華慶油田集輸管線結垢影響因素分析

李皓潔

(西安石油大學，陜西 西安 710065)

油田結垢造成的危害一直是不可回避的問題，伴隨油田開采步入中后期階段，結垢現象將會更加突出。油田一旦結垢不僅會導致地面管網堵塞，縮小其過流面積，增加注水的壓力，而且也會導致儲層被堵，引起儲層受損[1-3]。我國油田大部分處于內陸，水資源短缺，因為油田井底沒有足夠的壓力，開采的時候需要通過回注水來給予維護。伴隨油田開采階段的推進，產出液變多，結垢現象更加突出。根據2015年大慶油田所做的調研，本地區超過40%的油井深受結垢的負面影響，比如，檢泵周期變短等。而此種問題井的數目正在快速增長，增長幅度為12%。針對該問題本文分析了不同離子和站點工況對華慶油田集輸管線結垢的影響，在機理層面揭示了華慶油田集輸管線結垢的背后原因，從而為后續研發一系列防垢技術和防垢裝置奠定理論基礎。

1 不同離子對結垢影響分析

表1 不同站點成垢離子除垢周期表

從圖1看出，所檢測站點中鈣離子濃度差別較大。元西一轉未檢出鈣離子，而慶一聯鈣離子濃度最高，為316.98 mmol/L。檢測結果顯示，元西一轉中陰離子碳酸根、碳酸氫根離子濃度遠超其他站點，含量較高，與鈣離子配伍性較差，結果造成鈣離子雖未檢出，但可能在管道中形成了較多碳酸鈣垢。據圖1所得，當鈣離子含量較低時，站點平均除垢周期從30天到180天都可能存在，當鈣離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此綜合可以看出鈣離子含量對各站點結垢程度影響較小。

圖1 結垢站點鈣離子濃度與平均除垢周期關系

由圖2看出，檢測站點中鎂離子濃度都在0 ～35 mmol/L。元西一轉檢出鎂離子濃度為1.07 mmol/L，元東三轉鎂離子濃度最高為33.84 mmol/L。根據檢測結果及成垢規律可知，各站點鎂離子濃度較小，鋇鍶離子濃度含量較高，說明形成了較多的鋇鍶垢，形成的碳酸鎂，硫酸鎂垢較少，因此站點鎂離子濃度較小與平均除垢周期并無關系。

圖2 結垢站點鎂離子濃度與平均除垢周期關系

由圖3看出，檢測站點中鋇離子濃度差別較小。元西一轉，元29增未檢出鋇離子，關7增鋇離子濃度最高，為3.07 mmol/L。檢測結果顯示，元西一轉，元29增兩地中成垢的陰離子濃度含量較高，與鋇離子配伍性較差，可能在管中形成沉積，結果造成鋇離子雖未檢出，但其平均除垢周期較短，據圖所得，當鋇離子含量較低時，站點平均除垢周期從30～180 d都可能存在，當鋇離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出鋇離子含量對各站點結垢程度影響較小。

由圖4可看出元17增未檢出鍶離子，關7增鍶離子濃度最高，為10.179 mmol/L。檢測結果顯示，元17增陰離子含量較高，與鍶離子配伍性較差，可能在管中形成沉積，結果造成鍶離子雖未檢出，但其平均除垢周期較短，為30 d。據4圖，當鍶離子含量較低時，站點平均除垢周期從60～180 d都可能存在，當鍶離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，分析可知，鍶離子含量對各站點結垢程度影響較小。

圖4 結垢站點鍶離子濃度與平均除垢周期關系

檢測站點中硫酸根離子濃度均較低，濃度范圍在0～1.6 mmol/L之間。元西一轉站點硫酸根離子濃度最高，為1.54 mmol/L。檢測結果顯示，硫酸根離子濃度與平均除垢周期呈現負相關，即隨著硫酸根離子濃度增加，平均除垢周期不斷降低，說明硫酸根離子是影響站點結垢程度的主要因素。

所檢測站點中碳酸根與碳酸氫根離子濃度差距較小，濃度范圍在0～25 mmol/L之間。檢測結果顯示，元西一轉站點碳酸根碳酸氫根離子混合濃度最高，為24.2 mmol/L，劉玲玲站混合離子濃度最低為2.2 mmol/L，結果表明劉玲玲站、關7增、元17增、元29增混合離子濃度較低，但其成垢陽離子濃度較高，造成其平均除垢周期較低，為30～60 d。當碳酸根與碳酸氫根離子含量較低時，站點平均除垢周期從30～180 d都可能存在，當碳酸根與碳酸氫根離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出碳酸根與碳酸氫根離子含量對各站點結垢程度影響較小。

2 站點工況對結垢影響分析

結垢站點除慶一聯日處理液量較大外，其余站點日處理液量在75～210 m3/d。結果表明，日處理量與平均除垢周期無必要關系，以上幾個站點平均除垢受周期受日處理液量影響較小。結垢站點綜合含水量分布在35%～78%，元東三轉綜合含水量最高，為77.9%，慶一聯綜合含水量最低，為30.05%。檢測結果表明，站點綜合含水量過低或過高都會減緩結垢，當綜合含水量在50%左右時，結垢情況最為嚴重，平均除垢周期最低，現場操作時，應盡量避免使站點含水量達到50%。

3 結論

1)研究表明鈣離子、鋇離子、鍶離子含量對各站點結垢程度影響較小,而硫酸根離子是影響站點結垢程度的主要因素，碳酸根與碳酸氫根離子含量對各站點結垢程度影響也較小。2)各個站點平均除垢周期受日處理液量影響較小。站點綜合含水量過低或過高都會減緩結垢，當綜合含水量在50%左右時，結垢情況最為嚴重，平均除垢周期最低，因此現場操作時應盡量避免使站點含水量達到50%。