管柱为3500m4-1/2”油管复配100m2-3/8”打孔管。根据温度压力剖面图，可知井筒中最大温度为147℃（井口），最低温度为73℃（井底），最大压力为120bar,最小压力为104bar。需考虑到干气进入井筒后，随温度、压力的变化情况，干气的体积会有一定程度的变化，温度20℃，压力0.1mpa的391km3/day的注入干气折算成温度147℃、压力110bar的井口条件下的注入速度为4.9684km3/day。www.sxynkj.ċöm
模拟目标:
注入温度20℃，压力0.1mpa的干气（注入干气中的水含成垢离子），注入量391km3/day的结垢模拟预测;sxynkj.ċöm
井筒水平段3450m和3550m处注入气和地层水含量比不同时各物质的结垢模拟预测。
2模拟结果说明
模拟软件olianalyzerstudio定义一个新的名词st，当st的值小于1.0时，难溶物处于不饱和状态，即不结垢。当st的值等于1.0时，恰好为饱和状态，当st的值大于1.0时，难溶物将发生沉淀，即结垢。
以caco3为例解释st的定义。
st=[ca2+]*[co32-]/ksp
其中：
ksp=[ca2+]0*[co32-]0
注：st无单位，量纲为1。
可以通过改变二氧化碳的注入量，从而控制st的值小于等于1.0即可保证井筒内不结垢。
同时，也可以通过改变注入干气的温度或压力的方式来实现对st值的控制。
模拟结果
（1）注入量为391km3/day的结垢模拟预测
当井口注入co2气体温度147℃、注入压力110bar，于推荐注入水层注入对应温度20℃，压力0.1mpa的干气391km3/day，假设注入干气中所含水中有成垢离子且其成垢离子组成与1044.8ma6水样相同，水样组成如表2，预测井筒内结垢情况。
表21044.8ma6水样组成
离子
浓度/(mg.l-1)
离子
浓度/(mg.l-1)
na+
12807.00
hco3-
338.00
k+
1455.00
co32-
0.00
ca2+
494.00
cl-1
22163.00
mg2+
214.00
so42-
289.00
fe2+
0.31
sio2
35.7
fe3+
0.65
游离co2
30.30
al3+
1.07
矿化度
37806
ba2+
1.39
-
-
注入气进入井筒后，温度压力会发生一定改变，参考温度压力剖面图，压力和温度对应的值如表3。
表3不同温度条件下对应的压力情况
井深（m）
温度（℃）
压力（bar）
0
147
110
450
130
118
950
118
120
1450
104
119
1950
98
118
2450
90
116
2950
82
112
3300
80
111
3450
79
110
3480
78
106
3500
77
105
3550
76
104
3600
73
104
保持干气的注入量不变，研究井筒深度变化时井筒中各物质结垢情况，采用注入气单点模拟，预测井筒结垢数据如表4。
表4各物质结垢数据
井深/m
硫酸钡（st）
硫酸钙
(st)
碳酸钙
(st)
碳酸亚铁(st)
二水硫酸钙（st）
0
0.75
0.4
0.16
4.90e-03
0.04
950
0.87
0.18
0.04
1.20e-03
0.04
1950
1.07
0.11
0.01
5.10e-04
0.04
2950
1.35
0.07
7.00e-03
2.50e-04
0.04
3450
1.42
0.07
6.20e-03
2.20e-04
0.04
3550
1.5
0.06
5.60e-03
2.00e-04
0.04
根据结垢数据做出结垢趋势图：
图1结垢趋势随温度的变化
如图1，随着井筒深度增加，硫酸钡的结垢趋势逐渐增加，当深度超过1800米左右时，将开始有硫酸钡的垢物产生，不同井筒位置对应的硫酸钡结垢量如表5所示。
表5不同井筒位置硫酸钡结垢量
井深/m
硫酸钡（st）
结垢量(mg/l)
0
0.75
0.0169
950
0.87
0.0275
1950
1.07
0.0359
2950
1.35
0.0409
3450
1.42
0.0416
3550
1.5
0.0418
井筒的深度增加时，对应的硫酸钡结垢量也增加。
（2）井筒水平段3450m处注入干气与地层水的不同配比时的结垢模拟预测
根据温度、压力剖面图可知井筒水平段3450m处对应的温度为79℃，压力为110bar，通过改变co2的量来达到控制注入干气和地层水的配比，调整条件至于恒温（79℃），采用注入气和地层水混点模拟，研究注入干气与地层水配比不同时，井筒结垢预测，预测结垢数据如表6。
表63450m处井筒结垢数据
注入干气与地层水的配比
垢物（st）
硫酸钡
硫酸钙
碳酸钙
硫酸亚铁
二水硫酸钙
1：8
1.41
0.06
2.10e-03
7.70e-05
0.03
1：5
1.45
0.06
2.10e-03
7.60e-05
0.03
1：4
1.48
0.06
2.30e-03
8.10e-05
0.03
1：3
1.37
0.06
5.80e-03
2.10e-04
0.03
1：2
1.37
0.07
5.80e-03
2.10e-04
0.03
1：1
1.38
0.07
5.90e-03
2.10e-04
0.03
2：1
1.40
0.07
6.0e-003
2.2e-004
0.04
3：1
1.41
0.07
6.1e-003
2.2e-004
0.04
4：1
1.43
0.07
6.3e-003
2.3e-004
0.04
5：1
1.45
0.07
6.4e-003
2.3e-004
0.04
井筒水平段3450m处注入干气与地层水配比不同时井筒中各物质结垢趋势图如下：
图23450m处不同配比的结垢趋势
从图2可知，改变注入干气与地层水的配比时，井筒中始终只有硫酸钡一种垢物生成，随着注入干气与地层水的比例增加，硫酸钡的结垢趋势呈先增加后减小再增加的变化，整体来说，当注入干气与地层水含量之比为1：3时，结垢趋势最小，此时硫酸钡的结垢量为0.0315mg/l。
注入干气与地层水不同配比时的硫酸钡结垢量如表7。
表73450m处硫酸钡的结垢量
注入干气与地层水的配比
硫酸钡（st）
结垢量(mg/l)
1：8
1.41
0.0333
1：5
1.45
0.0345
1：4
1.48
0.0366
1：31.37
0.0315
1：2
1.37
0.0414
1：1
1.38
0.0416
2：1
1.40
0.0420
3：1
1.41
0.0425
4：1
1.43
0.0429
5：1
1.45
0.0434
从表7可知，井筒水平段3450m处，当注入干气与地层水配比为5：1时，井筒中硫酸钡的成垢量最大，最大成垢量为0.0434mg/l。
（3）井筒水平段3550m处不同注入气含量对应的结垢模拟预测
根据温度、压力剖面图可知井筒水平段3550m处对应的温度为76℃，压力为104bar，调整条件于恒温（76℃），采用注入气和地层水混点模拟，研究注入干气与地层水配比不同时井筒结垢预测，预测结垢数据如表8。
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