油田水的防垢和除垢技术
油田结垢治理技术浅析
油田结垢治理技术浅析【摘要】油田开采已经进入中后期阶段，注水采油仍然是维持地表压力提高油田采油率的重要方法之一。
然而油田回注水二氧化碳高、硫化氢含量高、矿化度高以及温度高等特点，部分油田钙镁离子浓度高，造成注水结垢现象严重，分析油田注水结垢的主要原因，做出相应对策尤为重要，本文从分析结垢原因到相应处理方案，对油田结垢治理做出简要分析概述。
【关键词】油田结垢注水系统水处理工艺防垢剂输油管道1 结垢原因分析1.1 水中杂质沉积结垢水中杂质主要集中在注水井、回注水输水管网等温度相对低的地方，注水井自上而下，结垢现象逐渐增强，而腐蚀产物的结垢因素相对递减。
1.2 水中矿化度高以大港油田为例。
油田典型污水的矿化度高，矿化度基本处于两万到三万mg/L之间，且硫化物浓度高，在5mg/L以上，是注水水质标准的2.5倍。
污水温度达到68摄氏度，PH值在7.2以上，属于偏碱性水，，不仅如此，污水中的SRB细菌含量严重超标。
1.3 碳酸盐析出结垢油田生产时，液体由高压底层向相对低压的井筒流动时，由于温度压力等变化，导致二氧化碳被释放，从而与钙离子反应生成碳酸钙垢。
像岭69井、中12井等油井，碳酸氢根离子浓度高，极易形成碳酸钙垢。
如加热炉、换热器等温度高的结垢，会促进碳酸钙垢的形成，碳酸钙垢多出现在抽油泵、尾管、筛管、油管内外壁和套管内壁等部位。
1.4 硫酸盐析出结垢部分油田水型为硫酸钠型和氯化钠型，主要产生硫酸钙结垢，原因是钙离子与硫酸根离子结合产生硫酸钙，造成硫酸钙垢，油井产生硫酸钙垢的主要部位井筒底部的套管内壁和油管外，地面站则收球筒和总机关出为主要结垢地点。
1.5 压力、PH、温度的影响碳酸钙的溶解度与温度、PH值和二氧化碳的分压有关，温度越高、升高PH、二氧化碳分压越小，碳酸钙的溶解度就越低，二氧化碳的分压影响更为重要，如果其降低，碳酸钙沉淀可以产生在系统的任意部位。
降低PH则可以使碳酸钙溶解度增大，大大减弱了成垢趋势。
防垢除垢在油田注水系统中的应用
？
液中的ｃ ａ 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 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 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 。 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 分 为两
＝ ＿
，
种， 一种 是 如 图 ４所 示 ， 在 一 定 范 围 内增 大 Ｎａ Ｃ １ 的 质量 百 分 比 ， 可以使 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 的溶 解 度增 大 ， 缓解 ｃ ａ — 。另 一种 是 如 图 ５所示 ， 注水 介质在 进入 系
２ ． ２ ． ２ 矿化度 ： 含 有 Ｎａ Ｃ Ｉ 和 Ｍｇ Ｃ １ ： 的水对Ｃ ａ Ｓ Ｏ
图４ Ｃ ａ Ｓ Ｏ． 在 Ｎａ Ｃ １ 溶液 中的 溶解 度
的溶 解度 有 明显 的影响 。Ｃ ａ Ｓ ｏ。 在 水 中 的溶 解度 不 但与 Ｎａ Ｃ ｌ 浓度 有 关 ， 而且 还 和 Ｍｇ Ｃ １ 。 有关 。当水 中 只含 有 Ｎａ Ｃ Ｉ 时， Ｎａ Ｃ Ｉ 浓度 在 １ ４ ６ ． ２ ５ ｇ ／ Ｌ以下 时，
Ｓ ｏ。 结垢 基
也
＊
盎
一
照
统 前增 大 Ｃ ａ Ｃ １ 的 质 量 百分 比 ， 可 以使 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 的溶 解 度 降低 ， 提前 使Ｃ ａ Ｓ Ｏ 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 。
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。
超声波在油田上防垢除垢的使用
超声波在油田上防垢除垢的使用在石油开采中，提高中后期油井的产量及油田采收率，一直是采油工程中的重要课题之一。
在油井开采过程中，常常会因各种原因在油井中形成一些堵塞物，阻碍原油流入井筒中，降低原油的渗透率，提高原油的渗透率，可采用各种物理、化学的方法。
其中物理方法有声波技术、磁学技术、电磁场技术等。
超声波采油技术则是近几十年发展起来的三次采油技术之一，通过声波处理生产油井、注水井及近井油层，使油层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井油层的流通条件及渗透性，解除采油井、注水井的堵塞及油井防垢、除垢、防蜡，提高采液量、原油产量和注水量，降低原油的粘度，提高原油、水在多孔岩石中的渗透率。
超声波防垢器主要是利用超声波强声场处理流体，使流体中成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。
超声波的防垢机理主要表现在：一、“空化”效应超声波的辐射能对被处理液体介质直接产生大量的空穴和气泡，也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴，当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。
根据理论和实践测算，用20KHz、50W/cm2的超声波对1cm3液体辐射时，其发生空化事件的气泡数为5104/s，局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。
二、“活化”效应超声波在液体介质中通过空化作用，可以使水分子裂解为H自由基和HO 自由基，甚至H+和OH-等。
而OH与成垢物质离子可形成诸如CaOH 、MgOH 等的配合物，从而增加水的溶解能力，使其溶垢能力相对提高。
也就是说，超声波能提高流动液体和成垢物质的活性，增大被水分子包裹着的成垢物质微晶核的释放，破坏垢类生成和在管壁沉积的条件，使成垢物质在液体中形成分散沉积体而不在管壁上形成硬垢。
三、“剪切”效应水分子裂解产生的活性H 自由基的寿命比较长，它进入管道后将产生还原作用，可以使生成的积垢剥落下来。
油田三元除防垢技术浅析
2018年06月油田三元除防垢技术浅析王金梭（大庆油田第五采油厂，黑龙江大庆163513）摘要：本文针对油田三元埋地管道腐蚀穿孔严重的问题，通过选取腐蚀管段对其材质、介质进行取样分析，结合测试土壤电阻率等方式开展埋地管道腐蚀机理研究，并制定了物理、化学防垢、电化学保护等相应措施，有效缓解了埋地管道腐蚀穿孔速率，为油田埋地管道腐蚀防护提供了技术支持。
关键词：腐蚀穿孔;机理研究;防护措施1管道腐蚀概况油田经过几十年的开发，已建成了规模庞大的油田地面工程系统，随着建设时间的延长，设施的腐蚀老化问题日益突出，管道腐蚀穿孔情况尤其严重。
为了掌握管道腐蚀穿孔的主要原因，探索降低管道腐蚀速率的技术手段，开展埋地管道腐蚀机理研究，并提出切实有效的防护方案，提高管道的使用寿命，降低生产维护费用。
2腐蚀机理研究2.1介质分析由于接触的环境介质不同，导致埋地管道的内外腐蚀情况不同。
管道内壁的腐蚀主要与管道内介质有关，水驱、聚驱管道中介质成分种类相近，但聚驱管道中含有大量的聚合物。
因此，分别在该区块水驱和聚驱各选取1口单井，对采出液水质进行化验分析后得知水驱采出液，Cl -和HCO 3-含量较高，腐蚀性较强；而聚驱含有较多的Ca 2+和Mg 2+，pH 值均为弱碱性，结垢倾向大。
2.2土壤分析土壤腐蚀绝大多数情况下由于埋地金属管道(构件)与土壤中电解质进行电化学过程所引起的。
在腐蚀穿孔管段随机选取3处，采集土壤样本。
按照SY/T 0087.1标准对土壤理化参数进行测试，对照钢铁腐蚀程度与土壤电阻率的关系一般来说，电阻率低的土壤腐蚀性强，反之腐蚀性弱。
因此，该区块土壤腐蚀级别属中、强腐蚀土壤。
管道穿孔处土壤电阻率、氧化还原电位、土壤容重低，含盐量和Cl -含量高，腐蚀强度高于未穿孔处。
2.3腐蚀类型判断为了解油田管道的腐蚀类型，选取10个不同年限的水驱掺水管段，对穿孔类型进行分析，8个管段穿孔外表面比较光滑，类型为内穿孔；其余管段外表面有腐蚀坑出现，向内凹陷，类型为外穿孔。
油水井结垢机理及除垢技术研究与应用
油水井结垢机理及除垢技术研究与应用【摘要】积垢的产生能够在油管表面形成污垢，在管内造成内部区域的阻力，从而降低了输油量极其速度，继而对产油量造成不可估摸的损失。
众所周知，结垢可以造成油管内部流通面积的缩小，在地层的结垢还可能引起储层渗透率降低等问题，。
储层伤害直接影响着采油井的产能。
所以油水井的防垢和除垢问题正待解决。
【关键词】油水井结垢机理除垢1 结垢的主要原因结垢即指管道内部由于固态附着物长期淤积而造成局部阻塞现象。
附着在管道内壁上的微粒块状物体就是结垢。
在油田开发之中要根据情况向管内注水，而油田情况又与井下的油藏运输有关，所以结垢原因有很多。
具体而言，一是所注水的矿化度和硬度都很高导致管内高钙垢的形成。
如果在采油井中注入的水质硬度和碱度都过高，那么随开采条件的改变，譬如温度和压力以及pH值的改观，就可能在油井管内发生结垢现象；二是注入的水与地层水混合促进结垢现象的发生。
地下水与地层水常常属于不同系别的液体水，所以当两种或几种不同系的水源融合在一起，经过一系列的化学反应就很可能促使结垢的形成，造成垢离子之间的补充。
还因为不同系水质之间的杂志不能融合，所以悬浮物与不溶物容易沉淀造成结垢沉积。
譬如腐蚀产物FeS和Fe2O3等粘土矿物质；三是胶质和沥青质以及蜡所共同形成的有机垢；原油含有胶质和沥青质及蜡等物质，采油过程中这些有机物会随着温度以及压力的变化附着于管壁的结垢上。
这些物质则与无机垢产生混合垢；四是细菌滋生导致地层的堵塞。
以长庆油田为例。
油田地层中含有称为厌氧菌的硫酸还原菌和号称好氧菌的铁细菌。
细菌繁殖长成菌络从而堵塞地层。
细菌因为代谢作用而产生的粘液也可能堵塞地层；五是粘土矿物的堵塞现象。
粘土矿物处于储层，它在水敏和酸敏的储层地层中出水后会自行膨胀造成地层的孔隙堵塞；六是生产条件的变化。
随着生产条件的改变，井筒的温度和压力等方面也会随之改变，这些意外因素可能导致结垢现象的发生。
2 除垢工艺技术除垢工艺技术主要应用于油管的除垢技术。
简述油田管线除垢防腐技术
简述油田管线除垢防腐技术在油田工程中，需要使用大量的管道，这些管道多是金属材质，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性物质的影响，使金属发生化学反应，从而导致管道出现腐蚀现象。
另外，受到外部压力的影响，原油化学元素中的离子会出现相互作用的现象，这使得管道内部出现了結垢，如果不及时处理这些现象，会导致原油的运输中断，而且还会对周围环境造成一定破坏。
油田管道的防腐以及除垢技术对油田工程的正常运行以及经济效益有着较大的影响，通过本文的分析希望可以引起相关部门的影响。
1、油田管线结垢与腐蚀现象产生的原因1.1结垢现象出现的原因油田管线内部出现结垢现象一般是由两种因素导致的，一种是在对原油进行开采时，会接触到地层中的水，而这些水中含有高浓度的盐离子，很容易导致结垢现象，在抽地下原油时，还会受到地层压力的影响，在一定的温度以及水成分条件喜爱，会打破地层化学平衡，所以，油田管线内部出现了大量的污垢。
另一种是油田管线接触了两种或两种以上的水，并且这几种水是无法相互融合的，在混合在一起后管线受到了结垢离子的作用，所以出现了污垢。
1.2腐蚀现象出现的原因油田管线出现腐蚀的原因主要有两种，一种是管线的腐蚀层出现了老化现象，腐蚀层出现了损坏，这一现象一般是由沥青管道在运输与吊装过程中受到的磨损引起的。
在管线补口的位置极容易受到破坏，该位置的质量比较低，防腐层经常会受到损害。
在对油田管线进行铺设时有时还会受到人工因素的影响，铺设人员没有按照相关规定进行操作，导致防腐层的质量不达标，所以管线出现了腐蚀现象。
另一种原因与原油所含成分有关，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性介质的影响，而管线一般都是由金属材料构成的，与介质发生化学反应后，就会导致腐蚀现象的出现。
2、油田管线除垢防腐技术2.1油田管线除垢技术2.1.1投放防垢剂投放防垢剂在油田管线除垢工作中有着广泛的应用，这是一种通用的技术，不会受到结垢位置以及结垢类型的影响，在任何环境下都可以发挥出良好的防垢效果。
油田注水开发过程中结垢现象的防治研究标定技术
油田注水开发过程中结垢现象的防治研究标定技术摘要：油田注水结垢现象是当前很多油田开发过程中最为常见的一个现象，同时也是需要油田企业引起重视的一种现象。
油田在实际开采的过程中，很多技术人员为了提升整个开采的效率和数量，通常会直接以向油田内部注水的形式增加油井内部的压力，使石油能在极短的时间之内被开采出来。
基于此，对油田注水开发过程中结垢现象的防治研究标定技术进行研究，以供参考。
关键词：油田注水；结垢；防治研究引言油田是我国经济发展过程中的一个重要的支撑，是促进地方经济的重要组成部分。
当前，我国在很多地区都相继发现油田地址，同时相关的科研人员也开始了相应的开采工作，提出了创新的研究和开采方式。
油田在实际开采的过程中主要使用的方式以注水开采为主，注水开采有一定的优势，但是也存在相应的弊端。
很多油田在注水的过程中由于受到地层水不配伍容易产生结垢现象，还有的地区会由于本身的地质问题出现的注入水对部分区域来说因水敏性而引起粘土膨胀，给后续的开采工作带来一定的困难，加快油井内部设施腐蚀速度的同时也影响了整个开采工作的效率，给油田企业带来较大的经济损失。
1什么是油田注水结垢现阶段，在油田开发过程中，为了保证储层相应的水压，提高油田开发效益，普遍采用注水技术。
目前，油田注水技术一般有三种方法，一是采用清水注入法，即完成油田地下水的注入。
二是采用污水注入法，即从油层注水。
三是海上油田注水方式，采用海上注水方式。
此外，还有混合注水方法。
目前，油田注水过程中存在许多问题，如注钙和注二氧化碳的混合。
诸多问题导致注钙与注二氧化碳不相容，氢硫基团浓度急剧增加。
严重时会出现阻塞油层现象，使油层渗透效率降低，给油田中的油层造成很大的损失；而部分井筒以及井内设备结垢处理会限制管线的流通空间，从而增大摩擦力，也容易为细菌提供滋生的环境，增加了井下油井设备的锈蚀程度，减少了井设备的使用时间，严重时还会发生设备热效率的降低，导致管线爆裂，最后出现大面积停工的现象，严重危害油田设备的正常工作，使采油技术生产急剧减少。