摘要：针对中石油煤层气忻州采气区煤垢清除剂FHZ-1洗井液不能处理严重堵塞但又未彻底堵死的煤层气采气井的问题，研制了一种新型煤垢清除剂FHZ-2。该清除剂对堵塞严重的筛管筛网试件表面的煤垢具有良好的软化清洗效果，对管内堵塞的煤垢具有软化分解的作用，对煤垢的溶解率高达29%。清除剂FHZ-2与清除剂FHZ-1配伍性良好、不增黏，对忻州采气区10口严重堵塞井有良好的疏通效果，单井日产水平均增加8.5倍，创造了较大的经济效益。
关键词：煤层气,洗井液,煤垢清除剂
0引言
在煤层气开采过程中，抽油机从井底抽出含煤层气的地层水，煤层气在油套环空内与水解析分离后，靠自身压力举升到地面。因此，保持抽油机抽排水通道的通畅是连续、稳定、高效开采煤层气的关键与重点[1]。
中石油煤层气忻州采气区属于中低阶煤层气，经过长达12年的连续开采，井筒内煤粉、煤团、煤垢、无机盐垢、腐蚀产物及其混合物对油管、抽油泵、绕丝筛管及射孔炮眼等处造成不同程度的堵塞，影响煤层气的正常生产与开发，严重时会造成全井报废。
2022年，该地区应用煤粉清除剂FHZ-1洗井液，采取预防性、不停机洗井86口，其中80口井取得较好效果，这些井大都未彻底堵死，清洗前仍有一定产水量，经过洗井液处理后，井口返排出堵塞的煤粉，使平均产水量提升21.4%，取得较好的洗井效果。但洗井失败的6口井应用洗井液前产水很少，日产水量低于1 m3，洗井结束后，产水产气无明显增加。经修井作业后发现，筛管、泵筒和油管被煤垢煤团严重堵塞，说明FHZ-1洗井液不具备溶煤垢、解煤团作用。针对这一问题，筛选出弱酸类、弱碱类、醇类、油基类和表面活性剂类等物质[2-4]，复配出一种新型煤垢清除剂FHZ-2。
1新型煤垢清除剂FHZ-2的室内评价
1.1煤垢煤团样品选取
煤垢煤团样品取保德探区保2-27向1、保3-09向2等5口生产井油管、筛管内外等处的煤垢煤团，如图1和图2所示。
由图1和图2可知，油管内、筛管内和筛管环空中均严重堵塞，导致产水量较低。因FHZ-1只有携带煤垢而无溶煤垢、软化煤垢的作用，因此在经过FHZ-1洗井液洗井后，堵塞情况无明显好转。
1.2新型煤垢清除剂FHZ-2的室内评价
1.2.1煤垢清除剂FHZ-2对筛管筛网试件的作用
实验分为两组，甲组为清水对照组，乙组为清水+5%煤垢清除剂FHZ-2。将筛管筛网试件分别浸泡在甲、乙组水溶液中5 h，观察试件表面和环内煤垢溶解情况、试件表面腐蚀情况以及溶液状态变化等实验现象，实验结果如图3所示。
由图3可知，浸泡5 h后，乙组试件表面已变得光洁亮丽，表层的煤垢已脱落，筛网中堵塞的煤垢有部分已疏通，说明FHZ-2具有较好的溶解软化筛管筛网表层煤垢的作用。
1.2.2煤垢清除剂FHZ-2对管内煤泥的作用
实验分为两组，A组为清水对照组，B组为清水+5%溶垢剂FHZ-2。将一定质量的煤泥样品分别浸入A、B组水溶液中5 h后取出烘干，观察样品变化，实验结果如表1所示。
由表1可知，清水对煤泥煤团的溶解率仅有1.3%，5%的溶垢剂FHZ-2水溶液对煤泥溶解度达到29.83%，并可使煤泥软化，更容易被携带出井筒，达到疏通井眼的作用。
1.3新型煤垢清除剂FHZ-2的配伍性研究
洗井液FHZ-1具有良好的携煤性，对一般井眼具有较好的洗井效果，应用在忻州采气区200多口井中取得了一定成果。但在井下抽排设施被严重堵塞时(约占煤粉影响井总数10%)效果不佳。针对这一问题，需添加溶煤垢清除剂FHZ-2，溶解软化顽固煤垢后，采用FHZ-1将煤垢带出井筒，达到疏通井眼的目的。因此需对清除剂FHZ-2与洗井液FHZ-1进行配伍性实验研究。
以在用的FHZ-1洗井液为基础，加入5%FHZ-2，对比检测其流变性、煤粉悬浮性、筛管筛网除垢性来评价FHZ-2与FHZ-1的配伍性。
1.3.1清除剂FHZ-2对FHZ-1洗井液黏度的影响
通过检测加入FHZ-2前后FHZ-1洗井液的表观黏度变化，评价其对FHZ-1体系黏度的影响，实验结果如表2所示。
由表2可知，加入5%FHZ-2后，FHZ-1洗井液的表观黏度略有降低，影响不大。
1.3.2清除剂FHZ-2对FHZ-1洗井液悬浮性能的影响
实验分为三组，w组为420 mL清水，a组为420 mL FHZ-1洗井液，b组为400 mL FHZ-1洗井液+20 mL清除剂FHZ-2。分别向w、a、b组中加入10%的煤粉(60～80目)，搅拌均匀后静置24 h，观察其沉降稳定性，实验结果如图4所示。
由图4可明显看出，煤粉在清水中几乎完全沉淀至底部，加入FHZ-2前后的FHZ-1洗井液底部均无煤粉沉淀，具有良好的悬浮性，说明FHZ-2对FHZ-1洗井液的悬浮性无明显影响。
1.3.3加入FHZ-2后的FHZ-1清洗剂对筛管筛网试件的作用对比
实验分为两组，Ⅰ组为420 mL在用洗井液作为参照试验，Ⅱ组为在400 mL在用洗井液中加入20 mL清洗剂FHZ-2。分别将废弃筛管筛网试件在Ⅰ、Ⅱ组中浸泡5 h，实验结果如图5所示。
由图5可明显看出，废弃筛管筛网在FHZ-1洗井液中浸泡5 h后，表面煤垢无脱落，在加入FHZ-2的Ⅱ组中，测试组件表面的煤垢绝大部分已脱落，且金属表面光泽无腐蚀现象，说明FHZ-2具有良好的溶煤垢、分解煤垢的作用，且无腐蚀作用。
2新型煤垢清除剂FHZ-2的现场应用
2023年，忻州采气区99口清除煤粉措施井中，10口井严重堵塞但未彻底堵死，有疏通的可能性。这10口井平均泵挂深度在1 000 m左右，日产水很少(间歇性产水亦可，但完全不产水除外)，实测日产水量为0.1～1.0 m3，泵效低于5%，筛管缝宽0.2 mm，示功图表现为供液不足，抽油设备正常。因此决定采用这10口井来评价溶垢剂FHZ-2的现场试验效果。
试验时的施工步骤为：(1)向4 m3 FHZ-1洗井液中加入0.2 m3溶垢剂FHZ-2，搅拌均匀后备用；(2)在不停机的状态下，通过采油树的检测口，遵循“抽排平衡”原则，以不超过1.5 m3/h的排量，先向油套环空注入1 m3清水，然后注入FHZ-2洗井液4 m3，停注反应1 h后，开始用清水顶替，直至井口返出清澈的顶替水为止。
所选10口井的井号及相关现场试验数据(数据选自合同编号为XZ23177GJ45的项目工作量验收单)如表3所示。
表3数据说明，对被判定为严重堵塞但未彻底堵死的井，经过新型煤垢清除剂FHZ-2洗井液洗井后，单井日产水均有明显增加，平均增加8.5倍，达到了疏通井眼的目的，煤垢煤团堵塞问题基本解决，使快报废的煤层气井重新焕发生机，具有巨大的经济效益。
3结语
(1)研制了一种新型煤垢清除剂FHZ-2，该清除剂对煤层气开采过程的抽水管道中的煤垢煤团具有良好的软化清洗效果，对煤垢溶解率达29%，对金属管道无腐蚀；
(2)FHZ-2与现有FHZ-1清洗剂配伍良好，加入FHZ-2后，FHZ-1洗井液体系不增黏，具有良好的悬浮性，同时对煤垢也具有良好的软化清洗效果；
(3)该新型煤垢清除剂FHZ-2在忻州采气区的10口严重堵塞井中取得了良好的疏通效果，单井日产水平均增加8.5倍，使老气井焕发生机，创造了巨大的经济效益。
参考文献：
[1]唐勇,刘金海,韦涛,等.煤层气井管壁煤粉清洗弯曲射流影响因素分析[J].石油机械,2023,51(12):112-119.
[2]黄跃欣.三元复合驱清防垢[J].化学工程与装备,2023(8):105-106.
[3]尚万宁,刘建民,李柏鹏,等.气井井筒结垢机理及除垢技术研究[J].石油化工应用,2016,35(5):84-90.
[4]魏凯,何荣华,李国锋.鄂尔多斯盆地大牛地气田气井结垢机理及除垢技术[J].天然气勘探与开发,2018,41(4):62-68.
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