姬塬油田结垢机理与趋势分析
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AD精VAN细CEDV A NCES石IN羔NE P化ETR工O C H进EM IC展A LS第14卷第6期A n姬塬油田结垢机理与趋势分析胡志杰1，王小琳1’2，杨娟1，丁雅勤2，任志鹏1(1．长庆油田勘探开发研究院；2。
低渗透油气田勘探开发国家重点工程实验室：西安710000)[摘要】分析了姬塬油田地层水和注入水的水质，以及集输系统垢样的主要组成；对注入水和地层水进行了配伍性试验，研究了不同见水程度地层水的结垢趋势。
实验结果表明，该油田结垢的主要原因是注入水和地层水中富含成垢离子，主要垢型是碳酸钙和硫酸钡垢；单层开采井结垢主要原因是产出水中的C a(H C O，)：分解；注水地层结垢的主要原因是三叠系油层的高钙、高钡离子水与高碳酸氢根和硫酸根的注入水混合；集输过程中结垢主要原因是见水程度不一致的地层水里富含成垢离子。
[关键词]姬塬油田结垢物结垢机理配伍性随着油田的开发，国内很多油田已经进入高含水期，结垢问题目益突出。
结垢通常发生在油水井及地面集输系统，会对油层造成损害或者堵塞油田管线，给生产带来极大危害，导致产量下降，能耗增加，甚至停井。
长庆姬塬油田属于典型的“三低”油田，其开发层位复杂，由于地层水和注入水的不配伍性，以及在注水采油过程中热力学条件的改变，造成已开发的区块出现不同程度的结垢现象，影响油田的正常生产和原油采收率的提高。
1油田结垢状况1．1井筒结垢截至2012年11月底，姬塬油田有结垢油井574口，占总开井数的13．4％，其中结垢严重的井180口，占总开井数的4．08％。
结垢主要发生在耿19、耿117、耿43等区块，其中三叠系长2、长4+5最为严重，全部是油井自然结垢，无套损和合采引起的结垢。
井筒结垢物以C aC O，为主，结垢部位为井下油管内壁、油杆外璧、抽油泵内等。
1．2地面站点结垢截至2012年年底，全厂共有结垢站点34座，其中侏罗系结垢站点3座，长1、长2油层结垢站点13座，长4+5油层结垢站点15座，长8油层结垢站点3座。
侏罗系结垢站点占侏罗系投运站点的25％，三叠系结垢站点占三叠系投运站点的35％。
结垢主要发生在加热炉进出口管线、加热炉盘管、管线闸门、弯头等处。
从结垢程度分析，长4+5油层地面站点结垢周期短，结垢现象最严重；从垢型分析，侏罗系地面站点以C aC O，垢为主，三叠系地面站点以钡锶垢为主。
1．3结垢物组成结垢物的主要组成见表1。
侏罗系地面系统结垢物主要是碳酸盐，三叠系地面站点结垢物的主要组分是酸不溶物。
表1姬塬油田结垢物组成2结垢成因分析2．1地层水与注入水的化学特征及分布规律影响系统结垢的因素很多，其中最重要的是收稿日期：2013—05—31。
作者简介：胡志杰，硕士，主要从事油气田水分析及油田化学品评价方面的工作。
2013年11月胡志杰等．姬塬油田结垢机理与趋势分析注水水质‘1|。
姬塬油田地层水的性质见表2，水型主要为氯化钙型，矿化度普遍较高，最高>110 g／L，尤其在长2、长6地层水中普遍含有高浓度B a2+。
姬塬油田注入水为洛河组地层水，其离子组成见表3。
水型为N a2SO。
型，矿化度为2480～6269m r V L，其中so。
2一质量浓度达到1080—2950m r／L。
表2姬塬油田地层水的离子组成m g／L宣；妇出井号层位—k—+—+N—a—+——C—a2—+———M—92—+———B—a21+型兰坐LCI—,-———H—CO—3-———S—04—2-———C—03—2-总矿化度水型黄9延937333597765706886231714370114583C a C l2沙108延9287502545389048226355199128782256C a C l2耿19长2319167920111910746686626700109162C a C l2耿32长2257325596663579516063230084499C a C l2耿32一11长1257025431825I403522451880085794C a C l2耿44长4+5257965406844l571523284600086400C a C l2耿60长4+5337758422133524367196624600118180C a C l2壤43—45长4+5105431881264020050181260033179C a C l2盐103长4+5617714957860128883691837023552C a C l2黄115—118长6430007610l18023408440001000138630C a C l2地214—47长8147002090286489271000515045180C a C l2表3姬塬油田注入水的离子组成m g／L 区块—K—+—+—N—a+————Ca—2+—————M g—2+皇塑兰型LC—I-————H—C—03—-————SO—42—-一总矿化度区块——总矿化厦水型麻黄山I36429412214488720055302N％S04沙1068281521527345427025004N82S04冯地坑8844021015045324844400N％S04耿32610135594959710802480N a2s04耿44590188844649113202740N a2S04罗183724495．86537417703674N82S04黄57120057220312806429506269N a2S042．2地层结垢原因油田地层水中的成垢阳离子主要为B a“，Sr2+和C a2+，注入水中的成垢阴离子有S0。
“和CO，2‘，两类离子相遇后会形成难溶化合物旧J，其溶度积见表4。
溶度积小者将优先形成沉淀物。
姬塬油田注入水和地层水的配伍试验结果如表5所示。
姬塬油田注入水与地层水严重不配伍，混合后易生成结垢物，主要是C aC O，垢，且结垢量很大。
建议在开发注水过程中用盐酸酸化解堵，或加入碳酸钙抑制剂进行防垢处理‘31。
表4难溶化合物的溶解度难溶化合物溶度积B a S04B aC0，C a S04C aC03Sr S04Sr C03表5地层水和注入水的配伍试验结果区块名称注水层位—I两矿』笔舅笔‰—I两r』笔等巢‰—1鬲蔷台事量芎蓦轰彗备麻黄山延9N％S04115．8N％S045．32C aC03192长6C a C l295．0N a2S045．32B aS04，C aC03431，561马家山长2C a C l2109．2N a2S044．4B aS04，C a C031200，86长4+5C a C l2104．2N％S044．4B a S04，C aC03l236，56长8C a C l245．2N％S044．4B aS04，C a C03651，242堡子湾延9N aH C0330，6N％S042．48C aC03226长1C a C l281．17N％S042．48B a S04，C aC031144，57长4+5C a C l233．18N82S042．48C aC0351姬塬油田不同层位地层水的配伍试验结果见表6。
各层位地层水混合后均具有不同程度的结垢趋势，主要垢型为C aC O，垢，并且结垢量都很大，最高达1759m g／L o轮9697m一一一OOOO××××Xi92l●●l59231精I 细CEA D VA N C ES 石I N F 油IN E P 化ETR 工OC H 进EM IC 展ALS 第14卷第6期，--，J ●表6不同层位地层水配伍试验结果兰竺!兰竺!兰竺竺三二j 垂￡竺耋釜茏二歪堑兰量耋盏二蔓蔓垂垂[矍萋盘耿50—11／堡43—45延9／长4+5N aH C 0329．00C a C l 233．18C aC 031759耿50一11／耿32—1l 延9／长2N aH C 0329．00ca cl 285．79Bas 04，CaC031543．3334耿50—11／官14—15延9／长1N aH C 0329．00C a C l 281．17B aS 04，C a C 031543．3062耿32一11／堡43—45长2／长4+5C a C l 285．79C a C l 233，18B a S 04477官14一．15／堡43-45长1／长4+5C a C l 281．17C a C l 233．18B as 04463官14—15／耿32—11长1／长2C a C l 281．17C a C l 285．79C aC 0361地47—60／堡43—45长4+s ／长4+5C a C l 2104．38ca C l 233，18B aS 04，C a C 03876。
188官14—15／罗3长1／长8C a C l 281．10C a C l 236．10B aS 04，C a C 03215．145耿33—12／罗3长2／长8C a C l 287．10C a C l 236．10B aS 04，C a C 03220，145堡41—46／罗3长4+5／长8C a C l 224．44C a C l 236．10C aC 03594黄115—118／地214一卵长6／长8C a C l 2140．00C a C l 245．20C aC 03242塬14—87／塬32—98长6／长9C a C l 299．90C a C l 249，00B aS 04，C a C 03128，145塬27—92／塬32—98长8／长9C a C l 241．00C a C l 249．00B aS 04，C a C 0344，792．3油井井筒结垢原因不同层位地层水自身结垢趋势试验结果见表7。
不同层位地层水自身也会结垢【4]，地层流体从油层通过射孔孔眼进入井底时，压力和温度会突然降低，破坏流体在地层内部的化学平衡，在整个采油井段的井筒中，沉砂管、套管、油管内壁、抽油泵活塞、筛管孔眼、抽油杆等所有井下机具部位都可能结垢，井底处温度和压力的变化幅度最大，也是碳酸盐垢大量聚集的部位。
表7不同层位地层水自身结垢趋势试验结果黼橼鼷杷紫黻L-t )／冀(獭m g ．L-1)2．4地面集输系统结垢原因地面集输系统承担着来自不同油井产液的输送和处理任务，由于这些油井地层水中所含离子成分差别较大，当不同油井地层水所含离子不配伍时，集输系统会出现结垢现象"J 。
姬塬油田采用同层集输工艺来解决不同层水中离子不配伍问题。
早期结垢主要由地层水本身不稳定所导致；注水见效后，由于各井见水程度不一，注入水与地层矿物发生水岩反应，导致油井产出水的化学成分变化幅度大，造成集输系统严重结垢。
