油田除垢概述
油田集输管线的除垢工艺技术研究 实习论文
1 1 前言
近年来，随着经济的迅猛发展，人类对石油的需求量也达到了空前的规模，为满足这种高速增长的需求量，各大油田，尤其是国内的很多油田相继进入到了开发的中后期，有些油田逐步开展了碱驱，三元复合驱等提高采收率的措施，加上本身有些地层水所具有的高矿化度特性，使得油田结垢现象非常突出。
油田结垢问题正严重制约着油田生产的正常运行，并带来巨大经济损失，对油田垢的防治已越来越受到人们的重视。油田垢的危害是多方面的，比如油田垢一旦生成不但会堵塞油层孔隙，减小驱替剂的波及面积，并可加大对油层的伤害
[1]，致使原油产量下降。注水井结垢会造成注水压力升高、能耗增大；一旦使管线堵塞，还要增加起下井次数，致使油井免修期缩短；油井结垢后，套环空被垢充满，造成测试工具下不去、无法进行分注点等难题。集输系统一旦结垢会增大管道中的流体阻力、使输送能耗增加。结垢严重时，甚至会造成管道阻塞，影响正常输油和注水等任务。同时，一旦引发垢下腐蚀还可造成管道穿孔。举升（采出）系统结垢后，会造成油井断杆、卡泵[2]，导致油井减产、停产。当油水在管线中混合集输时，环境变化造成的结垢会以物理或化学的方式混溶于原油中，导致粘度增加，管网输送泵压增大，甚至堵塞管网，这种情况当油的初始粘度较高时尤为严重。
新疆油田车89井区水的矿化度高达56169mg/L，水型为CaCl2型，随着油田的不断开发，含水逐渐上升，管网结垢严重，单井管线更换后2个月堵死。2010年新建车89处理站建成投产后，单井采用密闭集输生产方式，随着油田的开发含水上升，管网结垢日益严重，严重影响集输系统正常生产。因此，对车89井区油水混合集输的结垢现状进行分析评价，通过结垢成因分析和变化规律研究，搞清影响混输系统结垢的主要因素，研究有针对性的除垢，防垢技术措施，保证油田的正常生产。
第2章 绪论
2 第2章 绪论
2.1结垢类型
油田垢的种类是多种多样的，通过对油田垢进行的分析研究表明，油田垢主要是难溶性盐类的结晶物。其主要包括种类如下：CaCO3、MgCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、FeCO3、FeS、Fe(OH)3、Fe2O3、Mg (OH)2、SiO2、NaCl等。其中，碳酸盐垢（CaCO3、MgCO3等）较易被酸化去除，危害相对较小；硫酸盐垢（CaSO4、BaSO4、SrSO4等）用一般方法很难去除，因此危害很大；而硅垢（SiO2、硅酸盐等）因其结构机理的特异性，也极难除去。油田垢往往以混合垢的形式存在，并以某种难溶盐垢为主。见表1.1。
表1.1 常见油田垢及表状[3]
Table 1.1 The categories and properties of common deposit scale in oilfield
垢物 物理性状 化学性状
FeS垢 坚硬易碎的致密黑色物 在酸中慢慢溶解并释放出H2S气体
BaSO4 无杂质时，坚硬致密白色或浅色细粒 不溶于HCl，不易清除垢层
SrSO4、CaSO4混合垢 混有腐蚀物或氧化铁时，褐色致密；
无杂质时，浅色针状结晶体 常温下不溶于HCl，加热后部分溶解剩余白色沉淀；
在酸性溶液中可缓慢溶解
CaSO4垢 混有腐蚀物或氧化物时，致密的褐色物 常温下不溶于HCl，加热后部分溶解剩余白色沉淀
CaCO3垢 无杂质时，白色细粉
混有MgCO3时，菱形结晶
混有氧化铁或硫化铁时，黑色或褐色致密物 易溶于酸，有气泡产生
溶解缓慢
易溶于HCl，有气泡生成
2.2 结垢机理
关于油田垢的形成原因，国内外专家学者通过长时间探索，基本形成如下五种观点[4]：
（1）流体不配伍
油田系统使用的水中通常含有杂质，当温度、压力、流速、pH值等条件发生改变时，与水接触的管道表面很容易结垢。如果将两种或两种以上的不同水混实习论文
3 注进地层，或者不同种水在地层中混合，就很可能会在生产井或者注水井种结垢。另外，原油采出时，注入水与采出水化学性质上不相溶，也会生产难溶盐的结晶物附着在接触面上，进而沉积成垢。
（2）热力学条件的变化
难溶盐类（如CaCO3、MgCO3等）溶解于水中，在一定温度、压力、盐度条件下，达到最大浓度。当其伴随水体进入井筒以后，由于环境的变化(如温度、压力下降等)，使其中在水体中的溶解平衡发生变化，于是这些难溶盐类溶解度下降，溶液出现饱和现象，导致沉淀生成。
（3）油井投产流速和生产压差过大
由于某些管道自身存在缺陷，或者在一些管道的转弯处。当油气流经时，自身的流速、压力及密度等会突然发生变化，造成难溶盐类在水体中溶解平衡的改变，因而聚集结垢，从而使管道堵塞。从分子动力学角度考虑，流体流速越大，溶液中离子活度越大、扩散越快，因而增加了成垢离子的碰撞机会，使得沉积成垢几率大大提高。此外，水中CO2的含量对CaCO3垢的形成有极为重要的影响，而这一数值又与空气中CO2分压成正比。如果生产压差过大，就会使水中溶解的CO2量存在很大差异，导致垢的生成。
（4）固液界面压力场吸附及微生物活动
油田作业中，井下温度、压力和水质都时常变化，当出现固液界面压力场吸附及微生物活动时，就会在在油井或地层内生成难溶盐类并聚结成垢。另外，采油伴生水中多含有CO32-、HCO3-等离子，对Ca2+而言，温度升高反而有利于碳酸钙垢生成。如果开采或运输过程中温度过高，就会在管道中形成碳酸钙垢。同时，三元复合驱中的碱剂也会导致体系水溶液的pH值升高，导致驱替剂在油藏环境及采出系统中严重结垢，对整个原油开采产生不利影响。
油田垢的种类多种多样，每种垢物都有自己的形成机理，如何采取有效而经济的方法去破坏垢的形成机制，是人们一直以来积极探索的问题。
2.3 油田除垢的研究现状
针对油田管道设施的结垢问题，常采用的防垢方法主要分为三类：物理防垢法、化学防垢法及工艺防垢法[5-7]。物理防垢法主要指使用某种仪器、设备对垢的形成进行干扰和抑制；化学防垢法指的是通过向注入水中加入某种防垢剂的方法阻止油田水结垢，这种方法有便于操作的优点，目前在实际生产中应用最为广泛；工艺防垢法指通过控制某种工艺条件来达到阻垢目的的方法。
2.3.1 物理除垢方法
物理防垢技术是利用某些物理仪器设备作用于成垢晶核上，这些被声磁电作用过的垢的晶核在水中就保持弥散或胶体的形式，在后续碰到管体表面时，很难第2章 绪论
4 再长大形成垢，使油田水系统暂时失去结硬垢能力。油田常用的物理防垢技术主要有超声波处理技术和磁处理技术。
（1）超声波除垢防垢
超声波在溶液中传播时，可引起液体分子间距离的变化，使分子内聚力大大减小[8]，缩短了成垢盐的结晶诱导期，从而增大其成核速率。同时，超声波可使溶液介质内部产生空穴，其破裂时产生的强大压力峰能够将已析出的成垢盐晶体粉碎成细小的颗粒悬浮于介质中，易于随液流流走[9-10]。另外，随着溶液介质的变化，超声波的传播会产生一定的速度差，从而在界面上形成剪切应力，导致晶体分子与界面间结合力的减弱，防止成垢盐晶体附着在设备管路的壁上。
超声波的除垢作用主要是由超声空化作用以及因此而产生的高速微射流冲击作用引起的。由于超声波的机械效应，增加了固、液界面的湍流程度，固体表面上已有的垢受到侵蚀，物理形状得到改变，从而变软、变疏松，容易清洗甚至自行脱落下来。同时，高速微射流使振动气泡表面处在很高的速度梯度和粘滞应力（达到 100Pa 以上）下，这种应力也足以破坏固体表面的垢层而使其脱落。
（2）电磁防垢除垢
外加强磁场可影响水中离子间的吸引力，改变无机盐结晶，适用于含盐<3000mg/L的水溶液[11]。具体作用表现在：在高频电磁场作用下，水体中极性水分子受到交变电场的作用，产生偶极矩，作为偶极子的水分子被极化产生扭曲、变形、反转和振动，并可能与外加电磁场产生共振。水分子在正负电荷周期性振动和在磁矩方向的振荡下，形成了稳定的活性水。对于水中的溶解盐类，在高频电磁场作用下，也受到和水分子相同的作用。含有溶解盐的流体流经电磁场时产生电子激发，影响盐类的析出并改变结晶形态和成长速度。实验证明[12-13]，特定的能场能够有效抑制方解石的形成，产生纹石结晶，不再具有高强度的晶形排列，而只是松散的聚集。高频电磁场使 CaCO3结晶析出后，并立即被活性水分子包围[14]，这些受极性水分子影响的 CaCO3微晶，成为分散的小晶体悬浮在水中，抑制了微晶进一步生长成为水垢晶体，使 CaCO3溶解度增大，同时，在电场力的作用下，Ca2+排列发生变化，难于趋向管壁积聚[15]，因而增加了水的水合能力和溶垢能力，达到防垢阻垢的目的。
高频电磁场的除垢机理：水体经高频电磁场处理后，水的物理性质如密度、黏度、渗透能力、表面张力、气溶性、离子水合作用、胶体的 ζ 电位等将发生变化。活性水对管壁垢层的渗透力增强，表面张力、密度、溶解度增大，活性水能溶解部分垢层；电磁场激发作用下生成的活性水中还含有活性氧，会影响到原有垢层分子间的电子结合力，进而改变晶间分子结构，使老垢由坚硬变得疏松。在各种因素的综合作用下，最终导致垢层松动、脱落[16]。
（3）电子防垢 实习论文
5 电子防垢技术是以电子技术为基础，通过信号发生器产生一种极性、振幅和频率高速变化的电流，该电流又在管道中产生快速变化的磁场，对水中的钙、镁离子产生一种离子干扰作用，可以改变这些离子的电化学特性和物理特性，降低
Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42-之间的吸附能力，从而阻止这些离子之间结合成垢，达到管网防垢的目的。
2.3.2 化学法防垢
化学法的防垢机理是应用化学药剂的某些特性阻止无机盐在溶液和流体通道壁上结晶沉淀。采用的方法主要是离子交换、化学加药或阶段性酸洗等。
（1）酸洗防垢
在油田通常采用加酸或注 CO2等使 pH 值控制在 6.5～7.2，来处理集输管线的碱性垢。而钡锶垢坚硬难溶，采用酸洗无效。另外，“酸处理工艺”处理垢的弊端也不容忽视，主要表现：(1)当垢被酸溶解后，随酸度下降，造成二次结垢；(2)酸除垢方法处理频繁、成本高；(3)油水井频繁酸洗会腐蚀油管、井筒、井泵等配套设备，缩短使用寿命，频繁酸化压裂会伤害油层；(4)频繁酸洗，造成产量下降；(5)酸洗废液排放，造成环境污染。
（2）加防垢剂
防垢剂是指加入到水中，能抑制垢生成的一类化学药剂。防垢剂技术就是在合适的管线部位和时机，如在管线的上游或抽油泵的下部，压裂或挤注作业时等，将防垢剂注入或放入，通过防垢剂的低限抑止机理或晶格畸变机理破坏和毒化已形成的垢晶体，达到抑止垢生长的目的。也可通过防垢剂的螯合作用使其和游离的钙、镁离子结合，形成稳定的可溶于水的五元化合物或六元化合物，减少水中的钙、镁离子浓度。所以即使水中有很多碳酸根离子或硫酸根离子，盐类垢也不再容易形成。
自 20 世纪 30 年代以来，防垢剂经历了从无机物到有机物，从小分子到高分子聚合物的发展历程。不同类型的垢所适用的有机物防垢剂的功能基团也不相同，三元复合驱垢适用的防垢剂一般含有羧基、羟基、膦基、磺酸基、氨基等功能基团，多种功能基团并存于同一分子中，不同分子量聚合物共存于同一产品中发挥其协同防垢作用。防垢剂可分为缩聚磷酸盐、膦酸盐、氨基多羧酸盐、表面活性剂和聚合物 5 个类型。近年来，国内外主要以有机膦酸型防垢剂和聚合物型防垢剂为主[17-18]，及其他各类型防垢剂复配使用。化学防垢剂因其具有成本低、对钙垢和钡、锶垢均有效等优点，被国内外油田普遍采用。
油田管道结垢治理技术分析
科技创新与应用ｌ ２０１３年第２６期 工业技术 油田管道结垢治理技术分析 董世涛 （长庆油田公司第八采油厂，陕西西安７１００００） 摘要：目前，在我国的油田生产过程中均面临管道结垢的重要问题，其在影响原油产量及运输时间的同时，也影响了油田自身 的稳定生产。文章针对影响油田管道结垢的因素作简单介绍，并提出相应的治理技术。 关键词：油田管道；结垢；影响因素；治理技术 １影响油田管道结垢的因素 １．１ ｐＨ值的因素影响 据相关研究证明，提升酸碱溶液的ｐＨ值，能使碳酸盐陕速结晶，从 而增大管道内污垢的热阻，缩短污垢的生长期，减缓污垢形成。但需注 意调节溶液的ｐＨ值，如果ｐＨ值过低，反而会促进溶液腐蚀管道，造成 管道形成腐蚀垢。因此，溶液的ｐＨ值制定，以６．５≤８最佳。 １＿２流速因素影响 不论是哪种污垢，其的增长率均会随着流速的增加而减小。原因在 于：尽管流体速度增加能减少污垢的沉淀，但流体速度增大反而造成的 剥蚀率上升更加明显，从而促使污垢的总增长率相对减少。当流体速度 减慢时，介质中带有的微生物排放物与固体颗粒将快速沉淀，致使管道 结垢的可能性显著增加，尤其是管道结垢的突变部位最为明显。 ｌ－３压力因素影响 通常压力对硫酸钙（ＣａＳＯ ）、碳酸￣ｆｌ（ＣａＣＯ ）以及硫酸钡（ＢａＳＯ ）等 溶液结垢均有所影响，特别是在ＣａＣＯ 结垢的过程中有气体参与反应， 因而压力对其的影响更为显著。污垢的形成机理为：压力减少，物体沉 淀过陕，易于出现结垢。因此，在油田管道的输送中，结垢形成的几率将 随着压力的降低而增加。 １－４温度因素影响 温度影响的过程通常为改变容易结垢的盐类的溶解度日。水中污垢 的溶解度变化与温度改变密切相关，变化曲线见图１。
Ｏ柏６０ ８０ ｌｏｏｌ２Ｄ１４０１６０ ｌＩ∞ 戤／１ｃ 图１水中污垢的溶解度变化与温度变化的关系 由图所知，在所有的盐类污垢中，除ＣａＳＯ￣＂２Ｈ：０的溶解度有最大 值之外，其他污垢均随着温度的上升而降低，其中以碳酸盐最为明显。 结垢机制为：温度上升，碳酸氢钙溶液［Ｃａ（ＨＣ０￣中的碳酸￣ｆｌ（ＣａＣＯ ）成 分逐渐分解成晶体，最终引起管道结垢。如下列公式：ｃ￣，ａｃｏ ＋ＣａＣ０３＋ ＣＯ １＋ＨＯ 而至于以ＢａＳＯ４、ＳｒＳＯ 或者ＣａＳＯ 为主要成分的盐类污垢， 则是由介质中ｃａ一、ｓｒ２ 或者Ｓ０４２－；￣机结合而成的不易溶解物沉积。 在这些物质的反应过程中大多是吸热反应，其随着温度的不断上升，沉 积的析出物越少。此外，细菌的增殖率也会随着温度的变化而改变，每 种细菌的生长环境均具有不同的温度要求。通常多数细菌的繁殖最佳 温度为２１％￣－，４０％，因而当管道输送介质的温度发生改变时，细菌的生 长速度也会发生相应改变，管道的腐蚀率也会随着改变，这进一步影响 了管道腐蚀垢的形成。 ２油田管道结垢的治理方法 ２．１优化治理技术 以优化集中输油系统为根本，结合油气混合输送的配伍ｌ生，合理控 制油气管道的流速、压力以及温度等，并且适当转变流体输送的环境。 在生产油田的过程中，可将多种不配伍的流体混合输送，同时采用油田 污水与采出水混合，制作成不配体的流体除垢剂。确保注人水和采出水 流人混输管道前，按相应比例充分混合，促使污垢中的所有阴阳离子尽 早沉积，从而在源头上全部清除结垢的物质。 ２．２机械治理 机械除垢技术是在所有除垢方法中使用最早的一种，该除垢工艺 比较复杂，工作效率低，成本高，对此当前较为少用。但不论是哪种机械 除垢方法，其工作机理均为向系统壁施压一层刮垢或者磨垢的力。①在 系统结垢部位安装电刷来自动清除污垢；②将砂粒放置热交换器的储 水中，使两者自由接触，以起到冲刷污垢的作用；③使溶液顺着系统壁 面的污垢进行液态化处理；④利用软泡沫的塑料球经过系统设备给予 自由清除污垢。总之，从设汁方面分析，要防止结垢形成，输油管的内壁 应施以涂层，保持光滑，减少弯曲，并加快水流的速度。 ２．３减少不相容水混合 油田生产期间，应尽可能的减少或防止不相容水的混合。例如层位 不同的水互相窜动或者输油管的破坏等，这些因素均能导致污垢形成， 此时应采取隔水采油的方法进行。倘若油田的地层水和注入水难以相 容，应全面优化注人水的水质，确保水质优良。反之，需采取相应的治理 方法。此外，若发现污水回流，应及时将污水与清水分别注入，减少及避 免污垢形成。 ２．４超声治理 相比于传统的除垢技术，超声波的除垢工艺具有显著优势，不仅能 连续在线工作，而且该除垢机的操作性能安全、自动化水平高、投资成 本少及环境污染率低，成为目前应用最为广泛的管道除垢技术。对于超 声波机器的除垢原理，主要是通过超声波的强声场进行流体处理，促使 流体中形成的污垢在强大超声场的作用下发生化学、物理等一系列的 改变，从而演变成细小、分散、脱落且难以依附在管道壁上的积垢。大体 的防垢机理通常表现在活化效应、抑制效应、剪切效应以及空化效应等 几个方面。总之，超声波的除垢器不仅能有效阻止污垢的沉积与形成， 而且还能充分破坏已沉淀的污垢，防垢效果显著，对成本降低、节能环 保及提高工作效率等方面意义重大。 ２．５化学治理技术 结垢的化学治理技术，是针对结垢层中含有的化学成分来选取适 当的酸类化学剂溶解污垢过程。近些年来，对于较为典型的不溶解污 垢，如硫酸钡污垢，通常采用硫酸钡铭的阻垢剂或除垢剂进行治理，并 取得较好效果。但由于污垢所含的成分不同，普通的除垢剂根本无法根 治。加上化学除垢技术复杂多样，在具体操作的过程中容易引发管线受 损及环境污染，并且治理的成本较高，时间过长，要想寻找更为环保、适 用及有效的除垢剂，还有待进一步研究。 ３结束语 总之，影响油田管道结垢的因素很多，管道结垢不仅能腐蚀管道， 也能降低原油的输送量与时间。需采用上述治理措施，给予针对Ｉ生的处 理，确保我国油田生产稳定安全。 参考文献 『１１王猛．油田管道结垢治理技术研究综述【Ｊ１．黑龙江科技信息，２０１ｌｆ３ ３１： ４５． １ ２ｌ左景栾，任韶然，于洪敏．油田防垢技术研究与应用进展ＩＪ１．石油工程建 设，２００８，３４（ｏ２）￣一１４． 另外启磨后加煤过快也会使密封风与一次风差压降低甚至为零。 加煤过陕，一次风门会过开，一次风压会快速升高，而密封风压几乎不 变，使其差压大幅下降。整改意见：ａ、停磨煤机后尽量避免关闭密封风 门。ｂ、避免直接输指令快速加煤。 ５结束语 综上所述，煤质差、排渣系统缺陷、动静间隙结构不合理等上述原 因使细小渣粒进人密封风室，造成碳精环泄漏、损坏。经整改，完善了排 一７６一 渣系统，缩短了排渣周期，改造了密封风入口和动静间隙结构，彻底解 决了＃４炉磨煤机机座密封泄漏问题，不但改善了磨煤机运行工况，而 且提高了运行经济效益，保证了文明安全生产。 参考文献 『１１北京电力设备总厂ＺＧＭ１２３Ｇ－Ⅲ型中速辊式磨煤机使用和维护说明 书，２０１１（１）． 作者简介：王伟（１９８４－），男，内蒙古，本科，从事电厂运行工作。 肭枷瞄鳓撕蝴莩暑８寮。 Ｚ ２ ２ ｌ ｌ ￡．Ｉ）、
防垢除垢在油田注水系统中的应用
３０ 内蒙古石油化工 ２０１３年第１３期 平衡时的浓度，由于水中阴、阳离子间电荷的相互作 用，形成离子对，大量的离子彼此聚集，就形成晶核 并继续成长，从溶液中析出形成硫酸钙晶体，这一过 程在溶液中进行，溶液中的硫酸钙晶体由于浓度差 的作用而向注水管道内管壁扩散，最终完全覆盖于 内管壁上，形成以ＣａＳｏ 为主的水垢ｎ］，从而堵塞注 水管线。 图３ Ｘ一衍射全岩分析图 ２．２影响硫酸钙结垢因素ｎ ２．２．１温度：ｃａｓＯ。属于微溶化合物，溶解度很小。 当温度约为４Ｏ℃时，ＣａＳＯ 的溶解度达到最大值； 然后，ＣａＳＯ 溶解度开始下降；当温度超过５０℃时， ＣａＳＯ 的溶解度明显下降。 ２．２．２矿化度：含有ＮａＣＩ和ＭｇＣ１：的水对ＣａＳＯ 的溶解度有明显的影响。ＣａＳｏ。在水中的溶解度不 但与ＮａＣｌ浓度有关，而且还和ＭｇＣ１。有关。当水中 只含有ＮａＣＩ时，ＮａＣＩ浓度在１４６．２５ｇ／Ｌ以下时， ＮａＣＩ浓度的增加会使得ＣａＳＯ。的溶解度增大；但 ＮａＣＩ含量进一步增加，ＣａＳＯ 的溶解度又减小。 ２．２．３压力：ＣａＳＯ 在水中的溶解度随着压力的升 高而增大。压力对ＣａＳＯ 溶解度的影响是物理作用， 增大压力能使ＣａＳ０ 分子体积减小，然而要使分子 体积发生较大改变，就需要大幅度增加压力。一般来 说，５０ＭＰａ以下的改变对ＣａＳＯ 的溶解度几乎没有 影响。 ２．２．４流速：对于硫酸钙这种逆溶解度特性的垢， 水流速越低，温度越高，越容易形成结垢。另外，管材 材质、壁面光洁度等对ＣａＳＯ 的结垢程度和结垢部 位也有影响。 ３常用的硫酸钙垢预防方法［１ ３．１加螯合荆 能与金属离子结合形成螯合物的物质叫螯合 剂。在可能产生ＣａＳＯ 垢的溶液中加入螯合剂，与溶 液中的ｃａ 离子发生螯合反应，形成可溶性螯合物， 从而有效地阻止溶液析出ＣａＳＯ 垢。但对矿化度较 高的油田水，螯合剂的阻垢效果会大大降低，加入量 过大，会给油田水造成二次污染。 ３．２盐析效应 在盐溶液中，加入某些无机盐，能改变溶液的活 度系数，从而改变溶解度，这一效应称为盐析效应。 ＣａＳＯ 在盐溶液中的溶解度由于盐析效应分为两 种，一种是如图４所示，在一定范围内增大ＮａＣ１的 质量百分比，可以使ＣａＳＯ 的溶解度增大，缓解ｃａ— Ｓｏ。结垢。另一种是如图５所示，注水介质在进入系 统前增大ＣａＣ１ 的质量百分比，可以使ＣａＳＯ 的溶 解度降低，提前使ＣａＳＯ 结垢析出，防止在系统内结 垢。但油田注水系统不是循环系统，是开放系统，要 控制无机盐的含量，运行成本将大大提高。 图４ ＣａＳＯ．在ＮａＣ１溶液中的溶解度 ＣａＣＩ２／９ 图５常温下ＣａＳＯ。在ＣａＣ１ 溶液中的溶解度 ３．３石膏晶种技术 是利用晶种结构与垢物相同，晶体表面对垢物 的亲和力较管道材料壁面大，使盐溶液中析出的Ｃａ— ｓＯ。分子优先附着在悬浮的硫酸钙晶体上。足够数 量的晶种，提供了极大的晶体表面，使溶液中ＣａＳＯ 的过饱和度及时消除，从而避免ＣａＳＯ 在壁面上的 成核及生长。但当接近晶壁的溶液饱和度很高时，石 膏晶种技术就变得很困难。 ３．４高频电磁场 利用高频电磁场中的电场能和磁场能，使溶液 中的Ｃａ抖、ＳＯ 在高频电磁场作用下，显著提高了 一 照 ＊ 盎 也 基 ， ＝＿ ？
油田用防垢剂通用技术条件
油田用防垢剂通用技术条件
油田用防垢剂通用技术条件如下：
1. 成分：防垢剂应该是化学成分，能够有效抑制油田内水中的垢形成，具有良好的溶解性和分散性。
2. 防垢效果：防垢剂应具有良好的防垢效果，能够有效预防油田设备和管道内的垢形成，保持设备和管道的正常运行。
3. 热稳定性：防垢剂应具有良好的热稳定性，能够在高温高压的油田环境中保持其防垢效果不受影响。
4. 兼容性：防垢剂应与其他油田添加剂和处理化学品兼容，在油田生产过程中能够与其他药剂或添加剂协同作用，不产生不良反应。
5. 可降解性：防垢剂应具有良好的可降解性，能够在使用完毕后迅速降解或被分解为无害物质，对环境没有不良影响。
6. 操作性：防垢剂应具有较低的浓度要求，操作方便，能够方便地添加到油田生产过程中，并能够通过常见的油田加药设备进行投放。
7. 经济性：防垢剂应具有经济性，成本低廉，在预防和控制油田垢的形成和堵塞方面具有较高的性价比。
以上就是油田用防垢剂通用技术条件的简要介绍，具体的技术条件还需要根据具体的油田情况和生产需求进行详细的设计和调整。
油田注水系统结垢及治理措施
2017年10
月施工应用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。如果温度和压强都比较接近真实油层的时候，在上清液中，即使不再加入氢氧化钙，沉淀物依然会继续产生；如果地层水与注入水的混合比例在1:5的时候，所产生的的沉淀是最多的，在这种情况下，溶液内部的阴阳离子可以充分接触并产生化学反应，进而产生沉淀。由此我们可以看出，要避免油田注水系统结垢现象的发生，我们应该使用上清液。2油田注水系统结垢的治理措施2.1对注水前的水质进行优化在对油田进行注水之前，对当地的水质应该有一个了解，如果水质不太好，为了改善水质，通常会添加一定量的药剂。一般来说，在注水中会存在许多能够发生化学反应而形成结垢的阴阳离子。如果在注水之前对水质进行适当处理，比如采用电离沉淀的方式或者利用离子膜对水进行过滤，对于减少水中离子的含量，效果是比较好的，能够有效防止水中沉淀物的产生。2.2在注水前做好去氧工作在水中要想发生沉淀过程，是需要有氧气在里面的，如果水中没有氧，或者氧含量很少，就不会发生沉淀反应。此外，如果氧气含量比较高，也会对管道造成腐蚀作用，其氧气含量越高，管道的腐蚀速度就会越快，进而产生水垢。现在经常采用的除氧措施一般包括物理除氧和化学除氧两种方式。物理除氧，顾名思义，就是根据氧气在不同条件下在水中的溶解程度不同，在吸附、解吸以及离子膜过滤分离的方法将水中的氧气排除。化学除氧，主要是利用了氧气的化学性质，在水中加入除氧剂，与氧气产生化学反应，进而产生比较容易去除的物质，从而达到除氧的目的。目前，利用化学除氧主要包括加入催化剂过滤以及利用氧化还原反应。需要注意的是，在利用化学除氧对氧气进行排除的时候，应该注意除氧剂的毒性问题，以防止安全事故的发生。2.3适当更换管道的材料一般管道的材料是钢材，所以很容易发生腐蚀作用，因此，如果经济条件允许，可以对管道的材料进行更换。比较好的能够代替钢材的是利用玻璃材质的管道。由于玻璃材质的管道表面是比较光滑的，对于减少沉淀物的产生，效果比较好。此外，利用玻璃材质的管道也能够有效阻止结垢反应的发生，抗腐蚀性能比较好。所以，在现代的管道中，玻璃管道已经逐渐替代传统的钢材管道。2.4选择杀菌剂进行杀菌如果在油田注水系统发生结垢之后，利用一定量的阻垢剂也是一种比较好的方法，当在水中加入阻垢剂之后，能够很快的与水中的阳离子相结合，产生一些溶解度比较高的化合物，进而降低水中阳离子的浓度，减少沉淀的产生。经过实验证明，利用除垢剂来预防结垢现象的产生，其效果是比较好的，对于油田注水系统结垢的治理具有非常重要的作用。此外，需要注意的是，在水中加入除垢剂，应该充分结合当地的实际情况，从而使得除垢剂发挥最好作用。2.5使用酸性液体对管道进行浸泡在管道内部，所产生的的沉淀物一般是碳酸钙，因此，可以加入一定量的酸性液体对管道进行浸泡，能够降低碳酸钙的浓度。所以，利用酸性液体对管道进行浸泡也是防止油田注水系统结垢的一种比较好的办法。3结语在这篇文章中，我们主要对油田注水系统结垢的原因进行了分析，而且提出了相应的解决办法，对于提高我国石油开采率是有非常重要的意义的。所以，在今后的石油开采过程中，我们应该将油田除垢技术应用到实际生产中，从而可以有效节省成本，提高经济效益，使我国经济又快又好的发展。参考文献：[1]张培泽，张晓东.浅析油田注水系统结垢及治理措施[J].科技风，2011.（6）：149.[2]房斌.油田结垢治理技术浅析[J].中国石油和化工标准与质量.2013.(15)：111-112.[3]唐桂芳，胡秀荣，欧志东等.新沟油田注水系统腐蚀原因及治理研究[J].江汉石油职工大学学报，2013,26（2）：22-24.77
注水开发油田结垢分析及防治技术
３４ ２００７年３月 试 采 技 术 ＷＥＬＬ ＴＥＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．１
注水开发油田结垢分析及防治技术
杨建华
（中原油田分公司采油二厂） 摘 要 濮城油田自注水开发以来，油水井及其配套系统结垢严重，针对垢物特点，从结 垢原因出发，提出了不同的清防垢工艺技术，通过现场大量油水井的应用，达到了防垢、除垢 的目的，并取得了良好的经济效益，具有推广应用价值。 关键词 油田 结垢 除垢防垢 效果
濮城油田自注水开发以来，注水井、采油电泵 井及其生产流程配套系统结垢现象普遍严重。地层 结垢，会堵塞地层，降低地层的渗透率，减少产油 量；井筒结垢会减小管道的流通截面积，增大流动 阻力，同时这些垢物为细菌提供了很好的繁殖环 境，加快了井下油、套管的腐蚀速度，缩短了井的寿 命。生产过程中常常因结垢造成生产井停产、被迫 修井作业，影响生产，增大开发成本。为解决这些生 产难题，针对油层结垢特点，以保护油层，提高防 垢、除垢效益为目的，开展了一系列油水井防垢除 垢的研究，探索出了油水井防垢、除垢的新方法，取 得了较好的经济效益和社会效益。 １结垢的产生及原因分析［１】
能否成功地除去生产系统积垢，在很大程度上 取决于对垢的组成的认识，在一定条件下某些特定 的水可能产生某种垢，因此，解决问题的可靠方法 是对造成管线堵塞的固体垢样进行分析。 针对这种情况，２００５年１月，我们对濮３—２０１、 ３—１８２等１０口注水井，３口电泵井进行了调查，在 管线腐蚀穿孑Ｌ结垢严重部位的线段割段分取垢样。 （１）目观：垢样颜色呈灰白色，具有沉积韵律层 状结构，表明沉积逐渐形成。 （２）把样品粉碎烘干，用煅烧法和离子检验法 测垢的成分（表１）。 表１垢样分析结果
从表１可以看出，管线中的垢物主要成分是碳 酸盐，占７４．８％，其次是原油及其它无机盐。 碳酸盐垢是油田注采井中经常遇到的结垢物 质。成垢的物质主要来源一是注入水中含有一定量 Ｃａｚ＋、Ｍｇｚ＋，随着注入条件的变化，这些盐类会在注入 管壁上结晶，慢慢沉积并不断增大；二是地层水中 含有Ｃａ 、Ｍｇ 、ＨＣＯ卜等大量结垢离子，注入水与地 层水不配伍，混合时会析出沉淀物。 １．１地面管线结垢分析 注入水在地面条件下，尽管存在大量成垢物 质，但始终未发现结垢，主要是由于地面管线中水 的流速较大，使垢晶体分散，不能充分沉淀成垢，因 此不会发生严重的结垢现象。 １．２井筒结垢分析 地面条件下结垢机理简单，井筒、地层中的结垢 机理则非常复杂，受多种因素的影响。当注入水沿井 筒进入地层时，温度和压力同时升高。当注入水进入 井筒后，温度逐步升高到１００。【＝以上，虽然压力升高， 但温度对ＣａＣＯ 溶解度起主导作用，即注入水在井筒 下部ＣａＣＯ 溶解度较小。此时Ｃａ 与Ｃ０３２－将以ＣａＣＯ 的形式沉积下来，而Ｃａ（ＨＣＯ ） 将分解成ＣａＣＯ ，井 筒出现沉淀结垢。注入水在井筒中温度愈高，结垢愈 作者简介：杨建华（１９６４一），男，工程师，１９８７年毕业于重庆石油学校，现从事采油技术研究工作。地址：（４５７５３２）河南范县中原油 田采油二厂工艺研究所。 维普资讯 ２ｏ０７年３月 杨建华：注水开发油田结垢分析及防治技术 ３５ 加严重；同理，电泵井由于电机工作发热，在泵进口、 叶轮、花键套联接节流部位、筛管、地层炮眼、地层近 井地带由于温度的影响，以及流体的流速、流态的改 变，使结垢物逐渐沉积下来。从地面管线、油管、井底、 炮眼到地层，结垢趋势依次增大。 １．３地层结垢分析 注人水进人地层后，形成由注人淡水、净化水 和地层水（或束缚水）等组成的混合系统，该系统中 每一种水都具有自身的化学物质，并在一定温度和 压力条件下呈稳定状态。但是在混合过程中，混合 物常呈现某种物质的过饱和状态，而ｃａｚ＋、Ｍｇｚ＋、 ＨＣＯ 及部分ＳＯ４２一的比例关系则明显受到破坏，导 致ＣａＣＯ，和ＭｇＣＯ 等沉淀物形成。 为了弄清结垢原因和注人水沿管线的变化情 况，分别对濮城油田沙三段注人水、地层水和混合 水（采出水）的水质进行分析，结果见表２。 表２濮城油田注入水、地层水和采出水的水质分析（ｍｇ／Ｌ）
油气管道结垢原因分析及除垢方法
油气管道结垢原因分析及除垢方法
摘要：石油资源在我国经济的发展中，占据比较重要的位置。石油能源的开采过程中需要所运用的管道具有比较好的密封性，可以保证石油能源在运输过程中的安全。与此同时，石油能源在运输的过程中，还是会对油气的集输管道造成一定的腐蚀，导致油气管道可能出现泄漏的问题。因此，本文主要针对油气集输管道被腐蚀的特点进行研究，并制定出有效的防腐技术。
关键词：集输管道；腐蚀结垢；防护技术
引言
石油从生产到运输都需要经过其集输管线，因此管线也经常会存在各种油、气、水的介质，且其内部的温度以及压力都会影响着管线，长时间的运行必然会使得管线中出现结垢现象，高效的除垢工艺也就成为了企业所关注的重点。在当前市场上使用比较多的防垢措施有物理和化学的形式，但其使用效果存在着一定的局限。通过将防垢思路转换为除垢理念，采用除垢工艺则起到了明显的效果。通过该工艺能将结垢离子进行去除，从而来确保集输管线的正常运行。
1油气资源对集输管道腐蚀的情况
社会越来越多地使用石油和天然气，石油和天然气能源含有杂质，石油和天然气本身更具腐蚀性，从而使受污染的产品具有潜在的腐蚀性。石油开采可能会导致开采过程中使用的机器受到一定程度的腐蚀，如果发生严重腐蚀，则无法开采石油。就石油和天然气运输而言，运输必须通过若干管道和管道进行。与此同时，碳氢化合物中的微介质可能会在输送管道的内壁及其界面上造成一定程度的腐蚀，从而可能在随后的碳氢化合物运输中造成问题。就石油开采而言，相关的腐蚀性物质可能导致管道腐蚀，特别是在开采接近尾声，需要补充水来帮助石油和天然气最终开采的情况下。在注水过程中，石油和天然气中的某些物质会产生化学反应，从而逐渐增加石油和天然气能源的腐蚀性，从而导致运输收集管道中的石油和天然气能源受到更严重的腐蚀。因此，石油和天然气能源的主要腐蚀特征如下:第一，当石油和天然气能源与水和天然气等物质混合使用时，可能导致运输管道更严重的腐蚀；第二，石油和天然气能源在大气压力发生变化或温度发生重大变化时，特别是在较高的温度下，可能会腐蚀管道；第三，石油和天然气能源含有更复杂的杂质，甚至具有一定的腐蚀性。
目前几种除垢方法解析
目前几种除垢方法解析
目前在输油管道防除垢技术领域中国内外一些科研单位进行了多项研究并提出了一些防除垢方法大体上分为化学法和物理法。
1化学法
1。1化学法防垢：化学法在工业防垢中长期以来占主导地位，化学法主要是离子交换、化学加药等,这些化学方法虽然曾被广泛应用，有很好的防垢效果，但是其代价也是相当大的，如加阻垢剂等,许多阻垢剂常常又是微生物的营养源，所以,通常在加阻垢剂的同时，还需加入大量的杀菌剂、灭藻剂、平衡剂等等，另外化学药剂本身对设备、管道的腐蚀也是很严重的。
1.2化学法除垢：化学除垢是根据垢层的化学成分,选用合适的酸类（或碱性）化学试剂溶解进行阶段性除垢。它是一种或几种化学药剂清除设备工艺侧或水侧表面污垢的方法,借助清洗剂对物体表面污染物或覆盖面进行化学转化、溶解、剥离以达到脱脂、除锈和去污的效果。酸洗过程虽然比较简单,但需要停设备，影响生产，费事费力，另外还存在其他缺点，主要表现在:酸洗加速了腐蚀，降低了管线和设备的使用寿命；清洗的废液对环境造成了一定污染;可能在地层中发生二次沉淀。总之,在越来越重视环保、强调可持续发展的今天,化学除垢及防垢表现出越来越明显的局限性。
2物理法
2.1物理法防垢:物理防垢法是指对液体介质进行电场或磁场处理，使其暂时失去结硬垢的能力的方法。其机理尚未充分揭示，但是近半个世纪的实践证明确实有防垢作用.使用电场或磁场处理也常有不成功的事例,这是装置本身的问题,或是使用不当的问题，而非电场或磁场防垢方法的问题。与化学法防垢相比,物理法防垢更经济、更环保,但是因其清洗周期比较长，所以要求设备最好运行前进行一次彻底除垢。
2.2物理法除垢：物理除垢常采用的一般有电磁、永磁、强磁、高频、静电等多种形式的除垢仪,俗称电子水或电子除垢。其技术原理就是借助物理力（如：热、搅拌摩擦力、研磨力、压力、超声波等)作用在管道内壁上，使污垢脱离管壁，达到清洗的目的。对于用哪种方法除垢必须根据管道介质、污垢成分以及管道清洗的技术要求等来选择,以做到除垢安全、经济。相对化学法除垢,物理法除垢除垢速度不如化学法除垢快,但除垢更彻底、经济、环保。
浅析油田地面集输管线结垢现状及防垢方法
浅析油田地面集输管线结垢现状及防垢方法
随着社会的发展和时代的变革，人们对于生活质量的要求也在不断提升，人们对于油的需求和质量要求都在不断的提升。因此针对于油田开发问题一直是近年来社会各界普遍关注的问题之一，也是相关人员一直致力于研究的领域，只有保障油田开发的有效性和安全性，才能够为人们的生活的国家经济的发展提供有利的保障，推动人们生活水平的提升。基于此，本文针对油田地面集输管线结垢现状及防垢方法进行简要研究。
标签：油田地面;集输管线;结垢现状;防垢方法
引言：
随着近年来人们对油需求量的不断提升，同时也给油田开发与生产造成了一定的压力，为了满足油田生产的需求，对于油田地面集输管线的管理和清洁就要越发注意，集输管线是油田开发的重要途径和关键设备，如果油田地面集输管线结垢严重，就很容易引发一系列的问题，比如说油井液量高、综合含水量高、矿化度高等，这种油田开发可能会影响后续的使用，而由于油田开发的这种现状，又会造成更加严重的油田地面集输管线的结垢问题，形成一种恶性循环。
一、油田地面集输管线结垢现状
目前针对于对当前一些比较典型地区油田地面集输管线结垢现状的研究与分析，发现大多数的现状还是比较相似的，这也给防垢方法的研究提供了一些便捷性。第一，很多地方运行1-2年的集输管线就已经有较为严重的结垢问题，这些新管线的平均结垢厚度达到10mm，一些年头较久的油田地面集输管线结垢更为严重。而且由于很多油田地面集输管线都位于特殊的地理位置，一般来说地层温度能够达到84.4—87.7℃，这种温度就导致集输管线很容易因为温度过高而结垢，并且结垢的速度很快。针对于一个油田地面集输管线的结垢，一般来说能够占据该管线总井数的77.8%也正是因为这种特殊的原因和地理位置，导致很多时候人们并不能有效监控油田地面集输管线的结垢现状，也很难及时进行清洁，防护措施有待提升。
二、油田地面集输管线的防垢方法
（一）加药防垢技术
除垢技术进展综述
现代商贸工业２０１９年第１９期１９１ 除垢技术进展综述杜彭花 邓先强 李宇韬 刘 超 邱 鑫(西南石油大学,四川成都６１０５００)摘 要:随着社会快速的发展,国民对石油与天然气的消费也在稳步增长,现如今含水油气田出产的油气量在总出产油气量中占有很高的份额,所以开采高含水油气田已经成为未来技术发展的主要趋势.但是高含水油气田的开采存在油井和集输系统容易结垢的一个严重的普遍现象.阐述了污垢的分类及形成的机理,影响结垢的因素以及结垢的危害,总的分析了国内外防除垢技术发展状况,主要分为化学防除垢法,物理防除垢法,机械防除垢法,工艺防除垢法.从多角度相比几种防除垢技术各自的特点.关键词:除垢;防垢;进展中图分类号:TB 文献标识码:A doi:１０．１９３１１/j．cnki．１６７２Ｇ３１９８．２０１９．１９．０９２ 油田结垢的问题日益突出.物体表面因为物理,化学,或者生物的作用而产生污垢.管道输送的油气里面存在的杂质:H２S,CO２多种离子,有机物,细菌及泥沙等,因此易结垢.产生的污垢,阻碍了输油,浪费了更多的能源,危害极大,许多科学研究者致力于研究如何彻底解决油气田结垢的问题.１ 污垢的分类及形成机理污垢通常是混合物,具有固态或软泥状物质的形态.污垢的分类形式多种多样,可以按照工艺过程、流体类型、换热器类型污、垢随时间变化特性等进行划分,其中由EPSTEIN在第六届国际传热学大会中指出的对污垢进行分类的方法,得到了国内外的广泛认同,主要可以分为以下六种:(１)化学反应污垢,是流体中的溶液离子被加热,发生化学反应而产生的沉积物.(２)析晶污垢,是在过饱和流动的溶液中溶解的无机盐在换热器的表面堆积而形成的污垢.其中工业中最常见的污垢是水垢.(３)颗粒污垢,是指固体颗粒(如灰尘和砂)悬浮在流体系统中,在集输管道内表面上的积聚而产生的污垢.油田集输管路中固体杂质在管道内壁的沉积现象是这种污垢的主要体现方式.(４)微生物污垢,是微生物和其排泄物,化学污染物等物质粘附在集输管道内表面上形成的胶粘状沉积物.(５)腐蚀型污垢,是因为流体中具有腐蚀性物质(如除垢加的酸)或有腐蚀性的杂质腐蚀管道内表面,产生的腐蚀产物沉积在管道内壁上.腐蚀型污垢具有很强的破坏性,它在腐蚀管道内表面的同时,促进其他种类的污垢在管道内表面聚集,产生新垢层,造成集输管道内壁的二次污染.(６)凝固污垢,因为所配置的溶液中的高溶解组分在温度较低的换热器表面沉积凝固而产生.污垢的类型多种多样,水质条件是影响油气田污垢的种类形式不同的重要因素.现如今已经发现的垢有许多种,但是集输系统中危害较大的常见的垢只有六种,可以分为两大类:硫酸盐型(BaSO４,SrCO４,CaSO４,MgSO４,)和碳酸盐型垢CaCO３,MgCO３).对于碳酸盐垢和硫酸盐垢的形成通常要经过以下三个步骤:①水中含有许多能够成垢的离子,形成结合物逐渐变大;②结合物经过堆积,堆积变成垢;③在内壁上形成各种垢样.污垢的形成机理十分复杂.油田污水结垢有两个主要原因:一是地层水和注入水不配伍,在混合过程中产生无机盐垢.比如在含Ba２＋中加入了含硫酸根较多的注入水生成BaSO４污垢;二是热力学条件(pH值,含盐量,温度,压力)变化造成的化学平衡破坏产生的垢层.２ 影响结垢的因素为了更好的了解结垢特性,更好的防除垢,需要探究多种因素如何影响结垢,目前主要是通过以下结垢因素的来研究其对管道结垢的影响,包括以下五点.２．１ 温度的影响温度对管道结垢影响重大,其作用就是使得易结垢盐类在水中的溶解度发生改变.硫酸钙和碳酸钙会跟着温度的升高而导致在水中的溶解度减小,所以硫酸钙垢和碳酸钙垢在高温时更容易形成.而且,温度升高也会促进结垢的反应向正向进行,加快垢的生成速度.除此之外,温度升高也会加快管道中细菌的繁殖速度,使管道中腐蚀型垢增多.所以油田的加热管段处,碳酸型垢和硫酸型垢容易产生.２．２ 压力的影响在热力学中,难溶物质的溶解度,多用平衡常数溶度积Ksp来表示.降低压力会导致硫酸盐型垢和碳酸盐型垢的溶解度变小,因而结垢呈现增加趋势.在原油集输系统中压力的变化不大,所以对管道结垢产生的影响较小.但在油井开采过程中,分离器等设备压力变化大,非常容易产生污垢.２．３ pH值的影响增大pH值会减小碳酸钙的溶解度,导致沉淀增加.因此pH值在较大程度上影响碳酸钙型垢的溶解度.但是,硫酸钙型垢在水中的溶解度却不受pH值的影响.经研究表明,较大的pH值易产生碳酸钙型垢,而较低的pH值,容易产生Ca(OH)２等碱性垢.因此,多方面考虑,采出液的pH值控制在６．５~８．０范围之间合适.２．４ 盐量的影响在一定范围内,碳酸盐型垢和硫酸盐型垢的溶解度会随着溶液非结垢盐浓度的增加而增大.并且集输系统中的非结构型盐,如具有高浓度的CaCl２、CaBr２、ZnBr２时,会抑制加入的防垢剂的阻垢效果.因此在油气集输系统中,要充分掌握采出液组分的变化,采取工程管理与技术
油田硫酸盐垢除垢实验研究
第４期 郭丽梅．等：油田硫酸盐垢除垢实验研究 １７
油田硫酸盐垢除垢实验研究
郭丽梅，谭国锋，郭燕 （天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津３００４５７） 摘 要：采用二乙烯三胺五乙酸（ＤＴＰＡ）为主剂，对油田硫酸盐垢样进行了溶解研究，考察了不同因 素对溶解该垢样的影响。结果表明。ＤＴＰＡ浓度为２％时效果最佳；垢样溶出率与反应时间及垢样 初始表面积成正相关；草酸与ＤＴＰＡ摩尔浓度相同时对除垢有较好的促进作用；非离子表面活性剂 能增强除垢效果．阴离子表面活性剂对除垢有阻碍作用。 关键词：油田；硫酸盐垢；二乙烯三胺五乙酸；除垢率 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—２２１７．２０１０．０４．００５ 油田结垢是油田水质控制中遇到的最严重的 问题之一［１］。注水采油最常见的垢盐是碳酸盐垢 和硫酸盐垢。结垢发生在地层、井筒、设备等各个 部位［２］，严重影响着油气田的正常生产和开发效 益。尤其是硫酸盐垢．因其难以用常规方法清除而 受到人们广泛的关注。 化学除垢是油田除垢措施中应用较广的一类 除垢方法，其中有机络合剂除垢比酸法、碱法除垢 效率更高。最常用的有机络合剂是氨羧络合剂，这 是一类以一Ｎ一［（ＣＨ：） ＣＯＯＨ］：基团为主体的羧 酸衍生物，可与多种金属离子形成稳定的、易溶于 水的螯合物。此类络合剂中结构最简单的是乙二 胺四乙酸（ＥＤＴＡ）。为了增强ＥＤＴＡ的螯合能力， 人们还对其进行了改性，但工艺较复杂．产品成本 较高。二乙烯三胺五乙酸（ＤＴＰＡ）也是一种良好的 金属离子螯合剂，在油田除垢，特别是除硫酸钡垢 应用中因其除垢效率高、毒性小、热稳定性好等优 点获得了广泛研究［３－５］ １ 实验部分 １．１试剂与仪器 试剂：某油田现场垢样；ＥＤＴＡ—Ｎａ２、ＤＴＰＡ（工 业一级）；辛基酚聚氧乙烯醚（ＯＰ一４０）（化学纯）； 氢氧化钾、烷基苯磺酸盐（ＬＡＳ）、草酸（分析纯）。 仪器：ＪＹ２５０２电子天平，上海精密科学仪器 有限公司；ＴＤＡ一８００２恒温水浴槽，天津市中环实 验电炉有限公司；ＤＨ一１０１电热恒温鼓风干燥箱， 天津市中环实验电炉有限公司；ＳＨＢ—ＩＩＩ循环水 收稿日期：２０１０—０９—２９ 式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司。 １．２实验方法 （１）按配比称取一定量的除垢剂主剂和草酸、 表面活性剂等添加剂，用烧杯配制成除垢剂溶液， 调节ｐＨ １３。 （２）称取一定质量的垢样。 （３）将配制好的除垢剂溶液与垢样加入聚四 氟乙烯容器中，恒温水浴。 （４）取滤纸在恒温干燥箱中于１０５℃下恒温， 室温恒重，存于干燥器中备用。 （５）反应结束后抽虑，将滤纸和剩余垢样置于 干燥箱中在１０５℃下干燥２０ ｍｉｎ，室温称重。 （６）由公式（１一１）计算除垢率Ｂ（％）。 Ｂ＝．ｍｌ＋ｍ２－ｍ３ ｘｌＯ０ （１—１） ｍ４ 式中： ｍｌ一垢样质量，ｇ； ｍ２一滤纸质量，ｇ； ｍ，一剩余垢样和滤纸干燥后总质量，ｇ； ｍ４一理论除垢量。即除垢剂溶液中主剂按１：１ 摩尔比所能除去的硫酸钡质量，ｇ。 ２结果与讨论 ２．１ ＥＤＴＡ—Ｎａ２与ＤＴＰＡ除垢效果比较 在聚四氟乙烯反应容器中分别加入一定浓度 以ＥＤＴＡ—Ｎａ２和ＤＴＰＡ为主剂的除垢剂溶液 ２００ ｇ，按与主剂摩尔比为１：ｌ加入一定质量的垢