油田防垢技术
三元复合驱集输系统结垢原因及除防垢技术
第28卷 第3期 石 油 规 划 设 计 2017年5月 25* 赵晶，女，工程师。
2007年毕业于东北石油大学油气储运专业，获学士学位。
现在大庆油田工程有限公司，从事油气田油气集输设计工作。
地址：黑龙江省大庆市让胡路区大庆油田设计院油气集输室，163712。
E-mail：zhaoj_dod@文章编号：1004-2970（2017）03-0025-03赵晶*（大庆油田工程有限公司）赵晶. 三元复合驱集输系统结垢原因及除防垢技术. 石油规划设计，2017，28（3）：25～27摘要 三元复合驱是把碱、表面活性剂、聚合物三种物质混合后注入地层进行驱油的技术，可提高原油采收率。
但是，三元复合驱采出液在集输过程中结垢严重，严重影响了油田的正常生产。
分析了三元复合驱集输系统的结垢机理及危害，论述了化学法和物理法这两项主要的除垢及防垢技术，其中，化学法使用的更为广泛，且效果良好。
今后，还需进一步加强物理、化学方法进行除防垢的研究，以提高除防垢的效果、增强可操作性及经济性。
关键词 三元复合驱；集输系统；沉积物；防垢；除垢中图分类号：TE357.4 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1004-2970.2017.03.008三元复合驱是把碱、表面活性剂、聚合物三种物质混合后注入地层进行驱油的技术［1］，可提高原油采收率。
1977年，首次提出三元复合驱的概念。
通过实验室和现场的大量研究表明，三元复合驱兼具表面活性剂驱及聚合物驱的共同优点，一方面可以提高波及体积，提高驱油效率，从而提高原油采收率；另一方面，还可以大幅减少表面活性剂的用量。
2015年7月，开罗大学通过研究已经找到合适的提取低廉碱和表面活性剂的植物，为三元复合驱的推广应用提供了经济可行性。
尽管三元复合驱能大大提高原油采收率，但是，在现场实际应用过程中也出现不少问题。
由于碱与岩石反应导致采出液矿化度增大，从而引起井筒、近井地带、集输管道结垢严重，造成卡泵、集输管网堵塞等问题，严重影响了地面集输系统的安全稳定运行［2］。
油气田集输管道结垢机理及除垢措施
油气田集输管道结垢机理及除垢措施摘要：集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。
集输管道结垢的物质种类很多，管道结垢过程复杂，首要因素就是溶解度处于过饱和状态。
过饱和浓度除了与溶解度有关外，还受热力学、结晶动力学、流体力学等因素的影响。
对于腐蚀垢而言，结垢则受输送介质、材料以及周围环境的共同影响。
根据油田集输管道结垢机理，从防垢溶垢剂除垢法、超声波防垢除垢法、机械除垢法对其除垢效果和机理进行研究，提出对应的集输管道除垢技术措施。
关键词：集输管道；结垢；机理一、管道结垢机理集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。
集输管道结垢的物质种类很多，最常见的是碳酸钙、碳酸镁，容易除去。
而硫酸盐垢，如BaSO4、SrSO4、CaSO4等结垢物就难以清除，危害比较大。
此外还有FeCO3、FeS、Fe（OH）2等铁垢。
根据垢成分分析集输管道主要为硅垢、铁垢、碳酸盐垢物等，现对其机理进行分析。
1、硅垢硅垢的产生是一个非常复杂的物理化学变化过程，与油井所在地质条件和岩石层物质组成有关，随着油井地下水pH值的升高，油井岩层中的二氧化铝、二氧化硅、铝化合物被大量溶解形成离子物质，此时与存在的Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+等金属离子进行反应和结合，从而析出固体物质变成垢。
2、铁垢油井结垢物质中铁成分较多，铁垢的形成有多种机理，大部分都由油井管道、铁材料设备腐蚀形成，主要形成机理包含以下3个方面：①硫酸盐还原菌的腐蚀形成铁垢物，硫酸盐还原菌的条件下造成管壁腐蚀，金属发生阴极去极化反应；②二氧化碳腐蚀与铁发生反应产生铁垢，二氧化碳溶于水形成碳酸发生电离形成腐蚀；③硫化氢的腐蚀，硫化氢溶于水就可以直接导致管道设备的腐蚀。
3 、碳酸盐垢以碳酸钙为例，碳酸钙在水中发生反应：Ca（HCO3）2→CaCO 3 ↓+CO2+H2O，温度升高上述反应发生，从而产生碳酸钙垢。
西峰油田注入水磁处理防垢技术
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ：Ｔａ ｉｇｔ ｅｉｊｃｅ ｔｒｉ ｈ ｆｎ ｌｅｄａ ｈ ｂｅｔ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ｇ ｅｆｃ ｆｍａ ｎ ｔ ｒａｍｅ ｔｕ ｄ ｒ ｋｎ ｈ ｎｅ ｔｄｗａｅ ｎ ｔ ｅＸｉ ｇ Ｏｉ ｉｌ ｓｔ ｅｏ ｊｃ ，ｔｅａ ｔ ｓ ａｉ ｆｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｔｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｆ — ｎ ｃ
垢 率则 高 达 ８ ． ４ ； 时 ， 外 加 磁 场 的 作用 下 ， 键 结 构被 破 坏 ， 集 水 分 子 中 氢 原 子 受 到 的 吸 电子 作 用 减 弱 ， 而 有 ５３ 同 在 氢 聚 从 利 于水 分 子 聚 集 体 的 分 散 ， 以极 大 地 减 弱 成 垢 离子 的聚 集 。 图 ４表 ５参 １ 可 ２
Ｗ ｕＪａｈ ｎ ，Ｌｕ Ｙｕ ｈ ｎ ｉｚ ｏ ｇ ｉ ｚ ａ ｇ～，Ｗ ｅ Ｌ ｉ ｉ ～，Ｗ ｕ Ｋａ ｇ ｕ ，Ｌ ｎＱｉｇ ｉ ～，Ｌｕ Ｌ ｎ ｙｎ ｉ ｎ ｘａ ｉ ｉ ～，Ｚ ａ ｇＪａ ｇ ｏ’ ｈ ｎ ｉｎ ｕ
油井的防盐防垢及除蜡措施
D- ! ! 油气田地面工程第 $$ 卷第 4 期（$--%# 4） ! !
油井的防盐防垢及除蜡措施
秦! 皙（中原石油勘探局教育中心）
李淑英（ 中盐及清防盐
防止油井结盐一是要防止盐从油中析出，二是要防止析出 的盐晶体聚集和粘附在管壁上。
（"） 加深油管防盐。油管加深，可以增加液体流速，把盐 晶体带出油井，减少油井结盐，延长掺水周期，还可以加深洗 井深度，改善洗盐效果。
微生物个体表面与体积之比非常大，有利于迅速摄取所需 养料，能维持很高速率的代谢活动和生命合成活动，其代谢类 型的多样性以及遗传变异的易发性，使微生物能够适应各种不 同的环境和温度，并能在各种基质上生长。
油井结蜡是由蜡、沥青、油、水、砂粒及其它一些杂质组成 的，这些石油产物对于微生物的氧化作用的敏感性随着熔点及沸点 的增加而增加。如采用两种不同性质的微生物产品配方来处理油井 的结蜡，一种为厌氧微生物液体产品，另一种为含有好氧混合菌的 粉末产品。为了加强粉末产品的作用力，在配方中加入一种液体的 生物催化剂和一种无机培养基。液体产品配方用泵注入油井环空间 内，随后注入一定体积的盐水；而处理干粉产品时，先将其溶于盐 水中，再用泵注入环形空间内，随后注入一定体积的盐水，盐水中 含有生物催化剂和无机培养基。所用的这些方法都是无毒无害的， 而且处理过程简单，用量少。结果表明，用液体产品处理的油井， 仍有近半数油井需用热油清蜡；而用粉末产品处理的油井中，只有
%# 现场试验
现场试验地点选择在因结垢造成掺水泵频繁抱死的方 &4 中转站，这个站在软件预测中结垢趋势也是最为严重 的。同时对英 "-"、方 ’$、英 "&4 三个中转站的结垢状况 进行监测。为了定量监测现场防垢的实际效果，在掺水泵 入口处安装结垢测试环，试验结束时取出结垢测试环，经 过处理后得出结垢重量和结垢厚度，并比较防垢措施前后 结垢测试环上结垢重量，从而得到防垢率。
腰英台油田清防垢工艺技术研究
表 １ 腰 英 台油 田采 出液离子 分析 报告
针对 腰 英 台油 田采 出液 水 质特 点 ， 采用 饱 和 系 数法 进行 了碳 酸盐 垢预 测分 析 。 ｓ ｍ ／ 硒 ； ＝ ｃ 式中：
ｓ ＣＣ — ａ Ｏ 的饱 和 系数 ；
一
所 研 究水 的 的溶度 积 ；
时效 和原油 产量 。为有 效地缓 解 油井 结垢 腐蚀 现象 提 高 油井 免 修期 ， 开展 了腰 英 台油 田清 防垢 工 艺技
术研 究 ， 现场 应用 取得 了较 好 的效 果 。 经
对 腰 英 台油 田油井 采 出 液进 行 了离 子 分析 ， 分
析 结果 见下 表 １ 。 从 表 １ 以看 出 ： ａ 可 Ｃ 腰英 台油 田油 井 加 入 防 垢 剂后 采 出液 中的含 量 、 化度 增 加 ， ｇ 含 量 变化 矿 Ｍｚ
一
、
油 井结 垢机理 研 究
垢 物 质 的形 成都 遵 循 一 定 的物 理 化学 规 律 ， 油
不大 。这 说 明未 加 防垢剂 油 井 采 出液 中 的 Ｈ Ｏ － Ｃ３ 在 特 定 温度 和 压力 下转 化 为 Ｃ ３ 与 Ｃ Ｃ 生 沉淀 ， Ｏ２ － ａＯ 产
Ｃ ａ 浓度 降低 。
浓度 １ Ｏ ５
ｒ／ ０ ， Ｌ１ ０ ， ｇ ５ Ｏ
Ｏ
Ｌ ｙ ＡＺ Ｖ＇ ｇ ＝ ＿ ２ ７－
ｌ 、 Ｊ ＋ｄ ／
３ Ｏ
４ Ｏ
５ Ｏ
６ Ｏ
７ Ｏ
８ Ｏ
９ Ｏ
温度 ℃
式中： 卜一 溶 液 的离 子强 度 ； － 一 离子 价数 ； —— Ｚ ＿ ｄ 离 子 的有 效 直径 。
一 一 系统 中与 相应 的碳 酸 盐化 合 物呈 动 态平
CALC-TECH防垢技术在胜利油田的应用
CALC -TECH防垢技术在胜利油田的应用X李 洁(胜利油田石油开发中心,山东东营 257000) 摘 要:结垢问题每年都给油田带来巨大损失。
包括动力费用增加;管线破损而原油外泄,造成环境问题;管线使用寿命大大缩短等。
技术人员一直在努力研究高效的处理方式,但效果都不是很明显。
CALC -T ECH 防垢除垢技术在现场试用效果较好,有一定的推广价值。
关键词:胜利油田;防垢;应用 中图分类号:T E 358+.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0111—01 胜利油田义三站地处义和庄油田。
义三站负责接收附近16口油井的分水、分气及加温接转任务。
其污水的矿化度达到14000多mg/L,水型是氯化钙型。
集输过程中工艺设备及管线结垢严重,导致压力增高、能耗提高和不安全等因素。
2008年5月对该站实施了分水等设施的更新改造。
但投运仅8个月,就出现了分水器内管结垢现象,以至于不能满足分水的生产需要。
检修发现时因为结垢造成分水器出水口结垢严重,使得三相分离器失效。
除垢后正常生产仅6个月,再次垢堵,造成分水量逐步下降直至不分水。
污水外输泵前过滤器滤网因结垢严重,15～30天左右必须清理,且清理时,过滤器上的垢很厚且密实,清理难度大,工人劳动强度大。
1 工业常用防垢方法目前,工业上所用的防垢方法可分为化学法和物理法。
1.1 化学防垢化学法主要有软化法、酸处理法、碳化稳定法及阻垢剂的应用等。
前面3种方法因费用较高或造成设备腐蚀等原因而应用范围较窄。
国内外应用最广泛的是阻垢剂,阻垢剂是一类化学药品的总称,通过它的加入可以防止或阻止积垢的生成。
1.2 物理防垢1945年,比利时的科学家首次成功地应用磁处理技术,防止锅炉水垢形成,并除去了原先沉积的水垢,开创了物理处理先河。
半个多世纪以来,各种水的物理处理技术应运而生,诸如静电处理、高能电子辐射处理、电磁处理和超声波处理。
物理处理设备相对简单、寿命长、运行费用较低、无污染问题,减少设备积垢形成,并能除去原先沉积物的作用。
油田结垢预测及防垢技术研究
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５
文 献标 识码 ：Ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 际
地层结 垢预测 方法 阴离子 ，那么 只要这 两种水 混合 ，离子最 具 有 代 表 性 的 预 测 模 型 包 括 ：１ ９ ５ ２ 终 浓度达 到过饱 和状态 ，就会 产生 结垢 。 年 Ｓ ｔ ｉ ｆ和 Ｄ ａ ｖ ｉ ｓ ，１ ９ ６ ９年 Ｓ ｋ ｉ ｌ ｌ ｍ ａ ｎ ，１ ９ ７ ０ 所 以在 注水开 发过程 中 ， 对一 般 的循 环水 ， 年 Ｖ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ和 Ｐ ｈ ｌ ｉ ｌ ｉ ｐ ｓ ，１ ９ ８ ２年 Ｏ ｄ ｉ ｔ ｏ和 可 以采用 软化水 的方 法 ，以减少或 除去成 Ｔ ｏ ｍ ｓ ｏ ｎ ，１ ９ ８ ９年 Ｔ ｏ ｄ ｄ和 Ｙ ｕ ａ ｎ等 。 早 期 垢 离子 。 预 测 方 法 简 单 ，使 用 方 便 ，但 忽 略 了压 １ － ３ 增 大油水 流在 管 内的流速 力 、 温度 、离 子 强 度 以 及 其 它 因 素 ，使 在 流 体 流 速 高 的 时候 ，盐 的沉 淀 过 应用 的有效 性受 到影 响 。１ ９ ９ ４年 Ｏ ｄ ｄ ｏ 和 程 可 以延 缓 ，这是 由于过饱 和溶液 在工艺 Ｔ ｏ ｍ ｓ ｏ ｎ在 以前 的基 础上 得 到 了更 完 善 的 设 备 中停 留时 间缩短 以及微 晶在设 备 内表 预测模 型 。我 国专 业人 士也编 制了许 多预 面 附着强 度有所 下降 的缘故 。可 以用这种 测软 件 ，如袁 明东 等人 的迭代 法 ，吉 林油 方 法保护 个别 区段 ，例如油水 井 ，但是不 田的 Ｐ Ｉ Ｏ Ｓ ，Ｊ Ｈ Ｃ Ｐ Ｓ 软 件 及 朱 义 吾 等 人 的 能 避免整 个工艺 循环 中后边 和前边 区段 的 Ｓ Ｄ Ｃ Ｑ Ｐ Ｃ系 统 ，都 是 比较 出色 的软件 。 结 垢 ，增 加了水 力损耗 。 二 、油 田常见 防垢 方法 １ ． ４ 采 用 内表 面有 涂层 的管子及 设备 １ 工艺 法 采用内表面有涂层 （ 如 玻 璃 钢 、特 工 艺 法 防垢 措 施 对 于 一切 可 能 结 垢 种 漆等 ）的油管 ，这是 转移 结垢点 的局部 的流 体环境 都有其 特点 和功效 。但是 ，从 措施 ，在某 些重 要部件 上 ，如 沉没泵 ，可 垢物形 成 的外部条 件来看 ，采用 工艺法 是 以采 用这 种薄膜 涂层 ， 会 收到 明显 的效果 。 有效 的也是 必要 的。 １ ． ５ 增 加沉没 泵 的下 放深 度 工艺法的具体措施有 ： 杆 式 泵或 者 电动 沉 没 离 心泵 下 放 到 ① 正 确选 用 注 水水 源 ，确 保 注入 水 最 大深度 时多数 情况下 都能显 著地 减少这 与地层 水在 化学性 质上配 伍 ，这 就要求 事 些 装 置 里 的 结 垢 。 因为 这 个 时 候 ， 由于 先对地 层水进 行必要 的化 学测试 ，掌握有 沉 没深 度 的增 加而 引 起泵 区压 力 的提 高 ， 关性 质数据 ； 即使 在高 温条件 下也可 以避免 水 的蒸 发和 ② 控制油 气井投 产流 速和生 产压差 ， Ｃ Ｏ ， 的释放 。 以免 因此而加 快垢 物形成 和生长 ； ２物理 法 ③ 封 堵采 油井 中 的大小 层 段 ；采用 影 响 结垢 的 因 素有 温度 、压 力 、水 有 套层 的装置 及管柱 ； 中含盐 量 、 ｐ Ｈ值 、成 垢 离子 浓 度 以及 水 ④ 提高管 内油水 液流 速度 ； 的流 动状态 、管线 形状 以及其 它环境 条件 ⑤ 人 为地 使井 中油水 混 合 液形 成紊 等 ，我们可 以控制 其 中的某些条 件 ，就可 流状态 ； 以改 变盐垢 的析 出程度 。 从设计 角度来 说 ， ⑥ 加深泵 挂深度 ； 输油 管线 的内壁应 光滑 或施 以涂 层 ，减 少 ⑦ 把尾管 下至油 层底部 。 弯管 ， 增 加水 的流速 等 。 采用 磁场 、电场 、 具 体实施 时 ，以上工 艺法各有 利弊 ， 声波 以及其 它组合 处理 产出注入 水 。 不 可多 种措施 同时使用 ，应 根据油 田的实 ２ ． １ 磁 防垢技术 际情况酌 情选用 。 水 的磁 处 理 方 法 比较 广泛 的应 用 于 １ ． １ 油水混 合物在 井 内紊 乱 各种 热交换 装置 和供 水 系统 中 ，以 防止 形 可 以 使 体 系 更均 匀 化 ，避 免水 相 与 成致密 的无 机盐沉 淀物 。无 论装 置与设 备 管 子 ，设 备表 面的直接 接触 ， ． 从而 减小 了 的结构 特点 如何 ， 磁 处理 水 的本 质都在 于 结 垢 的可 能 性 。该 方 法 只 有 形 成油 包 水 使液体流经一个或者几个磁场 ，因此 ，实 型 双相混合 物 时才有效 ，采用 专用 喷嘴 ， 施的工 艺流程 非常简 单 。前 苏联 阿塞拜 疆 阻流器等即可形成紊流。不足之处是随着 石油科 学研 究设计 院研制 了一种 磁处理 装 Ｃ Ｏ 的放 出 ， 相应 地 降低 了碳 酸盐稳定 性 ， 置 ，它建立 了多级顺 序相 接 的磁 力线 ，这 所 以液体 可能 脱气 。 些磁力线 极性 交错 。装 置的各部 件呈 圆筒 １ ． ２ 有 选择 地封堵 出水层 和夹层 形，它们保证了磁场强度在工作间隙中均 用 来 限 制那 些 混 合 时 能 出 现强 烈 结 匀分 布 ，同时还保证 了混合 物在 所有工 作 垢 的水 流 ， 如果 能够避 免不相 容 的水 混合 ， 间隙 中等速 运动条件 下 的水力磨 阻最小 。 就 可以 防止产 生不溶性 的沉 淀物 。如果一 ２ ． ２ 电极 脉冲技 术 种水 高含成 垢 阳离子 ，另一种 水高含 成垢 带 电离 子 在 直 流 电 场作 用 下 在 一 定
油水井清防垢工艺技术研究
油 气 田地 面 工 程 第 ２ ７卷 第 １ 期 （ ０ ８ １ ） １ ２０． １
油 水 井 清 防 垢 工 艺 技 术 研 究
李世 莱 王 宏 伟 岳 潘 东 （ 长庆油田 采油￣Ｉ） １ －
摘 要 ： 绥 靖 油 田 、 靖 安 油 田和 安 塞 油 田
（ ）产 出水 条件 变化 。流体 流 出地 层后 ，随着 ４
Ｃａ ＋ Ｃ（ 。 ） １ —± Ｃａ ＣＯ３
分析 与探 讨 ，研 究 出相 应 的油 、水井 清 防垢
工 艺技 术 ，确 保 了 油 田 开发 正 常 平 稳 运 行 。
关 键 词 ： 中 高 含 水 期 ；结 垢 因 素 ；机 理 ；清 防垢
（ ） 硫 酸 钡 结 垢 机 理 。 在 长 ４ ５ 长 ６油 层 ２ ＋ 、
井简 温度 、压 力 等 的下 降 ，因物 理原 因 出现结 垢 ，
垢 型一般 为碳 酸盐垢 。
２ ２ 结 垢 机 理 ．
（ ）碳酸钙 结垢 机理 。碳 酸钙是 一种 在石油矿 １
场 中经 常遇到 的沉 淀物 ，油 田伴 生气 中 Ｃ ） 含量 为 （ ２
１ ～７ ，具备 生 成碳 酸 钙 垢 的离 子 条件 ，Ｃ Ｃ ａＯ 在含 Ｃ 。 Ｏ 的水 中溶解时将会发生 如下化学反应
油井产 出水 中 ，Ｂ 抖 、Ｓ 抖含量 较高 ，根据 溶度 积 ａ ｒ
１ 概 况
长庆 油 田采 油 四厂所辖 绥靖 油 田、靖安油 田和 安 塞油 田区域构 造位 于鄂尔 多斯 盆地 陕北斜坡 中北 部 ，主要 开采层 位为 三叠 系长 ２ 、长 ６ 、长 ４ ＋５ 层
和 侏 罗 系 延 ８和 延 ９ 层 ； 地 面 原 油 平 均 密 度 为
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3.6、常用的坊垢技术
常用的除垢技术：化学除垢、超声波除垢 常用的防垢技术： 1、化学防垢： 通过稀释和加入阻垢剂阻止或减缓结垢，其机理 为：稀释作用、增溶作用、分散作用、静电斥力作 用、晶体略变作用、去活化作用。增溶作用：利用 含羟基或磺基功能团的高分子防垢剂，与CaCO3或 CaSO4等无机盐中的Ca++发生络合反应，生成可溶性 的络合物或鳌合物，从而起到增溶作用防垢。
油水井在线加注装置
型号：YJDJ-Ⅰ、YJDJ-Ⅱ
油水井在线微量加注
井筒多元防护技术
连续防垢、防蜡、防腐、防盐专用设备
油田开发采油过程中需要对油井井筒加入清蜡 剂、缓蚀剂、防垢剂等工作液，常用的方法是周期性 投加工作液，这种方法存在投加量大、效果不连续等 问题，油井产油是连续生产因此工作液的投加也要采 用连续的方法才能确保加药效果的有效，油水井在线 加注装置提供了一套与油井工作状况相适应的工作液 投加方案，对油井采油的清蜡剂、缓蚀剂、防垢剂等 工液提供一种省料有效的手段。
Ca2+ + SO42Ba2+ + SO42-
分子结合和排列形成微晶体，然后产生粒子化过程中，大量 晶体堆积，沉积成垢长大。
3.5垢结晶主要有以下原因：
液体不配伍：油井施工入井液、注入水等与地层水 不配伍造成结垢。 地层生产压差过大，造成地层孔隙壁上的微粒汇积， 在喉管处结垢堵塞。 热力学变化：因温度、压力变化，地层液中的造成 渗解CO2气体逸出，破坏渗液的相对平衡而结垢。 气驱或化学驱油：如空气驱油、二氧化碳驱油或三 元复合驱油等改变了产出液体气体的成分。 离子吸咐：液体中的固体离子相互吸咐。
一、腐蚀的概述
1.1、 定义：
腐蚀是金属材料在周围环境的作用下引起的 破坏或变质现象。
在盐酸液体中浸泡的垢块
1.2、石油天然气行生产中的腐蚀
石油天然气开采中的腐蚀是油田开发过程中对油水井 生产和井筒影响十分严重的现象，因油水井套管腐蚀 穿孔造成的油水井报废、各种管线腐蚀穿孔、生产设 备因腐蚀而频繁地更换和报废、井下管杆泵等因腐蚀 损坏造成作业周期缩短等，均给油田的生产带来巨大 的经济损失。 石油天然气开采中的腐蚀分为： 化学腐蚀 、硫化氢腐蚀、二氧化碳腐蚀、 氧气 腐蚀 、大气腐蚀
2、物理法防垢：
通过物理方法阻止无机盐沉积的方法。其作用原 理有：振散作用、振壁作用、电解作用、电化学效 应、磁场效应、辐射作用、催化作用、转嫁作用。 物理法防垢的方法有：晶种技术：用一个晶种在液 体中作为结垢体，组织其他部位结垢。 超声波防垢：利用超声波的振动作用和空化作用防 垢。产品有：超声波除垢器、超声波解堵技术、声 波防垢器、声磁耦合防垢器
推荐适用排量范围：5-20m3/d
三、化学防垢机理
增溶作用：羟基或磺基功能团与垢离子发生络合反应，起到 增溶作用防垢。
分散作用：聚羧酸聚离子，垢离子产生物理或化学吸附，使 垢离子吸附在聚离子悬浮于流体中。
静电斥力作用：高分子阻垢剂具有较强的电荷密度，产生离 子斥力，阻止无机盐微粒相互接触。 晶体畸变作用：阻碍和干扰垢的正常生长，打乱晶体正常排 列，使垢晶发生畸变不能结成硬垢。
二、磁化高效防垢器
型号：HDA
HDA系列磁化高效防垢器结构图
尾管接口
抽油泵、电泵接口 抽油泵、电泵接口
化学固体防垢剂 化学防垢剂
化学固体防垢剂 化学放垢剂
化学固体防垢剂 化学固体防垢剂
尾管接口
强磁防垢器 强磁防垢器
电化学防垢器 电化学防垢器
电化学防垢器
电化学防垢器
强磁防垢器 强磁防垢器
HDA磁化高效防垢器包含三项技术
三、结垢的基本概述
3.1结垢的基本概述
油田产出液中的水中含碳酸钙、镁、铁、锶等金属离子， 产出液的矿化度高达几万PPM因此在油田开发中液体流动的各 个环节，都存在结垢的可能性。
油田结垢通常是多种无机盐和油垢的混合物，最常见的 垢物成分是CaCO3，占80%以上，其次为NaCL、CaSO4、BaSO4、 Fe2O3、Fe（OH）3、部分有机物和及少量泥砂晶核 垢的存在，增加了油田开发的难度，增大油田开发的成本， 给油田开发带来许多危害。
HDA磁化高效防垢器的技术参数
耐温等级： 最大外径： 防垢率： 流速： ＜1m/s 有效发生电量：≥1.1 A.h/g 电流效率：≥65% 适用套管： 单套配备： 51/2 （其他规格根据用户要求定制） 两节 8m 60 ℃ 、80℃、 ＞95% 110 ℃。 φ107mm、φ102mm
磁场强度 10000-15000 高斯
二 、防腐的概述
2.1定义：
防腐就是通过采取各种手段，保护容易锈蚀 的金属物品的，来达到延长其使用寿命的目的，通 常采用物理防腐，化学防腐，电化学防腐等方法。
2.2、防止腐蚀技术的分类
2.3、防止腐蚀的原理
1、正确选用金属材料； 选用耐腐蚀材料 2、改变环境成分，添加缓蚀剂； 缓蚀剂的原理是形成隔离膜对工具或材料进行保护 3、采用电化学保护： 包括外加电流阴极保护、牺牲阳极保护和阳极保护； 采用牺牲阳极的自然电位保护或强制电流阴极保护。 4、采用保护性覆盖层或涂层； 地面防腐工程中常用的方法，井下用的玻璃衬技术、涂料 技术或镍磷电镀、镀铬等。 5、改进系统或构件的设计；
油井防蜡采用连续滴加高效防蜡剂的方法可以 有效防蜡，可以降低防蜡成本、减少热水洗井 造成的油井污染、降低管理费用、有效延长检 泵周期。 油井防腐采用连续滴加高效防腐剂的方法可以 有效防止井筒腐蚀，降低防腐成本、降低管理 费用、减少套管油管的腐蚀提高油井井下材料 的效用。
油水井在线加注装置
型号：YJDJ-Ⅰ、YJDJ-Ⅱ
1.3腐蚀的分类
3、按腐蚀形态分为：
全面腐蚀或均匀腐蚀
局部腐蚀：包括电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐
蚀、剥蚀、选择性腐蚀、丝状腐蚀。
应力作用下的腐蚀：包括应力腐蚀断裂、氢脆和氢致
开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、空泡腐蚀、微振腐蚀。
1.4、腐蚀的危害
腐蚀损失包括：
材料消耗损失、工件性能失效、引发井下 事故、引发灾难性事故。
3.2、油田开发中结垢的环境：
地层液产出过程，从地层到井筒储积、到联合站、水处理 站，再经泵站进行水处理注到地下，有以下几个结垢环境。 1、井近井地段，炮眼处，沉积结垢。 2、井筒内壁结垢。 3、井下工具，泵、电泵等采油工具结垢。 4、地面集输管线、闸门结垢。 5、容器内结垢。 6、注水井地面管线结垢。 7、注水井井下管柱内壁结垢。 8、注水井地层结垢。
3、工艺法防垢：
比如油田水的处理、工艺方法的改变
四、现有防腐技术方案
1、阴极保护器 2、抽油杆防多功能腐防磨器 3、微量滴加装置系列 4、油水井强制电流防腐站 5、防垢系列
一、固体防垢器
产品型号： BFR系列
产品性能：分离晶核，抑制晶核长大，防止 沉积
技术参数：
耐温等级： 60 ℃ 、80℃、 110 ℃。 最大外径： 防垢率： φ107mm、φ102mm ＞95%
2.4、防止腐蚀方法分析
3、电化学保护：
广泛应用于港口船舶、埋地管道、城市 供水供暖系统、储罐等各个领域，目前在海洋、 地面储罐、埋地管道等方面强制电流阴极保护 已成为一项成熟的防腐技术，具有经济有效抗 蚀能力强的优点；缺点是不适用于化学腐蚀和 物理腐蚀，牺牲阳极保护靠自然电位保护其效 果没有强制电流阴极保护效果好。
2.4、防止腐蚀方法分析
1、改变金属材料；
如选用不锈钢、碳纤维等材料适用于 井下工具如抽油泵、封隔器和特殊设备 等专用工具，缺点是由于价格性能等原 因无法大规模使用。
2.4、防止腐蚀方法分析
2、添加缓蚀剂：
适用于施工过程的防腐保护，如压裂酸 化施工、地面管线酸洗除垢、钻井泥浆等，具 有较好的缓蚀防腐作用且应用广泛；缺点是使 用量大，对腐蚀环境或腐蚀介质量小的环境效 果好，对材料和腐蚀介质的选择性强，无法防 止结垢和垢下腐蚀，缓蚀剂形成的覆盖膜覆盖 不到的部位会成为阳极区加快腐蚀速度。
O
抽油泵
尾管
固体防垢器
沉砂尾管 丝堵
人工井底
现场实例
中原油田采油二厂Pc63井采用潜油电泵生产 2001年度检泵三次，结垢周期70天，2002年 元月下入固体防垢器到2002年10月检泵，周 期达到280多天。 濮5-599电泵结垢周期为45天，2011年作业7次， 2012年2月下入固体防垢器，检泵周期延长至 2013年元月，达到330天。
H-含羟基或磺基功能团的高分子化学高效防垢剂 D-钕铁硼永磁材料高能磁防垢技术 A-铝基合金牺牲阳极电化学防垢技术 磁防垢机理
能量转换和传递：通过磁场作用影响流体的结晶动 力学，使流体中的垢离子能级改变，电导率变化使 井液不易沉积结垢。 感应磁场机理：流体介质在强磁场作用下形成极性 分子，分子相互排斥产生扭曲、变形、反转和震动 使垢晶不易沉积。
油田腐蚀与防Βιβλιοθήκη 技术2013.5前言
在油气田开发过程中，从钻采、开采、集输到油气的 水处理、储运等的生产环节中，腐蚀无处不在、无时不有， 生产安全、人身安全和环境保护都受到严重的影响，因此腐 蚀是制约和影响油气田生产的主要因素之一。克服、防护腐 蚀是现在及未来必不缺少的一部分。
目录
一、腐蚀的概述 二、防腐的概述 三、防腐的工艺介绍 四、防腐的现有技术方案 五、现有技术比较
3.5垢结晶主要有以下原因：
电化学吸咐：井筒中油管，工具等材料、材质不同形成的金 属自然电位差，使垢离子吸咐。 垢离子堆积、沉积，液体流动过程中地层水中的垢相互 碰撞吸咐，开成垢晶，越长越大，堆积并沉降在管壁流道上。
无机物胶结：油垢胶压成份的胶结成垢。
潜油电泵机组发热使水蒸发，井中金属离子呈过饱和状态结垢。 井下电泵高速旋转，液体速度高垢晶碰撞堆积。 井下管柱、液体流动不光滑表面易形成垢沉积的环境。