油田水结垢
浅谈计量间油井回油管线结垢结蜡防治措施探讨
浅谈计量间油井回油管线结垢结蜡防治措施探讨在油田生产过程中，油井回油管线结垢和结蜡是不可避免的问题。
而这些问题如果没有得到有效的防治，将会导致生产效率的降低，甚至是管线堵塞、生产中断等严重后果。
因此，本文将就计量间油井回油管线结垢和结蜡的防治措施进行探讨。
一、结垢的成因油井回油管线结垢主要有以下成因：1、水垢：随着油井的运行，因为地下水含有的碳酸盐、铁离子、硫化氢、氢氧化物和氯离子等元素，会导致管道内壁结垢，影响输油。
2、油垢：油井运营过程中，管道内液相组分可能与管壁形成化合物，形成类油垢。
它们形成的原因有三种：一是沉积物在管道内表面反应；二是油中的沉积物，如沉淀、钙、硝酸盐等油垢；三是化学反应，如钢管表面的化学反应。
3、微生物附着：水在管道内形成变质后，污染的水中就有很多细菌、微生物、藻类等生物附着在管道内表面，形成结垢。
二、结垢的危害结垢对管道的危害主要有以下几个方面：1、增加阻力和能量损失：管道内壁结垢，会增加液体流动的阻力，导致能量损失增加。
2、产生腐蚀：结垢能形成油道，油道的存在容易导致腐蚀。
3、堵塞管道：结垢堵塞管道，导致油井停产，生产效率降低。
三、结垢的防治措施为了防止管道结垢，可以采取以下措施：1、内部清洗：周期性清洗管道内壁，去除沉积、杂质，避免管道结垢的形成。
2、物理清除：采用物理方法对管道内的结垢进行清理，如挖除、冲刷、吸取等。
3、化学添加剂防垢：采用一定含量的化学添加剂对管道进行防垢，达到清除管道内结垢的目的。
4、机械清理：采用设备和工具巩固的清址管道内结垢、污渍等杂物。
结蜡是指在输送石油时，因温度变化而导致管道内形成的蜡沉淀物质。
当管道内油温度下降到引起自然结晶时，蜡会堵塞管道，在管道内形成异常阻力，严重影响了石油的生产、研究进口的效率。
1、油品成分：石油中含有很多分子量不同的物质，其中蜡烷是组成油品的重要成分。
2、温度：管道内油的温度与环境温度有很大的关系，高温会使蜡烷析出，形成结蜡。
油田污水结垢问题及防垢技术研究进展
油田污水结垢问题及防垢技术研究进展王亭沂中石化胜利油田分公司技术检测中心摘要从油田结垢现状，研究分析结垢戍固机理分为四种：不配伍混合、自动结垢、蒸发引起的结垢和气驱或化学驱引起结垢，总结分析防垢新技术发展为化学法防垢．物理法防垢、工艺法防垢等防垢方法。
Ｊ戋键词镬油田结垢；防垢技术油气田开发过程中，油气藏中的流体（油，气、水）从油气层中流出，由于温度、压力和油气水平衡状态的变化，容易在地下储层、采油井井简、套管、生产油管发生无机盐类的沉积，生成垢，结垢现象的发生堵塞油Ⅲ管线，将给生产带来不币ＩＪ影响，使产能降低，能耗增大，不能正常连续操作，甚至停产。
目前，油气集输系统的结垢问题已经成为我国各油Ｆ闩普遍存在的¨题。
就胜和Ｊ油田为例，目前胜利油田油井综合含水高达９２％，油田采出液中Ｃａ¨，Ｍ９２＋和Ｃ０，２一浓度偏高，有的甚至超过５００ｍｇ／Ｌ，处于严重过饱和状态。
表ｌ为结垢较为严重的某站离子分析结果，从表中可以看出，该站水体矿化度较高，且含有较高浓度的Ｃａ２＋，Ｍ９２＋离子，同时ＨＣ０，离子浓度也较高，在温度变化影响下，极易生成碳酸钙、碳酸镁以及碳酸镁钙等复合垢样。
一．结垢机理油气生产开发过程中常见的结垢机理主要有四种：①不配伍混合不配伍的注人水和地层水混和可引起结垢。
在二次采油和提高采收率注水作业过程中经常将处理后的油田采出水或海水注入储层中，海水一般富含硫酸根离子，而地层水多含钙离子、镁离子，因此当两种不同性质的水混合时发生化学反应，生成硫酸钙、硫酸镁等垢。
②自动结垢油藏内水与油共存，各种采油工艺的实施不可避免的导致平衡状态的改变。
如果这种变化使得流体组分超过某种矿物质的溶解度极限，就会形成结垢沉积；硫酸盐和碳酸盐会在开发过程中由于压力温度的变化，或者流动受到阻碍而沉积，高矿化度盐水的温度大幅下降会导致卤化物结晶沉淀。
当含有酸气的采出液形成碳酸盐结垢沉淀时，开采过程中压力下降会使流体脱气，从而提高ｐＨ值，导致自动结垢加剧。
酒东油田注水系统结垢分析及应对措施
第38卷第2期2021年6月25日油田化学Oilfield ChemistryVol.38No.225Jun，2021//文章编号：1000-4092（2021）02-332-05酒东油田注水系统结垢分析及应对措施*李艳琦，林远平，薛新茹，李来红，谭晓琼，念大海（中国石油玉门油田分公司工程技术研究院，甘肃酒泉735019）摘要：为了解决酒东油田注水系统结垢严重的问题，分析了酒东油田注水（K1g1与K1g3油藏采出水混合）结垢原因，评价了7种阻垢剂对碳酸钙垢和硫酸钙垢阻垢效果，通过扫描电镜分析了结垢晶体的形貌。
研究结果表明：酒东油田注水结垢类型为碳酸钙，含少量硫酸钙垢。
聚天冬氨酸（PASP ）对注入水的阻垢效果最好。
PASP 的分子结构中含有的羧酸阴离子与Ca 2+形成溶于水的螯合分子，吸附在结晶体表面的PASP 降低了分子间的作用力，破坏了晶体结构，使晶体形态发生畸变，有效阻止晶体的生成。
在酒东油田注入水中加入PASP 可较好地解决采出水回注的结垢问题。
图5表5参11关键词：酒东油田；结垢机理；阻垢；措施中图分类号：TE341文献标识码：ADOI ：10.19346/ki.1000-4092.2021.02.024*收稿日期：2020-03-23；修回日期：2020-07-10。
作者简介：李艳琦（1975—），女，高级工程师，西南石油大学天然气加工专业学士（1998），主要从事油田化学方面研究，通讯地址：735019甘肃省酒泉市新城区石油基地2#楼415室，E-mail ：。
0前言油田注入水开发是一种常用的开采方法［1］，注入水水源主要是污水、清水或二者混合水。
水源的不配伍性和外界环境（温度、压力、流速）的改变［2-3］，常会导致水中结垢离子析出、聚集，进而结垢［4-6］。
酒东油田注水开发时，将K1g1油藏采出水和K1g3油藏采出水混合后，经过处理作为油井注入水。
随着注水程度逐渐深入，注水系统和地层结垢越来越严重，造成注水压力上升和地层吸水能力下降，严重影响正常注水。
油田结垢机理及防治技术参考文档
碳酸钙的溶解度随着温度的升高和C02的分压降低而减 小，后者的影响尤为重要。因为在系统内的任何部位，压 力降低都可能产生碳酸钙沉淀。
Ca2++2HC03══CaC03↓+C02↑+H20
结垢机理
如果系统内压力降低 ，溶液中 C02 减少，促使反应向右 进行，导致CaCO3沉淀。硫酸钙(CaS04 ·2H20)的溶解度随着温 度的升高而增 大，可是当达到35℃一40℃ 以上时，溶解度 又随温度的升 高而减小。硫酸钙的溶解度随压 力升高而增 大，这完全是 物理效应。
（3）避免不相容的水混合
防垢技术
不相容的水是指两种水混合时，沉淀出不溶性产物。不 相容性产生的原因是一种水含有高浓度的成垢阳离子，如 Ca2+、Ba2+、Sr2+等，另一种水含高浓度成垢阴离子，如 C032-、HC03-或SO42-。当这两种水混合，离子的最终浓 度达到过饱和状态，就产生沉淀，导致垢的生成。
结垢的分布规律与过去仅以热力学理论为基础所进行 的物理模拟和数值模拟不尽相同，地层中发现有大量与 粘土伴生的硫酸钙、硫酸钡垢。一般距油井井筒50～ 330米。
马岭油田水化学特征与结垢关系
产 层 水 型 总矿（g/l）
水特征及可能生成矿物
环河水 Na2SO4 洛河层水 Na2SO4
延4+5 Y6 Y7 Y9
在地面站，也常因不同层位的生产井来水混合而结CaS04垢，主要结 垢部位在收球筒及总机关处。
油田注水系统结垢及治理措施
2017年10月油田注水系统结垢及治理措施李兴华张挺夏红宇吕仁仨（长庆油田分公司第三采油厂，陕西延安717507）摘要：对于油田注水系统而言，一般都会存在一定的结构性问题，国际上对于预防油田注水系统结垢都在进行努力，并且收到了一些成效。
但是，不能否认的是，在一些方面还存在瑕疵。
许多时候并不能完全兼顾简单、经济、高效以及通用等多个方面。
在这篇文章中，我们主要介绍了油田注水系统为什么会出现结垢，对其进行了简要的分析，并且在后面还提出了一些改进措施。
关键词：油田；注水系统；结垢；治理措施1油田注水系统结垢原因1.1对结垢机理进行分析对于油田注水系统而言，其结垢的原因是有很多种的。
在对结垢物的物质本质进行分析之后，我们可以其结垢物主要由碳酸与多种硫酸化合物相结合，这主要包括碳酸钡、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁以及硫酸钡等化合物。
这种沉淀化合物产生的主要原因，是由于在注水中存在成垢阴离子，在地层水中，存在成垢阳离子，两种相互反应，就会产生沉淀物。
由沉淀物的发生机理可以知道，要使得结垢现象尽可能的少，就应该在去除注水中的成垢阴离子。
1.2对上述结论进行验证验证上述结论的主要办法是（1）将油田污水同不同比例的水在常温常压条件下进行混合，将液体进行充分静置，分析沉淀物的组成部分，并且做好详细记录；（2）测试并且记录沉淀物在生产完成之后上清液的pH 值，使不同pH 值的上清液同水接触，通过比较来分析沉淀物的情况；（3）把沉淀物取出，然后将上清液进行均分，加入一定量的氢氧化钙，加入氢氧化钙的标准为使得溶液的pH 值达到8.4以上。
在高温高压下对溶液进行处理，直到溶液比较接近真实的油层，在经过一段时间之后对溶液进行观察并且记录；（4）在显微镜的观察下，我们能够发现大量结垢，而且我们还能看到由于沉淀的堆积，使得原有的比较大的孔隙变小或者被完全堵塞。
除此之外，我们还可以看到流体会由于沉淀物的阻力而受到阻塞。
在经过一系列的试验之后，我们可以发现单一地下水和注入水的结垢倾向要比混合水的结垢倾向小得多。
高矿化度油田采出水析盐结垢机理研究的开题报告
高矿化度油田采出水析盐结垢机理研究的开题报告一、选题背景油田油水共存，采出水中含有大量的盐类成分，其中的硬度离子和碱金属离子等无机盐会随着油水混合体积的变化而发生结晶析出，形成结垢。
结垢会严重影响采出水水质和工业设备的使用寿命，给生产带来不便和经济损失。
特别是高矿化度油田，其采出水中的盐分更加丰富，结垢问题更为突出。
因此，研究高矿化度油田采出水析盐结垢机理，对于解决结垢问题，保证采出水水质和设备正常运行非常重要。
二、研究内容1.高矿化度油田采出水水质分析及结垢情况调查：对高矿化度油田采出水的水质进行分析，建立采出水质量检测体系，调查结垢情况；2.结垢物质组份研究：通过分析采出水中析出的结垢物质的成份，了解结垢的类型和来源；3.结垢机理研究：建立高矿化度油田采出水析盐结垢的物理化学模型，并探究不同条件下析盐结垢的机理；4.结垢防治技术研究：研究防止高矿化度油田采出水析盐结垢的不同技术措施，为生产提供可行的解决方案。
三、研究意义1.有助于保持高矿化度油田采出水的水质，有效解决结垢问题，提高生产效益和设备使用寿命；2.可以为其他类似问题，例如海水淡化中的结垢问题提供参考和借鉴；3.该研究可以为高矿化度油田的油水处理及开发运营提供技术支撑。
四、研究方法本研究将采用：1.化学分析方法：对采出水中的无机盐进行分析，探究结垢的成份和来源；2.实验模拟法：模拟不同条件下的结垢过程，研究析盐结垢机理；3.计算机模拟方法：采用计算机模拟构建物理化学模型，预测不同条件下的结垢过程，验证实验数据的准确性；4.防治技术研究：比较不同防治技术的适用性和效果。
五、研究进度安排1.前期调研和文献综述；2.采出水水质分析及结垢情况调查；3.采用模拟结晶法模拟不同条件下的结垢过程，研究分析结垢机理；4.建立高矿化度油田采出水析盐结垢的物理化学模型；5.研究防止高矿化度油田采出水析盐结垢的不同技术措施。
六、预期成果1.系统掌握高矿化度油田采出水析盐结垢机理及其防治技术；2.建立高矿化度油田采出水水质检测体系，为生产提供便利；3.为高矿化度油田的油水处理及开发运营提供技术支撑。
油田水碳酸钙结垢预测及实验验证
２ ４ 压 力 的 影 响 ．
在 两相 系统 中 ，碳 酸钙溶 解度 随压力 的增 大而增 大 。蒋 官 澄等 人对 大 港 油 田采 油三 厂 ［ 做 了研 究 ， ４
在保持 其它 因素不 变 的条件下 ，注 水压力 １ ａ逐 渐增 加 到 ３ ＭＰ 时 ，在 现场 压 力 范 围 内 ，结垢 量 随 ＭＰ ５ ａ
第 ３ 卷第 １ ２ 期
管丽等 ：油 田水碳酸钙结垢预测及实验验证
２ ３ 温 度 的 影 响 ．
与 大多数物 质 的性 质相 反 ，当温度 增高 时 ，碳 酸钙 的溶解 度降 低 ，即水温较 高时 就会结 更 多的碳 酸
钙垢 。陈小 砖等 人进行 了模 拟实验 ，来 考察 流体温 度对碳 酸钙 结垢过 程 的影响 ，从得 到的 实验结果 来 看 ，温度影 响 了水 垢热 阻 ，即流体 温度越 高 ，溶液 的稳定 时间越 短 。
值 。水 中三种碳 酸在平 衡时 的浓度 比例 与水 的 ｐ 值有 完全 相应 的关系 。水 在 ｐ 值 较高 时就 容 易产生 Ｈ Ｈ 更 多的碳 酸钙沉 淀 ，反 之不 易产生 沉淀 。
［ 收稿 日期］２ ０ —１ ０ ９ ０—１ ３ ［ 基金项 目］国家大学生创新性试验计划项 目 （ ８ ０８ ０ ） ０ １ ４ ９８ 。 ［ 作者简介］管丽 （９ ８一 ，女 ，长江大学石油工程专业 １ ６ ４ １８ ） ０ ０ 班大四学生 ，现从 事油气 田开发方面的学 习和研究工作。
油田防垢技术
第二部分油田防垢技术结垢是海上采油工程中常遇的问题，海上采油工程的很多领域都要接触各种类型的水如淡水、海水、地层水、水井水等，因此结垢的现象会出现在生产中的各个环节，给生产带来严重的影响，使生产中的问题更加复杂化。
地层结垢会造成地层堵塞，使注水井不能达到配注量，油井产能大大下降；在井筒中结垢增加了井下的起下维修作业，严重的造成注水井、油井的报废；结垢还会造成地面系统中管线、输送泵、热交换器的堵塞，影响原油处理系统、污水处理系统的正常操作，增加了设备、管线的清洗和更换费用；水垢的沉积还会引起设备和管道的局部腐蚀，在很短的时间内出现穿孔，大大减小了使用寿命。
一、油田水结垢机理结垢就是指在一定条件下，水相中对于某种盐出现了过饱和而发生的析出和沉积过程，析出的固体物质叫做垢，主要是溶解度小的Ca、Ba、Sr 等无机盐。
结垢分为三个阶段，即垢的析出、垢的长大和垢的沉积。
在这个过程中主要作用机理为结晶作用和沉降作用。
1、结晶作用当盐浓度达到过饱和时，首先发生晶核形成过程，溶液中形成了少量盐的微晶粒，然后发生晶格生长过程，形成较大的颗粒，较大的颗粒经过熟成竞争成长过程进一步聚集。
图1 碳酸钙的溶解与析出曲线1—溶解；2—析出对于微溶盐类如碳酸钙，通常析出浓度远大于饱和浓度。
图1是用等浓度的钙硬度和碱度（以CaCO2计）作纵坐标，以温度作横坐标，得到碳酸钙溶解度曲线和碳酸钙结晶析出曲线。
该图分成三个区域：沉淀区、介稳区和溶解区。
介稳区出现的原因是在晶格生长的过程中，由于受到水中离子或粒子的扩散速度的影响，或者说受传质过程的控制造成的。
若盐类在水中的溶解度较大，则水中溶解的离子和粒子浓度都较高，晶核形成后很容易生长，这时盐类的溶解度曲线和晶体析出曲线基本重合，因而不存在介稳区。
但在微溶或难溶盐类的饱和溶液中，由于离子和粒子的浓度都很低，因此晶核形成后晶格并不生长，只有在离子或粒子浓度较高的过饱和溶液中，晶格才开始生长和析出晶体。
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3、结垢机理 、 (1) 不配伍混合 不配伍的注入水和地层水混合可引起结垢。在二次采油和 提高采收率注水作业过程中经常将处理后的油田采出水或 海水回注到储层中。当回注水水质与地层水水质不相容时， 就会发生结垢。在生产实践中发现，有时当清水与采出水 混注时结垢明显加重，这也是由于所注入的清水与采出水 水质不配伍而引起的。由此可见，在对采出水进行回注之 前必须将其处理至合格水质标准。
(2) 自动结垢 油藏内水与油共存，各种采油工艺的实施不可避免地 导致平衡状态的改变。如果这些变化使得流体组分超过某 种矿物质溶解度的极限，则会形成结垢沉积，这种现象称 为自动结垢。硫酸盐或碳酸盐结垢会因井筒内压力、温度 的变化或由于井下流动受到阻碍而沉积。 (3) 蒸发引起结垢 结垢还与采油生产过程中同时产出烃类气体和地层盐 水有关。随着生产管柱中静水压力的减小，烃类气体的体 积增大，温度较高的盐水发生蒸发，从而使剩余水中溶解 离子的浓度超过矿物质的溶解度而引起结垢。这是在高温 高压井中形成卤化物结垢的常见原因。
(4) 气驱或化学驱引起结垢 利用二氧化碳驱进行二次采油可能引起垢沉积。因为 含有二氧化碳的水会变为酸性，并溶解地层中的方解石 （碳酸钙）。当生产井周围地层压力下降时，二氧化碳会 脱离溶解，于是碳酸钙会在射孔孔眼和近井眼的地层孔隙 中沉积沉淀，而近井眼环境产生结垢将使压力进一步下降， 从而形成更多的沉淀。 在化学驱中注入地层的化学药剂也可能引起水垢沉积。 碱驱中注入的碱液与岩石作用会使pH值、离子组分及温度 和压力改变，可引起碳酸盐、硅酸盐、氢氧化物沉淀。注 蒸汽驱油过程中也常有硫酸钙、碳酸钙垢沉积。
油田水结垢
什么是结垢 结垢危害及机理 结垢的影响因素 油田防垢 油田除垢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、什么是结垢 、 结垢就是油田生产过程中，在地下储层、采油井井筒、 套管、生产油管、井下完井设备以及地面油气集输设备和 管线内由于各种原因而形成的一层沉积物质，它们会造成 堵塞并妨碍流体流动。油田常见的垢沉积物主要是碳酸钙、 硫酸钙和硫酸钡等。结垢现象普遍存在于油田生产过程的 各个环节，从注水设备到油藏再到地面设备的整个水流路 径上都能产生结垢。
油田防垢
预防结垢要从结垢的原理及其影响因素出发，控制影响结垢的各个因 素，来抑制水中的成垢离子结晶沉淀。 1.避免不相容水的混合 避免不相容水的混合 当不同来源的水发生混合时必需十分小心，它们单独使用时可能是稳 定的，不存在结垢问题，但混合后分别溶解在两种水中的离子可能生成不 溶解的盐垢。如注海水时，海水在地层中与地层水相遇，在地层的温度、 压力等条件下很可能结垢而堵塞地层。 2.控制 值 控制pH值 控制 pH值对碳酸盐和铁的化合物的溶解度影响很大，降低pH值会增加它们 的溶解度。但pH值过低会使水的腐蚀性变大，而出现腐蚀问题，因此在油 田采用控制pH值的方法防治水结垢，必须精确控制pH值，这在一般油田 是很难做到的。所以这一方法并不广泛使用，通常在只在稍微改变pH值即 能很好防止结垢的情况下才有意义。 3.控制物理条件 控制物理条件 影响结垢的物理因素有温度、压力、水流流速及管壁的粗糙度等，通 过控制这些条件增大垢的溶解度，减轻垢的沉积和附着，此方法在现场是 很值得考虑的。 4.去除结垢组份 去除结垢组份 去除水中的二氧化碳、硫化氢、氧气等可以减小腐蚀和和腐蚀产物铁 化合物的沉积，这是油田通常采取的方法。
2、结垢对油田油气集输系统的危害： 、结垢对油田油气集输系统的危害： (1) 油气集输系统中的水垢沉积会大大降低设备传热效果， 严重时会引起堵塞，必须及时进行清洗作业。 (2) 结垢会引起设备和管道局部垢下腐蚀，并且为细菌的繁 殖提供有利条件。同时，结垢还会使缓蚀剂与金属表面难 以接触成膜，大大降低缓蚀效果，加重设备和管道的腐蚀， 甚至引起腐蚀穿孔，使管道报废。 (3) 水垢沉积还会降低水流截面积，增大水流阻力和输送能 量。
4、结垢的影响因素 、 (1)温度的影响：温度主要影响成垢物质在水中的溶解度。碳 酸钙的溶解度随温度升高而减小；硫酸钡的溶解度随温度 升高而增大； (2)压力的影响：碳酸钙和硫酸钙在水中的溶解度随着压力增 加而增加，因此，当系统压力发生较大降低时，易形成碳 酸钙和硫酸钙垢。
(3) pH值的影响 pH值较低时，碳酸钙在水中的溶解度较大，沉淀较 少。反之，pH值升高，碳酸钙沉淀增多。铁化合物垢也一 样。而对硫酸钙垢，pH值影响不大。故当注入水pH值较 高时，容易产生碳酸钙结垢。 (4)流体动力学因素 流体动力学因素 影响结垢的动力学因素主要是液流流态（层流、紊 流）、流速及其分布。由流体力学知识可知，液流流速、 路径可影响液流流态。在不考虑其他因素的条件下，水流 速度越小则结垢趋势越大，即雷诺数越小越易结垢。结垢 趋势在渗流中最大，层流中次之，紊流中最小。因此，从 地面管线、油管、井底套管、炮眼到地层，结垢趋势依次 增大。
使用化学防垢剂防垢 防垢剂是目前陆地油田也是海上油田防垢的最常用、最主要 的方法。防垢剂是指能防止或延缓水中无机物形成垢沉 积的化学药剂。 常用化学防垢剂:无机缩聚磷酸盐 ;有机磷酸脂 ;有机多元膦酸 盐 ;低分子聚合物 .
油田除垢
清除油田结垢的方法常用的有两种机械法和化 学法。 机械除垢:机械除垢是利用清管器、钻井工具、水力 冲洗机等专用设备靠机械力清除垢的沉积。 化学除垢:对于机械无法到达的地方，如地层结垢、 特殊容器的内部结垢机械法就无能为力了。化 学除垢是指利用可溶解垢沉积的化学药剂使垢 变得酥松脱落或溶解来达到除垢的目的。
(5)结晶动力学因素 结晶动力学因素 垢沉积是溶质从过饱和溶液中结晶析出、聚集并沉淀 的过程。在纯溶液体系中，当成垢离子浓度低于其溶解度 时，不会出现晶体沉淀，溶液处于稳定状态。当浓度大于 其溶解度而过饱和度较低时，结晶的析出很慢，溶液处于 亚稳态。当过饱和度高时，结晶数目多，沉淀速度快，溶 液处于不稳定状态