17.一种采气用固体除垢解堵剂，由以下质量百分比的组分组成：氨基磺酸45～65％，聚乙烯醇15～35％，糊精5～25％，水1～5％。
18.本发明的采气用固体除垢解堵剂，是一种缓释药剂，比重比水大；气井结垢位置往往处于井筒下部，该固体除垢解堵剂减少了被井筒中上部水的稀释溶解，在下沉到位于井筒下部的结垢部位发挥除垢作用，实现结垢部位定点释放，局部药剂浓度高，除垢效果好，药剂利用率高。
19.为进一步优化除垢解堵剂的控制释放能力，优选的，所述采气用固体除垢解堵剂成型为块体。更有选的，所述块体为棒状。进一步优选的，所述棒状为圆柱棒。成型优选采用压制成型，压制的压力优选为100～200吨。
20.不同气井的结垢程度不一样，结垢程度不一样对解堵剂的溶解时间需要也不一样，结垢严重的气井，需要作用时间就长，所以要求固体除垢解堵剂溶解就慢，作用在结垢产物上的时间就越长。产品可以通过调整聚乙烯醇、糊精、氨基磺酸的比例来调整产品的溶解时间。
附图说明
21.图1为本发明实验例中固体解堵剂溶解实验装置的结构示意图；
22.其中，1-溶解装置，2-空气压缩机，3-调压阀，4-气体质量流量控制器，5-水泵，6-液体质量流量控制器；
23.图2为不同配比的固体解堵剂溶解过程中质量随时间变化图；
24.图3为实施例1的固体解堵剂不同溶解时间的照片变化图；
25.图4为结垢油管溶垢前后照片。
具体实施方式
26.下面结合具体实验例对本发明的实施方式进行详细说明。
27.以下实施例中，本发明选用聚乙烯醇型号为pva24-88，聚合度为2400-2500，分子
量为118000-124000。
28.一、本发明的气井除垢解堵方法的具体实施例
29.实施例1
30.本实施例的气井除垢解堵方法，包括以下步骤：将圆柱棒状除垢解堵剂投入井筒，下落的除垢解堵剂被卡在井筒结垢缩径处，与地层水接触并发生溶解，与结垢堵塞物反应。
31.圆柱棒状除垢解堵剂由以下质量百分比的组分组成：氨基磺酸50％，聚乙烯醇30％，糊精15％，水5％。
32.具体制备方法为：将糊精、聚乙烯醇和水混合均匀，然后加入氨基磺酸混合均匀，将混合物料填充在液压机模具中，设置液压机工作压力为150吨，最后液压成棒状。通过测试5根成型的固体解堵剂的质量与体积，计算出固体解堵剂的密度为1.4g/cm3左右。
33.实施例2
34.本实施例的气井除垢解堵方法，包括以下步骤：将圆柱棒状除垢解堵剂投入井筒，下落的除垢解堵剂被卡在井筒结垢缩径处，与地层水接触并发生溶解，与结垢堵塞物反应。
35.圆柱棒状除垢解堵剂由以下质量百分比的组分组成：氨基磺酸45％，聚乙烯醇24％，糊精30％，水1％。
36.具体制备方法为：将糊精、聚乙烯醇和水混合均匀，然后加入氨基磺酸混合均匀，将混合物料填充在液压机模具中，设置液压机工作压力为120吨，最后液压成棒状。通过测试5根成型的固体解堵剂的质量与体积，计算出固体解堵剂的密度为1.2g/cm3左右。
37.实施例3
38.本实施例的气井除垢解堵方法，包括以下步骤：将圆柱棒状除垢解堵剂投入井筒，下落的除垢解堵剂被卡在井筒结垢缩径处，与地层水接触并发生溶解，与结垢堵塞物反应。
39.圆柱棒状除垢解堵剂由以下质量百分比的组分组成：氨基磺酸65％，聚乙烯醇15％，糊精18％，水2％。
40.具体制备方法为：将糊精、聚乙烯醇和水混合均匀，然后加入氨基磺酸混合均匀，将混合物料填充在液压机模具中，设置液压机工作压力为190吨，最后液压成棒状。通过测试5根成型的固体解堵剂的质量与体积，计算出固体解堵剂的密度为1.8g/cm3左右。
41.在本发明的气井除垢解堵方法中，除垢解堵剂块体可以为方形棒或其他异形形状，以能够方便被结垢位置卡住为最佳。除垢解堵剂块体的长度、外径尺寸可根据油管尺寸、井口采气树的尺寸进行调整。
42.二、本发明的采气用固体除垢解堵剂的具体实施例
43.实施例4
44.本实施例的采气用固体除垢解堵剂，与实施例1中的除垢解堵剂相同。
45.实施例5
46.本实施例的采气用固体除垢解堵剂，与实施例2中的除垢解堵剂相同。
47.实施例6
48.本实施例的采气用固体除垢解堵剂，与实施例3中的除垢解堵剂相同。
49.三、实验例
50.实验例1固体解堵剂溶解速度评价
51.1、实验装置
52.采用固体解堵剂溶解实验装置进行溶解速度评价，其结构示意图如图1所示，包括溶解装置1，空气压缩机2，调压阀3，气体质量流量控制器4，水泵5，液体质量流量控制器6。
53.空气压缩机2提供气源；调压阀3调节供气系统压力；气体质量流量控制器4控制、调节气源进入溶解装置1的流量；液体质量流量控制器6控制、调节水源进入溶解装置1的流量；溶解装置1是有机玻璃材质，其作用是放置固溶解堵剂，固体解堵剂与水、气在容器内接触、溶解。
54.测试原理为：气源、水源从溶解装置底部进入，顶部流出，固体解堵剂在溶解装置内与气流、水流接触，在连续气流、水流冲刷作用下，不断溶解。
55.2、具体实验方法如下：
56.(1)称取固体解堵剂质量，即药剂实验前质量，再将固体解堵剂放入溶解装置中，垫好密封圈，对称拧紧装置密封盖螺栓，连接好进气、进水管线。
57.(2)打开空气压缩机，开启监测系统，在气流控制系统上设置气流量为50l/min，开启气流控制阀，调节气流量为50l/min，同时打开水源，调节进水流量为100l/h。实验中观察该固体解堵剂溶解情况，每30min取出称量，并拍摄剩余固体解堵剂照片。
58.3、固体解堵剂溶解情况
59.不同实施例的圆柱棒状除垢解堵剂的溶解测试结果如表1所示。
60.表1不同配比固体解堵剂溶解测试结果
61.62.不同配比的固体解堵剂溶解过程中质量随时间变化图如图2(1号配比、2号配比、3号配比分别对应实施例1、实施例2、实施例3)所示。
63.实施例1的固体解堵剂不同溶解时间的照片变化图如图3所示，图3中按箭头方向依次为实施例1的固体解堵剂溶解前、溶解0.5h、溶解1h、溶解1.5h、溶解2h、溶解3h、溶解4h、溶解5h、溶解6h、溶解7h、溶解8h、溶解9h、溶解10h。
64.4、实验结论：
65.(1)三种配比固体解堵剂在相同气流和水流冲刷下不断溶解，刚开始溶化速度较缓慢，但随着时间的延长，药剂的溶解速率逐渐加快；当药剂溶解到一定程度后，体积逐渐减少，气流和水流的冲刷的接触面积逐渐减小，单位时间内溶解量逐渐减小，溶解速率也逐渐减小。
66.(2)对比三种配比固体解堵剂在相同条件下溶解实验：固体解堵剂溶解时间为4-10小时。
67.实验例2固体解堵剂溶垢效果评价
68.1、实验垢样
69.实验垢样为大牛地气田dk27井垢样。
70.垢样外观情况：片状垢样呈黄色；油管结垢排列致密，坚硬，表面呈灰色，内部呈黄色。
71.2、实验方法
72.(1)称取200.00g实施例1中使用的固体解堵剂于烧杯中，加入1800.00g蒸馏水，搅拌至固体解堵剂完全溶解，备用。
73.(2)加入200g配置好的解堵剂溶液于烧杯中，将结垢油管浸入解堵剂中，每30min后取出结垢油管，擦干并称重。
74.用上述同样方法，反复将结垢油管浸入解堵剂中，直到油管内壁结垢完全溶解。
75.3、实验结果
76.结垢油管在解堵剂溶液中的溶垢情况如表2所示。
77.表2结垢油管在解堵剂溶液中的溶垢评价
[0078][0079]
结垢油管溶垢前后照片如图4所示。如图4中，由左至右依次为溶垢前、第1轮、第2轮、第3轮。
[0080]
结果表明，实施例的解堵剂对油管内壁结垢有较好溶解效果。经过两轮周期的溶解，油管内壁的结垢仅余少量垢样，第三轮周期仅用5分钟把剩余垢样完全溶解。