油田結(jié)垢的原因

油田生產(chǎn)過程中，壓力、溫度的變化或不相容的水相混合，會(huì)造成地層、井筒和管線表面結(jié)垢，影響原油生產(chǎn)。目前我國很多油田已經(jīng)進(jìn)入高含水期，結(jié)垢問題日益突出。

油田結(jié)垢主要有兩大原因：一是地層水中含有高濃度易結(jié)垢鹽離子，在采油過程中壓力、溫度或水成分變化改變了原先的化學(xué)平衡而產(chǎn)生垢，主要垢成分是碳酸鈣，可混有碳酸鎂、硫酸鈣/鎂等，我國陸上油田結(jié)垢大都由此引起。二是兩種或兩種以上不相容的水混合，結(jié)垢離子相互作用而生成垢，常見的有硫酸鋇和硫酸鍶垢。特別是海上油田注海水開采過程中，地層水常含有鋇鍶離子，而海水含有大量的硫酸根離子，兩者混合產(chǎn)生難溶的硫酸鋇鍶垢。

此外，油田垢產(chǎn)生的原因還因?yàn)橐恍╇x子結(jié)合后會(huì)形成在水中不溶、難溶和微溶的物質(zhì)，這些物質(zhì)都很容易成為積累的水垢，也即鹽類垢。通常，這類垢是由碳酸鹽和硫酸鹽組成的，典型的有碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶等。這種垢的形成一般會(huì)經(jīng)歷成核長(zhǎng)大的過程，先是少量垢核心在管道表面形成、附著，然后更多的其它成垢化合物在這些核心周圍聚集，成為更大的垢團(tuán)。隨著水流的沖刷，一部分垢被沖掉，但其它的垢繼續(xù)生成，最終可能阻塞管道，隨著環(huán)境水溫的升高，這些難溶或微溶鹽的溶解度下降，就有更多的物質(zhì)從水中析出，成為水垢。在一些管道中，當(dāng)溫度高于60℃時(shí)才會(huì)出現(xiàn)明顯的結(jié)垢趨勢(shì)，溫度越高，結(jié)垢的趨勢(shì)越嚴(yán)重。

水的流速也會(huì)明顯地影響結(jié)垢的趨勢(shì)。水的流動(dòng)越緩和，成垢核心生長(zhǎng)的環(huán)境越穩(wěn)定，隨著管道輸送介質(zhì)流速的降低，水垢出現(xiàn)的概率逐漸提高，流速和流向的突然改變也會(huì)使結(jié)垢加劇。

油田結(jié)垢的危害及常用防垢措施

垢內(nèi)通常含有腐蝕產(chǎn)物（如碳酸亞鐵、硫化亞鐵等）以及在一定條件下析出的鹽（如氯化鈉等）。結(jié)垢對(duì)油田生產(chǎn)的影響包括：①油層及近井地帶結(jié)垢，會(huì)堵塞油氣通道，降低油層滲透率，使油井產(chǎn)液量下降（低滲透油田更加嚴(yán)重）；②井筒結(jié)垢，會(huì)增加抽油桿的負(fù)荷，降低泵效，或者造成卡泵現(xiàn)象；③集輸管道和設(shè)備表面結(jié)垢，會(huì)造成垢下腐蝕，甚至穿孔；④注水系統(tǒng)結(jié)垢，使注水壓力上升，能耗增加而生產(chǎn)能力降低。

目前國內(nèi)應(yīng)用較多的化學(xué)防垢技術(shù)主要是酸洗法和投加防垢劑法（包括向油管或油套環(huán)空連續(xù)注入防垢液和向井底投加固體防垢塊兩種方式）。酸洗法除垢有效期短，返排液還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。連續(xù)注入防垢液對(duì)泵的要求較高，且操作復(fù)雜；投放固體塊同體防垢塊的溶解速度不易控制。

還有物理法防垢，即通過物理方法阻止無機(jī)鹽沉積的方法。其作用原理有：振散作用、振壁作用、電解作用、電化學(xué)效應(yīng)、磁場(chǎng)效應(yīng)、輻射作用、催化作用、轉(zhuǎn)嫁作用。物理法防垢的常用方法有：晶種技術(shù)，用一個(gè)晶種在液體中作為結(jié)垢體，組織其他部位結(jié)垢。超聲波防垢，利用超聲波的振動(dòng)作用和空化作用防垢。

此外還有工藝法防垢，如通過油田水的處理、工藝方法的改變來防垢。

作為原油含水率在線檢測(cè)分析設(shè)備，為充分應(yīng)對(duì)結(jié)垢工況，市面上研發(fā)生產(chǎn)了一款FKC02-CC帶擦除機(jī)構(gòu)管段式原油在線含水分析儀，該儀器適用于稠油和高含蠟原油工況，除了不粘材料的應(yīng)用，在探頭周圍還設(shè)計(jì)了刮板結(jié)構(gòu)，通過刮板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將探頭上粘連的雜質(zhì)去除，從而保證探頭表面的清潔，提高儀器長(zhǎng)期使用時(shí)的穩(wěn)定性和精度，免去人工維護(hù)的麻煩。FKC02-CC帶擦除機(jī)構(gòu)管段式原油在線含水分析儀具有耐高溫，防護(hù)等級(jí)高，防腐能力強(qiáng)，長(zhǎng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)，已在結(jié)垢結(jié)蠟嚴(yán)重的油田工況得到廣泛應(yīng)用。