地面工程摻水管線結垢與治理的調研

王麗華

摘要：我單位的高含蠟油井摻水干線幾乎被垢堵死，管損達1.5MPa，嚴重影響了地面摻水。地面摻水管線結垢堵塞將導致地面管輸流程摻不進水，摻水管線清洗頻繁，增加施工成本，也間接影響了油井的產量。為此，需要對摻水管線進行結垢治理的調研與處理。

關鍵詞：地面工程 摻水管線 結垢與治理

眾所周知，隨著冬季溫度的下降，油井地面管輸問題將更加嚴峻緊迫，有導致油井停產的危險，這嚴重影響了油氣田的正常開采，給油氣田的開發造成了極大的經濟損失。

一、地面工程摻水管線結垢影響因素分析

1.各采出水處理站水質調研及結垢趨勢預測

針對我單位各采出水處理站的采出水取樣，開展水質分析數據調研及結垢趨勢預測。我單位回注水鈣鎂離子含量較高，室內結垢趨勢預測，當溫度超過50℃時有嚴重結垢趨勢，但現場摻水溫度一般在40℃左右，結垢趨勢輕微，地面摻水管線結垢與回注水水質、溫度關系不大。

2.三嗪類脫硫劑性質調研分析

三嗪脫硫劑是在環己烷或苯環的基礎上，用氮原子進行取代，形成的1，3，5位為氮原子的六元環化合物，脫硫效率可達70%-100%（視反應條件）。其存在主要問題如下：①不穩定，低pH值易發生水解，特別是溫度高時穩定性差。②pH值偏高，與采出液配伍性差，會造成碳酸鹽垢沉積或原油乳化加重。③反應產生水溶性副產物，可能產生無定形晶體，產物也呈堿性，飽和后與碳酸鹽垢聚積。④三嗪種類較多，生產過程中副產物也不同，脫硫效率、適應性差異大。

3.我單位摻水結垢評價

對我單位回注水進行結垢分析，現場防蠟劑、脫硫劑配伍性及溶解性均達到標準要求，防蠟劑不是導致地面摻水管線結垢的原因。我單位回注水結垢率均較高，其中脫硫劑對結垢有一定促進作用。我單位回注水含有藥劑味，估計管線內殘余藥劑，會對實驗結果有影響，根據我單位回注水處理站采出水分析結果配制模擬水進行結垢評價實驗。

二、地面工程摻水管線結垢問題治理對策

1脫硫劑配方及加藥工程工藝優化

目前針對三嗪類進行合成優化，將三嗪類與鐵銨鹽類脫硫劑進行復配優選。通過控制合成參數，提高脫硫劑的穩定性、選擇性和脫硫率;通過羥乙基均三嗪與鐵銨鹽類脫硫劑的復配，提高反應速度，減少與碳酸鹽聚積，同時對溶劑進行優化，提高脫硫劑的擴散能力和穩定性，最終得到優化后的3#高效脫硫劑。

經室內評價，室內復配脫硫劑對結垢影響小，但長期應用或藥量大，仍對結垢有促進作用。建議在我單位等結垢趨勢嚴重的區塊，采用復配的三嗪類脫硫劑，降低結垢趨勢，但脫硫效率有一定影響。

將以前的中轉站單點加藥進行優化，改為只加防蠟劑;而將脫硫劑后移至井口套管投加，將之前的“單點加藥”優化為“多點加藥”。從源頭治理硫化氫。在井口安裝加藥機采用套管連續滴加的加藥方式，既能保持采出液中藥劑濃度，又不影響油井正常生產。密閉加藥裝置由藥劑儲存罐和自動加藥泵兩部分構成，通過管線與油井套管相連接，實現自動加藥。

2.生物脫硫工程工藝技術探索

針對我單位高礦化度采出液，通過開展微生物脫硫相關室內評價實驗，調研生物脫硫技術在該區塊油井實施的可行性。通過微生物調控技術，抑制SRB菌代謝產生硫化氫;而針對系統內已生成硫化氫，進行微生物脫硫，具有耐溫，適應性廣泛的優點。

現場采出水做結垢趨勢評價實驗，結果表明脫硫菌劑和抑制劑的組合結垢率僅有1.5%左右，對結垢影響較小，長期應用對結垢無影響，現場采出液做掛片腐蝕評價，平均腐蝕速率均達標（≤0.076mm/年），截至目前，地面摻水管線已經正常生產7.5個月未見結垢，高含蠟油井正常生產，這也為相關類似的區塊開發管理提供了參考和決策依據。

三、地面工程摻水管線結垢問題小結

通過層層深挖，找到了影響地面工程摻水管線結垢的主要原因。調研結果顯示：我單位回注水鈣鎂離子含量較高，但現場摻水溫度一般在40℃左右，結垢趨勢輕微，結垢與回注水水質、溫度關系不大;現場防蠟劑、脫硫劑配伍性及溶解性均達到標準要求，而摻水管線里投加的三嗪類脫硫劑呈較高的堿性，促進結垢形成碳酸鹽垢。另外三嗪類脫硫劑反應產生水溶性副產物，可能產生無定形晶體，產物也呈堿性，飽和后與碳酸鹽垢聚積。

摻水管線結垢的原因找到后，同時提出了針對性的治理對策，并相繼投入實施。例如，在區塊投加復配優化的三嗪類脫硫劑，同時對現場加藥工藝進行調整優化降低結垢趨勢。從系統整體來看，長期應用或藥量大，對結垢仍有促進作用。考慮到區塊硫化氫成因中SRB菌代謝作用占的權重較大，對區塊進行生物法脫硫治理硫化氫，微生物脫硫效果顯著，兩口試驗井硫化氫濃度均降至10ppm以內?，F場采出水做結垢趨勢評價實驗，結果表明脫硫菌劑和抑制劑的組合對結垢影響較小，長期應用對結垢無影響，現場采出液做掛片腐蝕評價，平均腐蝕速率均達標（≤0.076mm/年），截至目前，地面摻水管線已經正常生產7.5個月，徹底解決了地面摻水管線結垢的問題。

四、幾點啟示

啟示一：通過深入細致、全面的分析明確地面工程摻水管線結垢的原因，提出針對性的治理對策。

本次調研歷時2年，利用“循序漸進”的方法對地面摻水管線結垢的原因進行梳理分析，通過對回注水水質、投加藥劑、摻水溫度、現場管理等因素深入細致、全面地分析調研，明確了現場摻水管線內投加的三嗪類脫硫劑是促進摻水管線結垢的關鍵原因。在解決現場問題的時候，應該深入細致、全面分析查找問題的原因，從而提出精準的治理對策。

啟示二：多措并舉，發散性思維，采用多種工程工藝進行嘗試探索治理摻水管線結垢。

在區塊投加復配優化的三嗪類脫硫劑，同時對現場加藥工藝進行調整優化降低結垢趨勢。從系統整體來看，長期應用或藥量大，對結垢仍有促進作用。問題未得到徹底解決，多措并舉，采用發散性思維，不局限于傳統投加脫硫劑的化學法脫硫，考慮到我單位硫化氫成因中SRB菌代謝作用占的權重較大，對區塊進行生物法脫硫治理硫化氫，微生物脫硫效果顯著，兩口試驗井硫化氫濃度均降至10ppm以內。在治理硫化氫達標的前提下，徹底解決了區塊地面摻水管線結垢的問題，保證了油井的正常生產，同時也為其他類似區塊的開發管理提供了參考和決策依據。