Enmax防垢防蜡工具中海油技术交流

ENMAX防垢防蜡工具在油田应用汇报2008年4月18日汇报人：张自友恩曼技术（北京）有限公司一Enmax工具简介二Enmax工具防垢原理汇报内容四结论及建议三Enmax工具工程实例概述目前中海石油有限公司天津、上海、湛江分公司某些油田结垢问题已严重影响正常生产，造成较大的经济损失,而且随着油田开采时间的延续,产生结垢的问题将愈来愈明显。本文对Enmax防垢防蜡工具进行介绍及其在天津分公司的应用效果进行了跟踪分析总结.为解决油田的防垢除垢问题找到行之有效的措施之一.工具的设计、材质及材质的处理工艺获得美国专利，美国专利号为：4,789,031USD446,797SUS473,925SEnmax防垢器专利产品专利产品Enmax工具产品类型工具类型：井下工具地面工具应用范围：2-3/8”，2-7/8”和3”油管应用范围：2”，3”，4”，6”，8”，10”和12”管线Enmax工具产品功能功能：防垢☆防蜡☆防腐蚀☆Enmax工具特点•无磁、无电、无需任何动力、不消耗任何能源•减少停产时间，延长作业检泵周期•减少化学处理、热洗作业，降低成本•提高设备的工作效率、延长使用寿命△节能Enmax工具特点•是一种环保型产品，无需任何化学添加剂，不会污染所处理的流体•既不在流体中加任何物质，也不从流体中带走任何物质•对泵、管线以及各种设备没有任何腐蚀作用•不会对油层，水源造成污染或二次污染•对生产无任何不利影响△环保Enmax工具特点△易于安装△维护工作量小序号名称规格型号外径（in)内径（in)长度(m)深度(m)钻井油补距1油管挂3-1/2〞EUB×NEWVAMB11.0002.9922双公短节3-1/2〞NEWP×P3.5002.992变扣3-1/2〞NVB×3-1/2〞EUP及油管短节3.5002.9923-1/2〞EUE油管3.5002.9924井下安全阀3.9002.81353-1/2〞EUE油管及短节5.2002.992200.006过电缆封隔器8.4402.99273-1/2〞EUE油管及短节3.5002.9928X座落接头4.1002.75093-1/2〞EUE油管及短节3.5002.99210偏心工作筒（带注入阀）5.2392.992800.00113-1/2〞EUE油管及短接3.5002.99212固体防蜡剂5.5002.992133-1/2〞EUE油管及短节3.5002.99214Y型接头8.2672.99215工作筒（不带堵塞器）2.8752.402162-7/8〞EU油管及短节2.8752.44117变扣及短接（2-7/8″EUB×3-1/2”EUP）2.8752.44118Y型接头及工作筒2.8752.4412500.00192-7/8〞EU油管及变扣2.8752.441202.313XU滑套（关闭下入）2.8752.313212-7/8油管2根及短节、变扣2.8752.441223-1/2NEWVAM油管短节3.5002.99223定位密封接头3.8502.38024HalliburtonVBA顶部封隔器总成6.0153.8803.933276.302527/86.5#油管短节TS-3SBBxP1根2.8752.4412.023280.232627/86.5#油管TS-3SBBxP1根2.8752.4419.633282.25272.313X坐落接头27/8TS-3SBB×P3.5002.3130.383291.882827/86.5#油管TS-3SBBxP2根2.8752.44119.053292.262927/8斜口引鞋2.8752.4410.563311.31302-7/8EUE双公油管短节1.9431单流阀2.8752.44132泵头33电泵2.8752.4412450.0034分离器XXA35保护器XX36电机XX371/4〞注入阀控制管线38电缆393/8〞控制管线40双公短接41变扣及恩曼防垢防蜡器2-7/8″NUBA7尾管挂2667.8BFX－Y445桥塞3436.00C人工井底3767.443设计日期：2007.08.031812381512143456789102120B31323334393716C351924221711132530361223262827294041油管挂Y管丢手导流罩井下工具安装位置泵的粗滤短节地面工具安装位置地面工具安装方式水罐地面装置高压泵注水井管线系统安装示意图注水井地面工具原油转运系统安装示意图输油泵油罐油罐储油罐水罐地面装置油罐油气水分离系统安装示意图水管线油管线气油水一Enmax工具简介二Enmax工具防垢原理汇报内容四结论及建议三Enmax工具工程实例工作原理•Enmax防垢防蜡工具是由9种贵重及半贵重金属组成的特殊合金材料。合金材料所包含元素的电负性比液相中的离子低，当与流体接触时，形成一种特殊的电化学催化体，使工具中的电子云偏向于流体之中，在工具核心部件与流体间形成电场，使流体产生极化效应。改变流体的物理性质。•由于工具核心部件设计成多孔芯片并多层芯片串联使用,从而不限制流体流动,且能形成高度的紊流,增加了水中的离子和分子与防垢器芯片的接触，使得催化效率及极化效应达到最大程度。•其防垢的具体机理如下：1.极化机理极化机理是指在外电场作用下，分子正负电荷重心分离而产生诱导偶极的分子的变形极化。因电子云与原子核相对位移而使分子外形发生变化的性质称为分子的变形性。电场越强，分子变形越显著，则诱导偶极越大。对于极性分子来说，它本身就存在偶极，称为固有偶极或永久偶极。外电场的作用也会对极性分子还产生诱导偶极，使分子偶极矩增大，分子变形，此时分子的偶极为固有偶极与诱导偶极之和。由于水分子是极性分子，水分子之间靠氢键缔合，存在着电偶极矩的相互作用；在外电场的作用下，一方面水分子运动速率加快，带动能量提高，促进了氢键的断开；使原缔结大分子团断裂成小分子团。另一方面水分子的固有偶极矩受电场力的作用，偶极矩进一步增大，使分子变形，正负电荷重心偏离增大，易于与水中钙镁离子形成牢固的水合离子：水偶极子和钙镁离子的反应+-+-Ca2+,Mg2+CO32-,SO４2-水偶极子+-+-+-++--+-钙镁离子和碳酸根离子相互隔开，运动速度和碰撞结合概率大大降低，抑制了方解石结晶盐（硬垢）的产生。2．胶体分散机理•胶体物质，包括SiO2、Al2O3和黏土（SiO2·AI2O3·2H2O），悬浮于水中时，通常带负电荷。如果这些负电荷（额外的电子）得到中和（移去额外的电子），则胶体发生凝聚、沉淀，并与CaCO3、MgCO3以及CaSO4相结合，形成典型的石灰质垢。这种垢的密度和硬度随SiO2、AI2O3和/或CaSO4含量增加而增大。•防垢器的电化学作用，流体从合金材料中获得电子，使得这些胶体物质，通过获得或重新获得负电荷而保持悬浮在溶液中，不吸咐到钙离子、镁离子和铁离子上；获得负电荷也引起这些胶体物质受到存在于流动水中的或者早已吸附到胶体物质上的这些离子的排斥，使胶体物质分散悬浮在溶液中随流体流走。不再作为粘结剂使垢聚积。3．形成软垢机理•既使有一小部分钙镁离子和碳酸根离子结合形成垢,但由于电化学反应改变了垢的晶体生长机理，使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢，而不是结晶为方解石型的硬垢。垢形相对变小，外观平坦呈圆形、颗粒形和棒形，都是由不坚硬的粉状成分组成的。这些成分不会粘附于金属、塑料或陶瓷的表面，很容易随流体流走,这从以下的实验中已得到证实:水样显微试验•在水流通过工具前后分别取样•分别将一滴水样在显微镜片上晾干•以上是干燥后残留矿物质在显微镜下的图•Enmax工具前所取样品中的碳酸钙呈方解石状，并且掺杂有一些其他矿物。这种“粘”状物质容易附着在管壁上沉积。•Enmax工具后所取样品中的碳酸钙呈文石状，颗粒细、表面圆滑、没有掺杂其他矿物。由于表面光滑和颗粒细小，所以难以附着于管壁一Enmax工具简介二Enmax工具防垢原理汇报内容四结论及建议三Enmax工具工程实例SZ36-1-J10SZ36-1-J10井在2005年3月至2006年5期间,,因结垢导致泵卡停产,共进行了5次检泵.平均检泵周期仅80天,不仅严重影响产量(正常情况下日产油90吨左右),而且极大地增加了作业成本.在此期间,虽然采取了下入强磁防垢器,换泵等措施,均不见效.自从2006年5月6日下入Enmax防蜡防垢器后,直到今日已稳产高产700多天(目前平均产液250方/日,平均产油85方/日),再也没有停产检泵.因此Enmax防蜡防垢器不仅起到了良好的防垢效果,而且延长了检泵周期.SZ36-1-J10井的使用情况机组机组下泵检泵检泵生产情况故障作业描述厂家参数日期日期周期现象J10虎溪250/12002005-3-62005-5-1166初期产液量160m3/d，之后连续下降至30m3/d泵卡泵盘轴不动，花键有结垢，吸入口及泵内有垢。电机烧。泵和分离器拆开后发现有垢。起出井内原生产管柱；管柱内、外壁见较多黑色水垢状物；且在两节泵间的花键套上见严重结垢现象，泵盘不动轴；电机三相直阻不平衡、绝缘为零结垢导致产液下降经检测.主要含钡锶垢J10北京东晟250/12002005-5-132005-8-28107初期产液量150m3/d，之后连续下降至20m3/d机缆好，拆下6级叶轮导壳发现有大量结垢堵塞了泵的流道。检查强磁防垢器外壁有大量污垢，用布擦拭干净，可以再次下井使用结垢导致产液下降井下有强磁防垢器。因产液低提泵。J10虎溪200/12502005-8-302005-10-2758初期产液量140m3/d，之后连续下降至16m3/d电机烧结垢导致产液下降强磁防垢器J10三阳168/10002006-1-82006-4-789产液140m3/d，稳定电机绝缘零,电缆好,传动装置坏螺杆泵传动装置故障J10北京东晟150/13002006-5-62008--目前700目前产液240m3/d，含水70％，运行平稳目前还在运转产液240m3/d稳定带防垢防蜡工具平均井名备注分析及结论SZ36-1-J10井的使用情况J10井生产曲线0501001502002503003504002004-11-92005-2-172005-5-282005-9-52005-12-142006-3-242006-7-22006-10-102007-1-182007-4-282007-8-62007-11-142008-2-222008-6-1日期产液电流产液含水泵排量产油安装CPRS前因泵结钡锶垢严重,产液量低且平均检泵周期80天安装CPRS后产液量稳定并已稳产700天.安装CPRS后2006年5月6日检泵2006年1月8日检泵2005年8月30日检泵2005年5月13日检泵2005年3月6日检泵J10井垢样分析报告样品名称分析方法分析项目分析结果J10井02109#泵垢样X射线衍射法结构分析Ba0.75Sr0.25SO4(39-1469)BariteSr-rich98%杂质2%Impurity扫描电镜能谱仪测定法元素分析主要元素：Ba,S,Sr次要及微量元素：Fe,Ca备注本实验结果仅与收到的样品有关SZ36-1-J10井的使用情况序号名称规格型号外径(in)内径(in)长度(m)顶深(m)1油补距XX15.260.002油管挂(3-1/2EUEB×B)11.0002.9920.2915.263双公短节(3-1/2EUP×2-7/8EUP)3.5002.4410.2015.5542-7/8EUE油管124根2.8752.4411205.0215.755泄油阀3.500X0.151220.7762-7/8EUE油管1根2.8752.4419.631220.927泵头及变扣3.8602.4410.141230.558潜油泵3.860X5.351230.699分离器3.860X0.761236.0410保护器3.860X3.401236.8011电机5.400X3.741240.2012扶正器5