油田结垢治理技术浅析

4、结垢的影响因素
在垢的形成过程中，溶液过饱和状态、结晶的沉淀与 溶解（晶体表面自由能）、溶液与表面的接触时间等 是关键因素。其中过饱和度是影响结垢的首要因素。 过饱和度除与溶解度相关外，还受热力学、结晶动力 学、流体力学等多种因素的影响。
(1) 热力学因素

温度的影响 油田常见的结垢沉积物主要是碳酸盐垢（主要成份为碳 酸钙）、硫酸盐垢（主要成份是硫酸钙、硫酸钡、硫酸 锶等）、铁化合物（主要成份是碳酸亚铁、硫化亚铁、 氢氧化亚铁、氢氧化铁）。实际的垢往往是混合物，以 某种无机化合物为主。温度主要影响成垢物质在水中的 溶解度。碳酸钙的溶解度随温度升高而减小；硫酸钡的 溶解度随温度升高而增大；而硫酸钙的溶解度随温度的 变化因结晶水含量不同而有所不同。 另外，温度升高还会使Ca(HCO3)2分解生成碳酸钙垢。

溶液组分变化的影响 溶液组分（包括成垢组分和非成垢组分）的变化对结 垢的影响很大。例如当CaCl2 、CaBr2 、ZnBr2 盐水体 系的密度为1.92g/cm3 时，盐水中的碳酸钙沉淀结垢严 重，对地层会造成伤害。在一定浓度范围内溶液中非 结垢盐浓度增加会使碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡溶解度 增大。因此，当地层水与注入的淡水混合后盐度降低， 也可能引起结垢沉积。
(5) 生物污垢 除海水冷却装置以外，一般生物污垢均指微生物污垢。 生物污垢可产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的 繁殖提供了条件。这种污垢对温度很敏感，在适宜的 温度条件下，生物污垢可生成较厚的污垢层。 (6) 凝固污垢 指流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢。例如当 水温低于冰点时会在换热表面上凝固成冰。温度分布 的均匀与否对这种污垢影响很大。 对于油气集输系统而言，最常见的污垢类型是结晶污 垢，在某些情况下，还可能有颗粒污垢及生物污垢。

浅谈计量间油井回油管线结垢结蜡防治措施探讨在油田生产过程中，油井回油管线结垢和结蜡是不可避免的问题。

而这些问题如果没有得到有效的防治，将会导致生产效率的降低，甚至是管线堵塞、生产中断等严重后果。

因此，本文将就计量间油井回油管线结垢和结蜡的防治措施进行探讨。

一、结垢的成因油井回油管线结垢主要有以下成因：1、水垢：随着油井的运行，因为地下水含有的碳酸盐、铁离子、硫化氢、氢氧化物和氯离子等元素，会导致管道内壁结垢，影响输油。

2、油垢：油井运营过程中，管道内液相组分可能与管壁形成化合物，形成类油垢。

它们形成的原因有三种：一是沉积物在管道内表面反应；二是油中的沉积物，如沉淀、钙、硝酸盐等油垢；三是化学反应，如钢管表面的化学反应。

3、微生物附着：水在管道内形成变质后，污染的水中就有很多细菌、微生物、藻类等生物附着在管道内表面，形成结垢。

二、结垢的危害结垢对管道的危害主要有以下几个方面：1、增加阻力和能量损失：管道内壁结垢，会增加液体流动的阻力，导致能量损失增加。

2、产生腐蚀：结垢能形成油道，油道的存在容易导致腐蚀。

3、堵塞管道：结垢堵塞管道，导致油井停产，生产效率降低。

三、结垢的防治措施为了防止管道结垢，可以采取以下措施：1、内部清洗：周期性清洗管道内壁，去除沉积、杂质，避免管道结垢的形成。

2、物理清除：采用物理方法对管道内的结垢进行清理，如挖除、冲刷、吸取等。

3、化学添加剂防垢：采用一定含量的化学添加剂对管道进行防垢，达到清除管道内结垢的目的。

4、机械清理：采用设备和工具巩固的清址管道内结垢、污渍等杂物。

结蜡是指在输送石油时，因温度变化而导致管道内形成的蜡沉淀物质。

当管道内油温度下降到引起自然结晶时，蜡会堵塞管道，在管道内形成异常阻力，严重影响了石油的生产、研究进口的效率。

1、油品成分：石油中含有很多分子量不同的物质，其中蜡烷是组成油品的重要成分。

2、温度：管道内油的温度与环境温度有很大的关系，高温会使蜡烷析出，形成结蜡。

油田结垢治理技术浅析【摘要】油田开采已经进入中后期阶段，注水采油仍然是维持地表压力提高油田采油率的重要方法之一。

然而油田回注水二氧化碳高、硫化氢含量高、矿化度高以及温度高等特点，部分油田钙镁离子浓度高，造成注水结垢现象严重，分析油田注水结垢的主要原因，做出相应对策尤为重要，本文从分析结垢原因到相应处理方案，对油田结垢治理做出简要分析概述。

【关键词】油田结垢注水系统水处理工艺防垢剂输油管道1 结垢原因分析1.1 水中杂质沉积结垢水中杂质主要集中在注水井、回注水输水管网等温度相对低的地方，注水井自上而下，结垢现象逐渐增强，而腐蚀产物的结垢因素相对递减。

1.2 水中矿化度高以大港油田为例。

油田典型污水的矿化度高，矿化度基本处于两万到三万mg/L之间，且硫化物浓度高，在5mg/L以上，是注水水质标准的2.5倍。

污水温度达到68摄氏度，PH值在7.2以上，属于偏碱性水，，不仅如此，污水中的SRB细菌含量严重超标。

1.3 碳酸盐析出结垢油田生产时，液体由高压底层向相对低压的井筒流动时，由于温度压力等变化，导致二氧化碳被释放，从而与钙离子反应生成碳酸钙垢。

像岭69井、中12井等油井，碳酸氢根离子浓度高，极易形成碳酸钙垢。

如加热炉、换热器等温度高的结垢，会促进碳酸钙垢的形成，碳酸钙垢多出现在抽油泵、尾管、筛管、油管内外壁和套管内壁等部位。

1.4 硫酸盐析出结垢部分油田水型为硫酸钠型和氯化钠型，主要产生硫酸钙结垢，原因是钙离子与硫酸根离子结合产生硫酸钙，造成硫酸钙垢，油井产生硫酸钙垢的主要部位井筒底部的套管内壁和油管外，地面站则收球筒和总机关出为主要结垢地点。

1.5 压力、PH、温度的影响碳酸钙的溶解度与温度、PH值和二氧化碳的分压有关，温度越高、升高PH、二氧化碳分压越小，碳酸钙的溶解度就越低，二氧化碳的分压影响更为重要，如果其降低，碳酸钙沉淀可以产生在系统的任意部位。

降低PH则可以使碳酸钙溶解度增大，大大减弱了成垢趋势。

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
制油气 管道 的流速 、 压力 以及温 度等 ， 并 且适 当转 变流体 输送 的环 境 。 在生产 油 田的过 程 中， 可将 多种不配伍 的流体混合 输送 ， 同时采用油 田 污水 与采 出水混合 ， 制作成不 配体的流体 除垢 剂。确保注 人水和采 出水 流人 混输管道前 ， 按 相应 比例充分混合 ， 促 使污垢 中的所有 阴 阳离 子尽 早沉 积 ， 从而 在源头上全部 清除结垢的物质 。
２ ． ２机械 治理 机械除垢技术是在 所有 除垢方 法 中使 用最早 的一 种 ，该 除垢 工艺
比较 复杂 ， 工作效率低 ， 成 本高 ， 对 此当前较为少用 。但不论是 哪种机械 除垢 方法 ， 其工作机理均 为向系统壁施压 一层刮垢或者磨垢 的力 。 ①在 系统结垢部 位安装 电刷 来 自 动 清除污垢 ；②将砂粒放 置热交换 器 的储 水 中， 使两者 自由接触 ， 以起到冲刷污垢的作用 ； ③使溶液顺着系统壁 面的污垢 进行液态化 处理 ；④ 利用软泡 沫的塑料球 经过系统 设备给 予 自由清除污垢 。总之 ， 从设 汁方面分析 ， 要 防止结垢 形成 ， 输油管 的内壁 应施 以涂层 ， 保持 光滑 ， 减 少弯 曲， 并加快水流 的速度 。 ２ ． ３减少不相容 水混 合 油 田生产期 间 ， 应尽可能 的减 少或防止不相容水 的混合 。 例如层 位 不 同的水 互相窜 动或者输油 管的破 坏等 ， 这些 因素 均能导致 污垢形 成 ， 此时应 采取隔水 采油 的方法 进行 。倘若 油 田的地层水 和注入水难 以相 容， 应全 面优 化注 人 水 的水质 ， 确保水 质优 良。反之 ， 需采取相应 的治理 方法 。此外 ， 若发现 污水 回流 ， 应及时将污水 与清水分别注 入 ， 减 少及避 免污垢形 成。 ２ ． ４超声 治理 相 比于传统 的除垢技术 ， 超 声波 的除垢 工艺具 有显著优 势 ， 不 仅能 连 续在线 工作 ， 而 且该 除垢机 的操作 性能 安全 、 自动化 水平 高 、 投 资成 本少 及环境污染率低 ， 成 为 目前应用最 为广泛的管道 除垢技 术 。 对于超 声波机器的除垢原理， 主要是通过超声波的强声场进行流体处理， 促使 流体中形成的污垢在强大超声场的作用下发生化学 、物理等一系列的 改变 ， 从 而演变成细 小 、 分散 、 脱 落且难 以依 附在 管道壁上 的积垢 。大体 的防垢机 理通常表 现在活化效 应 、 抑制效应 、 剪 切效应 以及空化 效应 等 几个方 面。总之 ， 超声 波的除垢器 不仅能有 效阻止 污垢 的沉积 与形成 ， 而且还 能充分 破坏 已沉淀 的污垢 ， 防垢 效果 显著 ， 对 成本 降低 、 节能 环 Ｏ 柏 ６０ ８０ ｌ ｏｏ ｌ ２ Ｄ１ ４０ １ ６ ０ ｌ Ｉ ∞ 保及提高 工作 效率等方 面意义重大 。 戤 ／ １ ｃ ２ ． ５化学治理 技术 图 １水 中污垢 的溶解度 变化 与温度 变化 的关 系 结垢 的化 学治理技术 ，是针对结垢 层 中含 有的化学成 分来选 取适 由图所知 ， 在 所有 的盐类 污垢 中 ， 除Ｃ ａ Ｓ Ｏ ￣ ＂ ２ Ｈ ： ０的溶解 度有 最大 当的酸类化学 剂溶解污垢 过程 。近些 年来 ，对 于较为典 型的不溶解 污 值之外， 其他污垢均随着温度的上升而降低， 其中以碳酸盐最为明显。 垢， 如 硫酸钡 污垢 ， 通 常采用 硫酸 钡铭 的阻垢 剂或 除垢 剂进行 治理 ， 并 结垢 机制为 ： 温 度上 升 ， 碳酸氢 钙溶 液［ Ｃ ａ （ Ｈ Ｃ ０ ￣中的碳酸 ￣ ｌ ｆ （ Ｃ ａ Ｃ Ｏ ） 成 取得较 好效果 。 但 由于污垢 所含 的成分 不同 ， 普 通的除垢剂根本 无法根 分逐渐 分解成 晶体 ， 最终 引起管道结垢 。 如下 列公 式 ： ｃ ￣ ， ａ ｃ ｏ ＋ Ｃ ａ Ｃ ０ ３ ＋ 治。 加上 化学除垢技术 复杂多样 ， 在具体操作 的过程 中容易 引发 管线受 并 且治理 的成本较高 ， 时间过长 ， 要 想寻 找更为 环保 、 适 Ｃ Ｏ １ ＋ Ｈ Ｏ 而至于以 Ｂ ａ Ｓ Ｏ ４ 、 Ｓ ｒ Ｓ Ｏ 或者 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 为主要成分的盐类污垢 ， 损及 环境污染 ， 则 是 由介 质 中 ｃ ａ 一、 ｓ ｒ ２ 或者 Ｓ ０ ４ ２ － ； ￣机结合 而成 的不易 溶解 物沉积 。 用 及有 效 的除垢 剂 ， 还有 待进一步研究 。 在 这些物质 的反应过 程 中大 多是 吸热反 应 ， 其随着 温度 的不 断上升 ， 沉 ３结束语 积 的析 出物 越少 。此 外 ， 细菌 的增殖 率也会 随着温 度的变化 而改变 ， 每 总之 ， 影 响油 田管道结垢 的因素很 多 ， 管道 结垢不 仅 能腐蚀 管道 ， 种 细菌 的生长环境均 具有不 同的温度要 求 。通 常多数细菌 的繁殖最 佳 也能降低原油 的输送 量与时 间。 需采 用上述治理措施 ， 给予针对 Ｉ 生的处 温 度为 ２ １ ％￣ － ， ４ ０ ％， 因而 当管 道输送介 质的温 度发生 改变 时 ， 细菌 的生 理 ， 确保 我 国油 田生 产稳 定安全 。 参考文献 长速度也会发生相应改变 ， 管道的腐蚀率也会随着改变 ， 这进一步影响 『 １ １ 王猛 ． 油 田管道 结垢 治理技 术研 究综述 【 Ｊ １ ． 黑龙 江科 技信 息 ， ２ ０ １ ｌ ｆ ３ ３ １ ： 了管道腐蚀垢 的形成 。 ４ ５ ． ２油 田管道结垢 的治理方法 １ ２ ｌ 左景栾 ， 任韶然 ， 于 洪敏 ． 油田防垢技 术研 究与应用进展 Ｉ Ｊ １ ． 石 油工程建 ２ ． １优化治理 技术 以优化集中输油系统为根本 ， 结合油气混合输送的配伍 ｌ 生， 合理控 设 ， ２ ０ ０ ８ ， ３ ４ （ ｏ ２ ） ￣ 一 １ ４ ． 另外启磨 后加煤 过快也 会使 密封风 与一次 风差压 降低 甚 至为零 。 加 煤过 陕， 一次风 门会过 开 ， 一 次风压 会快 速升 高 ， 而 密封 风压几 乎不 变， 使 其差压 大幅 下降 。整改意 见 ： ａ 、 停磨 煤机后 尽量避 免关 闭密封 风 门。ｂ 、 避免直接输指令快速加煤。 ５结束语 综上所 述 ， 煤 质差 、 排 渣系统 缺陷 、 动 静 间隙结构 不合 理等 上述 原 因使细小渣粒 进人密封风 室 ， 造 成碳精环泄漏 、 损坏 。经整改 ， 完 善了排

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指在石油开采过程中，井筒内部会出现结垢现象。

这些结垢物质主要是由井口的沉淀物、油气残余物以及地下水中的硬水垢等组成。

结垢会导致井筒直径变小，影响油水的流动，降低油气的开采效率。

因此，对油井井筒结垢及防治措施进行研究具有重要的实际意义。

油井井筒结垢主要有以下几种类型：硫化物结垢、铁锈结垢、石蜡结垢、矿物质结垢等。

针对不同类型的结垢，可以采取不同的防治措施。

下面将针对每一种结垢进行分析。

硫化物结垢主要是指井筒内部的硫化物与井口附近的油、水或气体反应产生的结垢。

硫化物结垢主要包括硫化铁和硫化锌。

防治硫化物结垢的方法主要有酸洗、高压清洗和用硫酸铁沉降法。

酸洗是一种常见的治理硫化物结垢的方法，主要是通过加入适量的酸来溶解硫化物结垢，将其从井筒中排除。

常用的酸洗剂有盐酸、硝酸等。

然而，酸洗存在腐蚀井筒的风险，需要严格控制酸的浓度和作用时间，以免对井筒造成不可逆的损害。

高压清洗是一种通过高压水流清除结垢的方法。

该方法可以有效地将硫化物结垢从井筒中冲刷出来，但需要选用合适的清洗工具和合适压力的水流。

硫酸铁沉降法是一种将硫化物转化成不溶性物质沉降下来，从而达到清除结垢的目的的方法。

在井筒中加入适量的硫酸铁后，硫化物会与其反应生成硫化铁沉淀，然后通过自然沉淀或过滤等方式将其排除。

铁锈结垢主要是指井筒中铁的氧化物与水和氧气的反应生成的结垢。

防治铁锈结垢的方法主要有酸洗、阳极保护和水合剂处理等。

酸洗在处理铁锈结垢时同样是一种常见的方法。

通过在井筒中加入酸洗剂，可以将铁锈溶解掉，从而达到清除结垢的效果。

阳极保护是一种将井筒内部的金属构件置于一定电位下，使其成为受保护金属，从而减缓铁的氧化速度的方法。

采用阳极保护可以有效防止铁的氧化现象，从而减少铁锈结垢。

水合剂处理是一种在井筒内加入特定的水化剂，通过与水结合形成水合团聚体，从而阻止铁离子的氧化反应，达到防治铁锈结垢的目的。

石蜡结垢是油井井筒中石油中的高沸点组分结垢。

1 腐蚀类型及成因1.1 腐蚀类型及腐蚀现状腐蚀的对象主要是油田开发过程中的金属设备，包括油井的井筒、油管和油杆等。

腐蚀可以分为物理腐蚀和化学腐蚀两种类型。

物理腐蚀一般是指金属物质在高温条件下发生熔化或者溶解，导致设备的损坏。

化学腐蚀是金属物质与某些酸性溶液接触并发生一些列化学反应，造成金属表面性质的改变。

物理腐蚀发生的情况较少，一般来说，油井的腐蚀主要是由化学腐蚀作用造成的。

随着开发开采的不断进行，井下设备，例如油井的油管、油杆和井筒都会遭受不同程度的腐蚀，导致其出现穿孔和断裂的情况。

以大港油田采油三厂专采作业区为例，发现泵杆接箍偏磨腐蚀断裂，通过捞杆发现，接箍处出现断裂，并且泵杆有腐蚀、偏磨的现象。

官912井在第120根以下泵杆全部出现腐蚀结垢碳化现象。

1.2 腐蚀成因机理及控制因素在油田开发开采过程中，造成油井腐蚀的原因复杂。

有井筒、油管等自身材质的因素，还有周围环境的因素。

本次研究，主要讨论周围环境对油井的腐蚀。

首先，在开发过程中，会产生一些酸性气体，例如二氧化碳和硫化氢，这类气体与地下水接触，可以形成具有强腐蚀性的酸性溶液，与油井的金属材质接触，造成油井的化学腐蚀。

其次，高矿化度的地层水会对油井造成不同程度的腐蚀。

高矿化度地层水中含有大量的氯离子，氯离子具有很强的穿透能力，可以破坏金属保护膜，造成金属的腐蚀。

研究表明，矿物度越高，腐蚀的速率越快，腐蚀的程度越大。

2 腐蚀治理措施2.1 腐蚀治理措施类型在地下水溶液长期接触的过程中，油井的金属设备易遭受腐蚀，在金属材质的表面涂非金属保护层，可以有效隔离金属和周围酸性腐蚀溶液环境，进而达到防腐蚀的作用。

耐腐蚀的非金属物质，例如油漆、沥青和一些高分子材料如塑料、橡胶等，都可以作为较好的保护屏障。

金属材质的耐腐蚀性有差异，但是受经济和技术等因素的制约，油井的设备不可能全部采用耐腐蚀材质的金属，因此，可以将耐腐蚀的金属材质，例如某些合金材料，覆盖于油管的表面。

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢问题一直是油田开发中的难题之一，井筒结垢会影响油气开采效率，增加生产成本，甚至可能导致井眼堵塞等严重后果。

及时有效地防治井筒结垢，对于保障油田生产安全、提高产能和延长井寿具有十分重要的意义。

本文将从井筒结垢的成因、特点及主要防治措施等方面进行论述。

一、井筒结垢成因井筒结垢是指在油井井筒内壁上的油气流动过程中，由于各种原因导致井筒内部沉积了一定量的垢类物质。

井筒结垢的主要成因包括以下几点：1. 油气中含有悬浮颗粒物和胶体粒子，这些颗粒物在流动过程中容易沉积在井筒内壁上，形成结垢。

3. 水合物是油气中的一种水合物质，当水合物遇到流体流动时，容易发生结晶和结垢。

4. 井筒内壁的温度、压力、流速等因素也会影响井筒结垢的形成。

二、井筒结垢的特点井筒结垢在油气开采中表现出一些特点，需要我们在防治过程中有针对性地加以应对。

1. 井筒结垢对产能影响显著，导致油气流动受阻，降低井筒内部的有效直径，增加了流体的粘滞阻力，减少了油气的产量。

2. 井筒结垢还容易造成井筒压力增大，产生井下自喷等问题，增加了油田生产中的安全隐患。

3. 井筒结垢还会影响井下设备的运行稳定性，增加了设备的维护和更换频率，增加了生产成本。

三、井筒结垢的防治措施针对井筒结垢问题，我们需要采取一系列有效的防治措施，保障油田生产平稳高效。

1. 优化油气流动系统，减少悬浮颗粒和胶体物质的含量，采用合适的过滤器和分离器等设备去除杂质，降低结垢发生的概率。

2. 加强化学分析和统计，通过分析油气中的主要成分和结垢物质的特性，选择合适的防垢剂，进行在线注入，阻断结垢物质的形成过程。

3. 定期进行井筒清洗和除垢工作，采用高压水射流、超声波、化学溶解等方法，清除井筒内部的结垢物质，恢复井筒的原有通畅状态。

4. 推进新技术的研发应用，如采用纳米技术改性防垢剂、超声波清垢技术、微生物除垢技术等，提高防治效果和工作效率。

5. 加强油井综合管理，在水驱油田中做好水质管理，净化水质，减少井筒中水合物发生的机会，降低井筒结垢的风险。

浅析油井结垢机理及清防垢技术摘要：油田在开发过程中，随原油由油层被举升至地面，外界温度、压力、流体流速等因素的变化会引起无机盐类会在油井管网或地层上形成沉积，造成油井结垢。

本文主要阐述了油田开发过程中油井结垢的主要机理、结垢所带来后续问题及目前油田主要防垢对策，对油田防垢具有一定的借鉴意义。

关键词：油井结垢机理清垢防垢技术一、前言目前，我国大部分油田采用了注水补充能量的开发方式，油田注入水通常有三种：一是清水，即油区浅层地下水；二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层；也有将不同水混合注入的。

随着注入水向油井推进，使油井含水率不断升高，同时伴随温度、压力和pH值等发生变化时，最终导致油井近井地带、采油井井筒、井下设备、地面管线及设备出现严重的结垢现象。

二、结垢对油井的危害首先，油田中油井中存在的结垢沉积会影响原油开采设备的功能，严重的油垢会造成设备的堵塞。

其次，油井中存在着不同程度的结垢，会造成油井井下附件及采油系统设备在沉积结垢下不同程度的腐蚀。

此外，油井上的结垢还可能导致缓蚀剂和金属表面无法形成表面膜，降低了缓蚀剂的作用，缩短了系统管道的寿命，严重情况下则会造成腐蚀穿孔现象，导致油井的管柱故障。

再次，结垢造成油层堵塞、产液量下降和能源浪费，阻碍了原油的正常生产，导致增加修井作业次数，缩短修井作业周期，严重时还会造成井下事故，导致油井关井，甚至报废，造成很大的经济损失。

三、油井结垢机理1.结垢机理油田中常见的结垢机理分为以下四种：1.1自动结垢油井中水和油一起存在，不同采油工艺会造成水油的比例的改变，在水油相溶中发生了不同程度的比例改变，就会使得水油成分多于某些油井中的矿物质溶解度，造成不同程度的结垢产生，这种情况称为自动结垢。

碳酸盐或者硫酸盐形成沉积结垢之后会因为井下流动形成阻碍、筒内自有压力、温度的高低变化发生沉积。

高矿化度盐水在温度严重不均衡的情况下也会产生氯化钠。

同时，含有酸气的采出流体会形成碳酸盐结垢，进行原油开采时，因为压力下降也会造成流体脱气，使得ph值增高，结垢程度加重。

的趋 势越严 重 。 水的 流速也 会 明显地 影响结 垢 的趋 势。水 的流动 越缓 和， 成垢核 心
高效 缓 蚀 性 能 。９ ｏ年 代 ， 大 分 子 有 机 膦 酸 多氨 基 多醚 基 亚 甲基 膦 酸
（ Ｐ Ａ Ｐ Ｅ ＭＰ ） 问世 ， 其 相对 分 子质 量达 ６ ０ ０左右 ， 分子 中引入 了 多个 醚 键 ，
有机 膦 酸型 防垢 剂 。用作 防垢 剂 的有机 膦酸 盐 多数 是有 机多 元膦
酸盐 ， 由于分 子 中碳 磷键 比较 牢 固， 因此 具有较 好 的化 学稳 定性 ， 不 易 被
酸碱 破坏 ， 也不 易水解 ， 且耐较 高温度 。在一 定条件 下可 与其他水 处理 剂
复 合使用 ， 有 明显 的 “ 溶 限效 应 ”和 “ 协同效 应 ”， 具有 防垢 缓蚀 作 用 。
生长的环 境越稳 定， 随着管道 输送 介质流 速的 降低， 水垢 出现 的概率 逐渐
提 高， 流速和 流 向的突然改 变也会 使结垢 加剧 。
油 田结垢 主要 有两 大原 因 。一 是地 层水 中含 有高 浓度 易 结垢盐 离
子， 在 采油过 程 中压力 、温度 或水 成分 变化改 变了 原先 的化学 平衡 而产 生垢， 主 要垢 成分 是碳 酸钙 ， 可混 有 碳酸 镁 、硫 酸钙 ／ 镁等 ， 我 国陆 上油 田结垢 大都 由此 引起 。二 是 两种或 两种 以上不 相容 的 水混合 ， 结 垢离子 相互作 用而生 成垢 ， 最 为常见 的有 硫酸 钡和硫 酸锶 垢 。特 别 是海 上油 田 注海水 开采过 程 中， 地层 水常含有 钡锶 离子， 而海水 含有大 量的硫 酸根 离 子， 两者混 合产生 难溶 的硫酸 钡锶垢 。
年代 以来 ， 防垢 剂经历 了从无 机物 到有机物 。 从小 分子到 高分子 聚合 物的

第二部分油田防垢技术结垢是海上采油工程中常遇的问题，海上采油工程的很多领域都要接触各种类型的水如淡水、海水、地层水、水井水等，因此结垢的现象会出现在生产中的各个环节，给生产带来严重的影响，使生产中的问题更加复杂化。

地层结垢会造成地层堵塞，使注水井不能达到配注量，油井产能大大下降；在井筒中结垢增加了井下的起下维修作业，严重的造成注水井、油井的报废；结垢还会造成地面系统中管线、输送泵、热交换器的堵塞，影响原油处理系统、污水处理系统的正常操作，增加了设备、管线的清洗和更换费用；水垢的沉积还会引起设备和管道的局部腐蚀，在很短的时间内出现穿孔，大大减小了使用寿命。

一、油田水结垢机理结垢就是指在一定条件下，水相中对于某种盐出现了过饱和而发生的析出和沉积过程，析出的固体物质叫做垢，主要是溶解度小的Ca、Ba、Sr 等无机盐。

结垢分为三个阶段，即垢的析出、垢的长大和垢的沉积。

在这个过程中主要作用机理为结晶作用和沉降作用。

1、结晶作用当盐浓度达到过饱和时，首先发生晶核形成过程，溶液中形成了少量盐的微晶粒，然后发生晶格生长过程，形成较大的颗粒，较大的颗粒经过熟成竞争成长过程进一步聚集。

图1 碳酸钙的溶解与析出曲线1—溶解；2—析出对于微溶盐类如碳酸钙，通常析出浓度远大于饱和浓度。

图1是用等浓度的钙硬度和碱度（以CaCO2计）作纵坐标，以温度作横坐标，得到碳酸钙溶解度曲线和碳酸钙结晶析出曲线。

该图分成三个区域：沉淀区、介稳区和溶解区。

介稳区出现的原因是在晶格生长的过程中，由于受到水中离子或粒子的扩散速度的影响，或者说受传质过程的控制造成的。

若盐类在水中的溶解度较大，则水中溶解的离子和粒子浓度都较高，晶核形成后很容易生长，这时盐类的溶解度曲线和晶体析出曲线基本重合，因而不存在介稳区。

但在微溶或难溶盐类的饱和溶液中，由于离子和粒子的浓度都很低，因此晶核形成后晶格并不生长，只有在离子或粒子浓度较高的过饱和溶液中，晶格才开始生长和析出晶体。

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指油气井井筒内壁上的沉积物，主要由沉积物、水垢和化学作用形成的垢垛组成。

这些垢垛会降低油井的产能，增加油井维护成本，并且可能导致油井堵塞和失效。

防止和处理油井井筒结垢是油田开发和生产中的重要问题。

油井井筒结垢的形成主要有三个方面的原因：机械性垢、物理性垢和化学性垢。

首先是机械性垢，包括通入井筒的固体颗粒垢、裂缝中的黏土垢和钻井泥浆残渣等。

这些垢垛通常在油井钻井或修井过程中形成，通过适当的清洗和维护操作可以去除。

其次是物理性垢，主要是由悬浮在井液中的钙、镁等离子沉积而成的水垢。

在油井生产过程中，地下水和注入水中含有大量的溶解性盐类，当水汽化或水温度升高时，盐类溶解度下降，导致水垢的沉积。

物理性垢主要通过水力冲刷和化学处理来清除。

最后是化学性垢，主要是由于井液中的化学反应产生的。

油井井液中含有一定的酸碱性物质，当酸碱物质反应生成固体沉淀时，会导致垢垛的形成。

化学性垢可以通过适当的酸碱中和来清除。

针对油井井筒结垢问题，可以采取以下防治措施：1. 选择合适的井筒清洗方案。

根据井筒结垢的类型和成因，选择适当的清洗剂和清洗方法。

可以使用物理方法如高压清洗、机械刷洗等，也可以使用化学方法如酸洗、碱洗等。

2. 定期进行井筒清洗和检查。

定期检查井筒结垢情况，及时清除结垢，防止结垢堵塞。

3. 控制井液化学成分。

合理调整井液中的酸碱物质，控制井液pH值，避免化学性垢的形成。

4. 增加防垢剂的使用。

根据井筒结垢类型，选择合适的防垢剂投加，防止垢垛的形成。

5. 加强井底清洁。

定期使用清洗剂对井底进行清洗，清除沉积的垢垛。

油井井筒结垢是油井生产过程中不可避免的问题，但可以通过合理的预防和处理措施来减少其影响。

选择合适的井筒清洗方案，定期进行清洗和检查，控制井液化学成分，增加防垢剂的使用以及加强井底清洁等措施，可以有效地防止和治理油井井筒结垢问题，提高油井的产能和维持生产的稳定性。

油田管道结垢治理技术分析目前，在我国的油田生产过程中均面临管道结垢的重要问题，其在影响原油产量及运输时间的同时，也影响了油田自身的稳定生产。

文章针对影响油田管道结垢的因素作简单介绍，并提出相应的治理技术。

标签：油田管道；结垢；影响因素；治理技术1 影响油田管道结垢的因素1.1 pH值的因素影响据相关研究证明，提升酸碱溶液的pH值，能使碳酸盐快速结晶，从而增大管道内污垢的热阻，缩短污垢的生长期，减缓污垢形成。

但需注意调节溶液的pH值，如果pH值过低，反而会促进溶液腐蚀管道，造成管道形成腐蚀垢。

因此，溶液的pH值制定，以6.5≤8最佳。

1.2 流速因素影响不论是哪种污垢，其的增长率均会随着流速的增加而减小。

原因在于：尽管流体速度增加能减少污垢的沉淀，但流体速度增大反而造成的剥蚀率上升更加明显，从而促使污垢的总增长率相对减少。

当流体速度减慢时，介质中带有的微生物排放物与固体颗粒将快速沉淀，致使管道结垢的可能性显著增加，尤其是管道结垢的突变部位最为明显。

1.3 压力因素影响通常压力对硫酸钙（CaSO4）、碳酸钠（CaCO3）以及硫酸钡（BaSO4）等溶液结垢均有所影响，特别是在CaCO3结垢的过程中有气体参与反应，因而压力对其的影响更为显著。

污垢的形成机理为：压力减少，物体沉淀过快，易于出现结垢。

因此，在油田管道的输送中，结垢形成的几率将随着压力的降低而增加。

1.4 温度因素影响温度影响的过程通常为改变容易结垢的盐类的溶解度[2]。

水中污垢的溶解度变化与温度改变密切相关，变化曲线见图1。

图1 水中污垢的溶解度变化与温度变化的关系由图所知，在所有的盐类污垢中，除CaSO4·2H2O的溶解度有最大值之外，其他污垢均随着温度的上升而降低，其中以碳酸盐最为明显。

结垢机制为：温度上升，碳酸氢钙溶液[Ca(HC03)2]中的碳酸钠（CaCO3）成分逐渐分解成晶体，最终引起管道结垢。

如下列公式：Ca(HCO3)→CaCO3+CO2↑+HO2而至于以BaSO4、SrSO4或者CaSO4为主要成分的盐类污垢，则是由介质中Ca2十、Sr2十或者SO42-有机结合而成的不易溶解物沉积。

油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨摘要：石油在当今社会中扮演着越来越重要的能源角色，无论是对于国家的建设方面，还是对于个人生活需求方面，都具备着举足轻重的作用。

然而针对许多实际情况表明，人们已经广泛认识到，一旦石油的开采进入中后期阶段后，由于油田中注水量的日益增多，导致油田的井筒逐渐生成许多垢状物质，对油井的正常开采具备着相当直接的影响。

关键词：油田井筒结垢成因防阻垢技术一、前言在原油的开采以及生产过程中，油井井筒结垢现象始终牵制着油田的正常生产，对我国石油领域而言是相当棘手的难题。

由于油田开发日益深入，注水日益频率，因为水质里的许多物质易与油井下的仪器设施形成化学反应，导致垢状物质产生，如果未及时处理，时间一长，会便会出现泵漏、杆管断裂脱落、管漏和井下仪器设施失灵等现象，对油井的正常运作造成严重的负面影响。

二、油田井筒结垢的成因根据调查表明，针对当前中国已经跨入高含水开采中后期的油井而言，许多油井的原油所含有的水量都达到了80%乃至90%以上。

依据热力学原理分析可得，油井里的注入水具备着极差的稳定性，易和油井下的仪器设施产生化学反应，油井出现数次酸化情况便会导致井下管柱出现被腐蚀或是结垢现象，时间一长，便会导致泵卡、筛管堵塞或者地层堵死的情形出现，如此一来，便会使原油的产量减少，同时还会令检泵工作越来越频密。

（一）油井地下水的成份分析当前我国许多油井井筒存在着相当严重的结垢问题，经过鉴定与分析结垢油田的地下水质情况后，对结垢特质的成分组成进行了明确。

因为多数油田的结垢问题大同小异，现借助百色盆地的塘寨油田的情况作举例分析。

（二）井筒结垢原因分析油井井筒中的结垢物主要由两种成分组成，即有机物与离子物，其中有机物质通常包含沥清、蜡与胶质，离子物一般包含Ca2+、Mg2+、CO32-与SO42-等各类离子容易相互发生化学反应，形成难以溶解的化合物，再加上与有机物质的融合，造成结垢物更加难以溶解。

因为许多油井历经多次酸化情况，其管柱遭受严重腐蚀，从而导致许多铁锈形成，这也造成了井筒垢物的出现。

油田结垢的危害与原因分析及治理对策摘要：本文分析油田生产过程中，原油物质在地下储层、井筒、生产管柱、设备、管线等各生产环节由于受到液体成分、温度、压力、PH值等各种原因造成结垢对生产的不利影响，结合国内外油田目前现有的预防和除垢技术提出了预防和除垢治理对策。

关键词：结垢危害治理对策一、油田结垢的危害油田生产过程中，在地下储层、采油井井筒、套管、生产油管、井下完井设备以及地面油气集输设备管线内由于各种原因而形成的一层沉积物质，它们会造成堵塞并妨碍流体流动。

主要有碳酸盐垢、硫酸盐垢、铁垢和有机垢。

油田结垢以无机垢最为普遍，分布广泛，危害较大。

油田常见的垢沉积物主要是碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等。

结垢现象普遍存在于油田生产过程的各个环节，从注入设备到油藏再到地面设备的整个水流路径上都能产生结垢。

a.垢对管线的危害:主要表现为管线腐蚀穿孔、堵塞、压力上升。

b.垢对储层的损害:原油蕴藏在油层砂岩空隙之中，油层结垢使岩心大孔隙数量减少,油层润湿性和渗透率下降，致使注水时泵压升高，注入能力不断下降，甚至向地层中无法注水，吸水剖面的吸水厚度降低造成地层伤害。

尽管油层内结垢程度较弱,但是对低渗透储层的伤害却不容忽视。

结垢一旦堵塞地层，通常是很难再清除掉的，因此地层垢造成的地层伤害常是永久性的。

c.垢对设备的危害:油井产出液离开井口以后，在经过不同的管线和设备中时，会经历不同的压力、温度、流速、停留时间、分离以及几种水又可能重新混合，因此可能会有各种垢盐生成。

地面各种设备中的这类结垢统称为设备垢，它会给采油生产带来诸多问题：输液管线积垢，管道内径缩小造成阻流；金属设备中的积垢常是“点状”的，这能引起严重的点腐蚀，造成设备穿孔；在加热炉装置中，炉内的输液管可因垢堵使加热炉热效率降低，或温度无法升高。

二、影响结垢的因素1、成垢离子的浓度水中成垢离子含量越高，形成垢的可能性就越大。

对某一特定的垢，当成垢离子的浓度超过了它在一定温度和pH值下的可溶性界限时，垢就沉积下来。

油田防垢技术简介闫方平一、油田结垢现状调研及原因分析目前，我国大部分油田采用了注水补充能量的开发方式，油田注入水通常有三种：一是清水，即油区浅层地下水；二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层；第三种是海水；也有将不同水混合注入的。

国外一些油田如North Sea oilfield普遍采用注海水的方法。

随着注入水向油井推进，使油井含水率不断升高，最终导致油井近井地带、采油井井筒、井下设备、地面管线及设备出现严重的结垢现象；此外，当系统的温度、压力和pH值等发生变化时，地下储层、射孔孔眼、井筒、井下泵、地面油气集输设备管线内也会形成结垢；同时，如果采用回注污水的开发方式，还可能导致注水泵、注水管线及注水井底结垢。

结垢物主要为钡、锶、镁、钙的硫酸盐或碳酸盐，同时由于CO2、H2S和水中溶解氧的存在，还可能生成各种铁化合物，如碳酸铁、三氧化二铁、硫化铁等。

结垢通常造成生产管线或设备堵塞，增加修井作业次数，缩短修井作业周期；同时，结垢还易造成油层堵塞、产液量下降和能源浪费，阻碍了原油的正常生产，严重时还会造成抽油杆拉断，油井关井，甚至报废，造成很大的经济损失。

国内外大量油田清、防垢实践表明，根据油田实际情况，对油田水结垢、防垢的机理进行系统研究，进而采取相应的防治措施可以减轻或消除结垢对油田生产的不利影响。

1、油田结垢现场调研一般来讲，对一个油田结垢问题的研究总是始于现场调研，目前国内外已有很多结垢现场调研方面的报道。

其中，国外以前苏联、国内以长庆油田的研究最为系统全面。

总体来看，现场调研内容主要包括结垢形成的位置、垢物的成分、结垢成因的初步研究和结垢对生产的影响等，调研手段主要有观察描述、统计分析、垢物的分析鉴定等，有的油田甚至为研究油层内结垢而专门钻了检查井。

从大量的现场调研成果来看，主要得到以下认识：(1) 在地下储层、井筒、地面油气集输设备管线以及地面注水设备管线内均可能产生结垢，结垢可能发生在各种采油井（自喷井、抽油井或气举井）中，但最多的是抽油井。

油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨石油是一种重要的能源，对国家、集体和个人都有着非常重要的作用。

然而通过实践我们可以知道，当油田开发至中晚期以后，由于注水量的不断增加，油田的井筒相继开始结垢，直接影响着油井的正常生产。

本文将对油田井筒结垢的原因进行深入分析，并在此基础上提出防阻垢的技术，以期对我国石油开发及油井保护提供一些参考。

标签：油田井筒结垢防阻垢技术在油田开发生产过程中，油井结垢一直制约着油田的正常生产，是一个很难解决的问题。

随着油田的不断开发，注水越来越多，由于水质中的很多成分容易和油井下的工具设备发生化学反应，因此形成一些垢状物质，长时间不予处理就会造成泵漏、杆管断脱、管漏以及井下工具设备失效等事故，严重制约了油井的正常生产。

1 油田井筒结垢的原因分析据调查显示，对目前我国已经步入高含水开发中后期的油井来说，大部分油井的原油含水量基本超过百分之八十甚至百分之九十。

从热力学的角度分析可知，油井中的注入水是不稳定的，容易与油井下的机械设备发生垢化效应，油井经过多次的酸化措施就会使井下管柱严重腐蚀或结垢，进而造成泵卡、筛管堵死以及地层堵塞，原油的产量下降，而且检泵作业的次数将会增加。

1.1 油井地下水的成份分析目前我国部分油井井筒结垢现象比较严重，在对油田现场结垢的地下水质进行鉴定后，进行定量分析并确定结垢物的组成成份。

由于每一个油田井筒结垢情况基本相似，现以百色盆地的塘寨油田为例进行说明。

对塘寨油田部分油井井筒结构部位的水质提取鉴定，得出如下水质成份分析图：从以上水的成份分析结果不难看出，地下水中钙离子、镁离子、碳酸根离子以及硫酸根离子的含量较为丰富，当井下温度和压力达到一定条件时，它们就会发生化学反应，形成难以溶解的盐类化合物即井筒所结的垢。

1.2 井筒结垢原因分析油井井筒垢物成份主要有沥清、蜡、胶质等有机物质以及钙镁铁离子和碳酸、硫酸根离子。

后者离子相互发生化学反应形成难以溶解的化合物，再加上前者有机物质，就会形成更加难以溶解的垢物。

１ ． 腐 蚀速率 预测
通过 对油 田集 输 系统 的腐蚀 速 率进行 准 确预 测 ，能够 为 系统 维护 提 供可 靠 的依据 。 目前 比较常 用 的预 测方 法有 人工 神经 网络 法 、遗传
算 法 、Ｂ Ｐ算法 与改进遗 传算 法相结 合的混 合算 法 。其 中混 合算 法在 预 测 的 准确性 方面 较之 其它 两种 方 法更 好一 些 ，在应 用该 方法 时 ，需 要 使 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件 辅 助计 算 ，这样 便 可 准确 预 测 出集输 系 统 的腐 蚀
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１ Ｃ ｒ ｌ ３（ 马氏体不锈钢）
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一 …
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材料表面腐蚀酸 比较均匀，无点蚀现象
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（ 双相不锈钢 ）
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稠 朝抽 琵 呆 妯韶 酾艴嚆攘
从表 １中可 以清楚 的 看到 ，在 五 种试 验材 料 中 ，２ ０ ＃钢 的平 均腐 蚀 速率 最 大 ，约 为 ０ ． １ ２ ３ ６ ｍｍ ／ ａ ，而 ３ Ｒ Ｅ ６ ０（ 双 相 不 锈钢 ） 的 平 均腐
１ ． ２ Ｃ ０ 腐 蚀 二 氧化 碳溶 于 水后 呈现 出弱酸性 ，能够对 钢铁 腐 蚀起 到 阴极 去 极
二、油 田集输 系统腐蚀 结垢的综 合治理技 术研 究
在对 油 田集输 系统 腐蚀 结垢 情况 进行 治 理的 过程 中，应 当遵 循 防 治 结合 的原 则 ，并采 取综 合治 理措施 ，这样 能够 使腐 蚀结 垢 现 象得 到 有 效的治 理 ，从 而确保 油 田集输 系统 的稳定运 行 。
腐 蚀 结 垢 形 式 ，并在 此基 础 上 对 油 田集 输 系统 腐 蚀 结垢 的 综合 治理 技 术 进 行