化學+物理組合阻垢在興隆臺采油廠的研究與應用

楊豐銘（中國石油遼河油田分公司興隆臺采油廠生產技術科，遼寧，盤錦 124011）

化學+物理組合阻垢在興隆臺采油廠的研究與應用

楊豐銘（中國石油遼河油田分公司興隆臺采油廠生產技術科，遼寧，盤錦 124011）

針對興隆臺采油廠潛山區塊系統設備、管網結垢嚴重的問題，研究分析結垢原因，通過篩選確定化學阻垢藥劑，同時對廣泛運用的物理阻垢法作了簡單介紹和比較，著重對變頻電磁同性荷電共振技術進行深入研究，采用智能交變掃頻技術研發的變頻電磁阻除垢裝置，最終通過前端添加化學阻垢劑，后端使用物理阻垢組合方式，解決了該廠的技術難題。

化學阻垢；物理阻垢；組合阻垢

1 概述

興隆臺采油廠潛山區塊集輸系統設備、管網結垢嚴重，加熱爐結垢速度為1.1mm/月，嚴重的達到1.5mm/月，造成興三聯合站三臺加熱爐一到兩個月就要清垢，結垢影響傳熱效率，增加能耗，還影響后續破乳脫水效果，同時由于加熱爐爐管結垢導致加熱爐進出口壓差大，最大壓差達到0.1MPa，導致前端油井回壓高，嚴重影響油井產量。目前是人工清理解決加熱爐結垢問題，但是人工除垢費時費力，清理一臺加熱爐需要15天左右，影響日產正常生產，而每臺加熱爐每次清垢費用五萬元左右，增加了生產處理成本。

2 技術原理及簡介

2.1 前期分析

前期水質分析：老區污水和潛山污水的PH值、Ca2+、Mg2+、Na++K+、SO42-、CO32-、HCO3-、OH-、Cl-等含量如表1。

所取污水測得數據表可以看出：污水、潛山單井中所含有成垢離子主要是陽離子Ca2+、Mg2+，而陰離子主要是SO42-、CO32-、HCO3-，MgCO3比CaCO3易溶于水，而MgSO4是溶于水的，初步分析成垢類型主要為CaCO3和CaSO4。

前期垢樣分析：對集輸系統設備設施產生的垢樣分析如下表：

編號1 2顏色灰黑色灰色取樣地點鍋爐垢管線垢外觀描述層狀沉積層狀沉積滴酸試驗起泡微起泡氣味原油味原油味

通過對水質數據分析，潛山集輸系統結垢原因主要是：地層水礦化度高、成垢離子含量高為結垢的產生提供了重要的物質基礎，是集輸系統產生難溶結垢的主要原因，同時潛山區塊地面輸油系統，采出液加熱破乳或加熱輸送，水中CO32-和HCO3-含量很高，溫度升高時，HCO3-分解成CO32-，和Ca2+結和形成碳酸鈣沉淀，就易在加熱爐盤管中或附近發生碳酸鈣結垢。

2.2 化學方法防垢研究

化學法防垢主要是通過稀釋和加入化學阻垢劑的方法阻止或減少無機鹽在溶液和流體通道壁上的結晶沉淀。其機理主要為：a、稀釋作用；b、增溶作用；c、分散作用；d、靜電斥力作用；e、晶體略變作用；f、去活化作用。

2.3 物理方法防垢研究

物理法防垢是通過某種物理作用阻止無機鹽沉積于系統壁上，同時允許無機鹽在溶液中形成晶核甚至結晶，但要求這種結晶懸浮于溶液中而不粘附于系統的器壁上。

幾種常見的物理法防垢技術

（1）晶種技術

（2）超聲波處理

（3）變頻電磁共振除垢技術

針對不同水質的結垢特征，技術人員進行了變頻電磁同性荷電共振技術的深入研究，采用智能交變掃頻技術研發的變頻電磁阻除垢裝置，效果顯著。

變頻電磁處理對混合溶液既影響溶液的結垢誘導期，也影響此后的熱阻上升趨勢。相比未經處理的混合溶液，結垢誘導期有所延長（不同電磁強度效果不同），此后的熱阻曲線上升趨勢會變得比較平坦，而且出現熱阻漸進趨勢比較早。可見變頻電磁處理對混合溶液的結垢熱阻影響比較大，作用效果受到溶液與變頻電磁作用條件的影響，會有不同程度的效果。

3 現場應用情況

通過前期試驗分析及研究，潛山集輸系統采用ST-3型阻垢劑與微電振變頻防垢技術相結合可以解決結垢問題。前期先在部分潛山計量站、興三聯合站加熱爐進口、潛山油井按1000ppm連續投加入阻垢劑；然后調整到興三聯合站總進液口按1000ppm連續加入阻垢劑進行防垢試驗；最后形成前端加阻垢劑、后端在集輸系統生產節點處（加熱爐進口）安裝防垢儀進行物理防垢相結合的阻垢方式進行系統防垢。

表1