8 镁离子浓度 m g/L 6 4 2 0
0
N N N N
aO aO aO aO
H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
4mg/L
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
取样时间 h
大庆油田第六采油厂
硅离子浓度: 目前为200mg/L，呈缓慢上升趋势
300 硅离子浓度 m g/L 250 200 150 100 50 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 取样时间 h N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
24mg/L
大庆油田第六采油厂
井口加药：井口 点滴加药防垢技术是目前 三元驱防垢较为有效的办 法。目前，我厂已安装3口 井
第六采油厂工程技术大队
举升工艺：主要应用了长柱塞防砂泵、低磨阻泵和 防垢螺杆泵。同时，为增加螺杆泵井的排量可调范 围，全部配备了变频控制柜，计划安装在线监测装 置，达到实时监控螺杆泵运行的目的
钙、镁离子含量较低，基本保持稳定
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 200 400 600 800 1000 钙离子浓度 m g/L N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
12mg/L
1200
1400
1600 取样时间 h
OH- Ca2+
Mg2+
碳酸盐垢：主要是溶液中离子达到饱和状态后结晶析出 硅垢： 碱溶蚀岩石，硅以可溶性硅酸盐的形式转移，硅 酸根水解形成硅酸，硅酸在碱性条件下连续缩合生成凝胶， 凝胶脱水最终生成无定型二氧化硅
二氧化硅 (岩石或硅垢) －H2O 脱水凝胶 (硅胶)
OH- (H2O) 硅酸盐
H2O (H+) 硅酸
井下加药装置
⑵材质的防腐防垢处理 防腐漆油管、三防油管、FRP-B油管、TC3000C油管的井下试验。从试验效果看，这几种油管下 井后均有结垢现象，不能彻底解决油管的结垢问题
三、六厂试验情况 我厂三元复合驱试验层位为北东块萨Ⅲ410油层，采用强碱体系配方，2008年10月开始注 入三元主段塞 室内实验：六厂三元复 合驱试验区块的岩心与三元液 混合，检测反应物的成分变化 情况，确定反应的特点和规律， 为防垢提供依据
一次采油
二次采油
三次采油
2.三元复合驱 三元复合驱，即碱-表面活性剂-聚合物复合驱 碱 表面活性剂 聚合物
(1)同原油中有机酸反应形成表面活性物质，并同 (1)作为驱油主剂降低油/水界面张力 (1)增加体系粘度，控制驱替剂的流度，降低油水 加入的表面活性剂产生协同效应，增加活性，减少 (2)在离子强度和二价离子浓度较高的情况下起补 流度比，缓解窜流、绕流等现象，增加波及体积 表面活性剂的用量 偿作用，拓宽体系的活性范围和自发乳化的盐浓度 (2)调整吸水剖面，增强低渗透率油层和增韵律沉 (2)拓宽表面活性剂的活性范围 (或pH值)范围 积层内上层部位的吸水能力，减缓高渗透层内窜进 (3)改善岩石颗粒表面电性，降低表面活性剂、聚 现象，改善驱替水的波及体积 合物的吸附量
第六采油厂工程技术大队
第六采油厂工程技术大队
二、三元复合驱存在的问题及处理措施
三元复合驱在注采过程中，由于其组成成分 性质的影响，出现结垢、堵塞等现象，影响了开发效 果
碱
表面活性剂
聚合物
第六采油厂工程技术大队
腐蚀、结垢机理 硅垢
碳酸盐垢（钙、镁等）
碱
表面活性剂
聚合物
Ca2+ Mg2+ Ba2+ SiO32-
CO32-
垢的治理
为了解决三元复合驱存在的腐蚀、结垢问题，从两个 方面采取措施： 一是加入防垢剂，减缓、消除垢的产生 二是工具材质进行处理，提高防腐防垢性能
⑴防垢剂 根据三元垢的成分，防垢剂应具有防钙垢和防硅酸 盐的功能。其作用机理是：破坏晶核，使二价阳离子形成 鳌合物，防止胶团积聚、沉降、析出 防垢剂的应用方式有两种：井口点滴加入、井下 加入。井口点滴加入是通过井口加药装置将药剂送入井内， 确定不同生产条件下的合理加药量是保证防垢效果的关键。 井下加入是将防垢剂制成固体，接在抽油泵下部，随采出 液的流出，缓慢溶解在采出液中，起防垢作用
注入工艺：针对剪切降解率高、腐蚀结 垢等现象，开展了三元复合驱分注工艺研究
目前，已加工完成两套试验件， 并在9-PS2632井开展了现场试验 测试调配顺利，单层注入量均 满足配注，投捞操作中无卡、堵现象 下一步计划跟踪检验配注芯材 质及镀层的防腐防垢效果。同时，再选 取3～5口井开展现场试验，进一步检验 该工艺的应用效果
垢的预测
根据PH值及钙、镁、硅等离子含量的变 化，进行垢的预测 （四厂）
第六采油厂工程技术大队
垢的预测
根据PH值及钙、镁、硅等离子含量的变 化，进行垢的预测
第六采油厂工程技术大队
二厂
加重
⑴钙、镁：先上升后下降，在下降阶段小于
50mg/l时开始见垢，随着钙、镁离子浓度减少，结垢逐渐
⑵PH值：PH>8.8时进入结垢区，结垢范围一般为 8.8-11 ⑶HCO3- 和CO32- ：当HCO3- 下降、 CO32- 上升时有结 垢趋势， CO32-浓度＞500mg/l时进入结垢期 ⑷Si4+ ：呈上升趋势，在达到30mg/L以上时开始 结垢 一般情况，以上4个条件，任意达到2个条件，判 断为开始出现结垢
200mg/L
铝离子浓度：含量比较高，目前24mg/L，且呈上升趋势
35 铝离子浓度 m g/L 30 25 20 15 10 5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 取样时间 h N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
－H2O 凝胶

聚硅酸
三元注入体系进入地层后，与地层水、含气原 油、地层岩石等作用，形成一个复杂的体系。三元液与地 层流体及矿物发生反应，打破了地层内原有的物理化学平 衡状态，直接或间接引起储层中矿物的滤蚀和溶解，使地 层流体的化学成分异常复杂，在特定温度下成垢离子浓度 达到过饱和时，以沉淀的形式析出，进而成垢 由于垢的形成过程中影响因素较多，且作用复杂， 如储层中岩石的分布、孔隙的构造形态、流体的渗流状态 和速度等，导致目前对此尚无明确的结论
三元复合驱采油工艺技术
工程技术大队工艺室 二○○九年四月
一、概述
随着油田开发的进一步深入进行，大庆油 田继聚合物驱后开展了三元复合驱油技术的试验 应用。三元复合驱可以比水驱提高采收率20%以上， 是进一步提高原油采收率的关键技术
１.油田开发阶段（能量的来源及补充方式 能量的来源及补充方式） 能量的来源及补充方式 一次采油：依靠油田本身的天然能量 二次采油：在天然能量枯竭的情况下，通过补 充能量来恢复或保持藏压力。气驱、水驱 三次采油：通过向地层注入各种驱油介质，如 各种化学物质、溶剂和热载体及采用各种物理 方法进行生产。聚驱、三元复合驱，等等