油田采油管道結垢機理與防治措施的探討

劉富剛 楊超 吳波

摘 要：在如今工業化高速發展的今天，油田采油管道中的規模問題是油田開發中普遍存在的問題，同時也是開采油田的單位所面臨的首要難題，因為大型的開采規模化不僅會影響油田開發的質量和效益，也迫使土壤收集和輸送系統在嚴重的情況下停止生產。本文分析了油田采油管道解構機理與防治措施的探討，并著重闡述了與管道規模防控相關的解決方法，為采掘的防垢提供了有益的參考。

關鍵詞：油田采油;管道結垢機理;防治措施

我國在建設油田管道上面，采油管道發生結垢一直是油田生產的主要問題，一般來說，采油管道規模上結垢類型主要有有機物結垢、碳酸鹽結垢和硫酸鹽結垢。我們可以根據這三種結垢類型，找出其根本原因[1]。并采取相關的解決措施，對于現如今的油田開采來說，有效的防范控制是能夠有效提高油田開發的社會效益和經濟效益。

1 油田采油管道結垢機理分析

1.1 有機物結垢機理分析

油田采油管道當中有機物結垢的組成部分主要是多種有機物，當原油從土壤流向井口的時候，因為原油當中含有的蠟過多，在逐漸減少溫度壓力的過程中就會促使其中所包含的有機物會沉淀成結垢。這個過程就是有機結垢的處理機制，而且，有機物的連續沉積會繼續形成新的結垢，最后使其中的有機物和無機物混合在一起，在這種相互推進中不斷向前發展。

1.2 碳酸鹽結垢機理分析

碳酸鹽結垢是油田采油管道中常見的污染粉塵形式，其主要成分是“Ca”、“Mg”和“Ca”、“Mg”和“HCO”這兩種類型元素。如果將它們注水，那么這些元素就會逐漸形成結垢，而且還會不斷增多。“Ca”和“Mg”這種類型主要來源于注水過程中所包含的物質，而“Ca”、“Mg”和“HCO”就主要來源于地下水。這些結垢離子與注水的形成不相符，在將注入的水與地層水混合時會產生沉積物形成水垢[2]。碳酸鹽一般通常發生溫度上升的地方，因為溫度上升很容易引起碳酸結垢。

1.3 硫酸鹽結垢機理分析

硫酸鹽結垢是在確定的物理和化學條件下所發生的，因為硫酸鹽結垢是離不開一定的溫度與壓力，在具有一定量度的結垢離子表面的結晶和聚合形成鱗狀物、硫酸鹽結垢量平衡狀況損壞的核心原因[3]。當兩種不相容的水與離子混合時，就會出現硫酸鹽結垢，與硫化物溶解反應形成結垢離子，使硫酸鹽在形式上變為飽和狀態。硫酸鹽結垢的形成更多地發生在地面管道的網絡系統、注水井的油田和附近的井中。

2 油田采油管道結垢的防治措施

2.1 在油井井底投入固體緩釋型防垢劑的使用

在油井井底投入固體緩慢釋放抗Scale劑，這在防垢中可以發揮作用。這是因為油水中的抗垢劑具有釋放特點，而藥物的釋放程度與配藥程度有關，根據萃取液對藥物濃度的要求，如果釋放量能夠有一個合格的狀態就需要通過選擇合適的抗垢劑，使用合適的載體創建固體緩慢釋放防垢劑[4]。制作加工固體緩慢釋放防垢劑后，需要進行相應的測試和實行，主要內容包括檢測藥物釋放量的方法以及相關的部署過程。使釋放的防垢劑能夠滿足防垢劑的所需含量，并連接到油泵的下部和上部。

2.2 通過擠注法在油井內注入防垢劑

通過油田井口至孔眼和地層深度擠壓高劑量、低濃度抗垢劑溶液，抗垢劑在地層巖的表面將吸附和留在地層孔隙中抗垢劑溶液吸出來，抗垢劑吸附將隨液體輸出或注水。這是通過位移將抗垢劑注入井的主要原理。擠壓噴射法主要是通過油田井口注入防垢劑，形成段塞后，可吸收成小劑量的化學中性復合除垢劑，按在除垢段塞，用于清潔井底，孔和地內形成的污染，這種手段不但可以達到防垢的效果，并且還可以擴大抗垢的有效規模化，它還可以有效提高注水量。

3 油田采油管道結垢的除垢措施

常見的酸化法可以有效地祛除近井形成孔隙中發生的結垢，主要原理是通過增加液體量或增加液體含量實現鈣化。但是，在實踐中，酸化也有明顯的弊端，主要包括：①它具有很強的腐蝕作用，是容易縮短管道和設備的使用壽命;②酸洗有二次沉積形成新垢的可能性非常大;③常規的酸洗方法一般壽命短，不能長期除垢，只能是暫時性的;④使用化學中性復合除垢劑對結垢的深層形成在化學中性復合除垢劑中可具有良好的抗石灰效果，或使用除垢劑不僅能夠延長除垢期限，還能夠不傷害井田。

4 結語

對于我國油田開采來說，由于地層水富含Ca2和HCO，這兩種元素是油井結垢的關鍵原因。水垢類型為硫酸鹽水垢和碳酸鹽水垢，水垢成分以碳酸鈣為主，含有少量硫酸鈣、碳酸鎂、沙粒的形成和一些有機物質。針對常規的酸化限制和容易引入二次生沉淀等原因，建議在油田采油建設項目當中采用油田管垢控制手段，可采用中性復合除垢產品而緩釋型防規模劑采用防規模技術，實現了除垢規模縮小，降低了除垢擴展速度，大大擴展了除垢時間，最終形成有效、經濟、科學有機結合的除垢效果。本文就是根據油田采油管道結垢機理與防止措施來進行探討研究的，希望能夠為油田開發建設除垢能夠提供一定的幫助與作用。

參考文獻：

[1]陜西速源節能科技有限公司.一種油田管道用除垢閥門：CN201721909702.7[P].2018-08-10.

[2]楊鎧瑞.油田注水管道的腐蝕現狀及防腐策略[J].化工設計通訊，2018，44（4）：25，143.

[3]李璐璐.勝利油田特低滲區塊采油降低摻水系統防垢劑使用量分析[J].中國科技投資，2018，（22）：143.

[4]李梅，趙高領，羅白崇堯.油田管道結垢的成因及除防垢技術[J].中國化工貿易，2017，9（13）：190.