油田常见防垢技术简介

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。

简述油田管线除垢防腐技术在油田工程中，需要使用大量的管道，这些管道多是金属材质，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性物质的影响，使金属发生化学反应，从而导致管道出现腐蚀现象。

另外，受到外部压力的影响，原油化学元素中的离子会出现相互作用的现象，这使得管道内部出现了結垢，如果不及时处理这些现象，会导致原油的运输中断，而且还会对周围环境造成一定破坏。

油田管道的防腐以及除垢技术对油田工程的正常运行以及经济效益有着较大的影响，通过本文的分析希望可以引起相关部门的影响。

1、油田管线结垢与腐蚀现象产生的原因1.1结垢现象出现的原因油田管线内部出现结垢现象一般是由两种因素导致的，一种是在对原油进行开采时，会接触到地层中的水，而这些水中含有高浓度的盐离子，很容易导致结垢现象，在抽地下原油时，还会受到地层压力的影响，在一定的温度以及水成分条件喜爱，会打破地层化学平衡，所以，油田管线内部出现了大量的污垢。

另一种是油田管线接触了两种或两种以上的水，并且这几种水是无法相互融合的，在混合在一起后管线受到了结垢离子的作用，所以出现了污垢。

1.2腐蚀现象出现的原因油田管线出现腐蚀的原因主要有两种，一种是管线的腐蚀层出现了老化现象，腐蚀层出现了损坏，这一现象一般是由沥青管道在运输与吊装过程中受到的磨损引起的。

在管线补口的位置极容易受到破坏，该位置的质量比较低，防腐层经常会受到损害。

在对油田管线进行铺设时有时还会受到人工因素的影响，铺设人员没有按照相关规定进行操作，导致防腐层的质量不达标，所以管线出现了腐蚀现象。

另一种原因与原油所含成分有关，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性介质的影响，而管线一般都是由金属材料构成的，与介质发生化学反应后，就会导致腐蚀现象的出现。

2、油田管线除垢防腐技术2.1油田管线除垢技术2.1.1投放防垢剂投放防垢剂在油田管线除垢工作中有着广泛的应用，这是一种通用的技术，不会受到结垢位置以及结垢类型的影响，在任何环境下都可以发挥出良好的防垢效果。

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在油井钻井、完井、生产过程中，由于地层水和地层流体中的溶解物和悬浮物质沉积，形成一层坚硬的沉积物，被称为垢。

油井井筒结垢严重影响油井的正常运行，降低了采油效率，导致生产量下降。

油井井筒结垢的防治措施非常重要。

一、油井井筒结垢的类型油井井筒结垢可以分为多种类型，其中常见的有：1. 碳酸盐结垢：主要由钙、镁、铁等金属离子与碳酸根离子结合而成，常见的有石灰石、方解石等。

2. 硫化物结垢：主要由硫化物沉积而成，常见的有黄铁矿、黄铜矿等。

油井井筒结垢的形成原因主要有以下几点：1. 溶解物沉积：地层水和地层流体中的溶解物质在高温高压条件下难以溶解，形成结晶沉积。

2. 悬浮物沉积：地层水和地层流体中的悬浮物质在流动过程中受到阻力，沉积在油井井筒内壁，形成垢。

3. 油气凝析：油井井筒中的油气在高温高压条件下凝析为液体，在流动过程中与地层水和地层流体中的溶解物质结合生成结垢物质。

为了阻止油井井筒的结垢现象，需要采取一系列的防治措施，主要包括以下几点：1. 预防措施：（1）在井筒设计和完井时尽量减少流体中的悬浮固体和溶解物质的含量，避免结垢物质的沉积。

（2）控制地层水和地层流体的水质，尽量减少水中的溶解物质含量。

（3）采取适当的油井开发措施，使油井井筒内的温度和压力维持在适当范围内，防止油气凝析和结垢的发生。

（1）定期对油井井筒进行清洗，采用机械、化学和物理等方法清除沉积在井筒内壁的结垢物质。

（2）采用超声波和高压水射流等技术，对沉积物进行机械冲刷和超声震荡，提高清洗效果。

3. 防垢剂的使用：（1）在油井中加入适量的防垢剂，可以改变地层水和地层流体中的离子浓度和酸碱度等物理化学性质，防止结垢现象的发生。

（2）使用防垢剂时需要注意剂量和使用方法，避免对油井生产造成不良影响。

4. 技术改造：（1）采用先进的油井井筒结构和材料，提高抗垢和抗蚀性能。

（2）采用先进的油井井筒监测技术，及时了解井筒内的结垢情况，制定相应的防治措施。

油田井下工具防腐防垢技术研究油田井下工具的腐蚀结垢原因有很多，碳酸亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁等都是导致工具结垢腐蚀的具体元素，针对这些情况，企业必须制定出合理的解决措施。

应用发兰处理、镀铭、镍磷镀、离子渗氮技术、渗氮油管等办法改善现状，促进油田井下开发工作更好更快地进步。

标签：油田;井下工具;防腐防垢技术1腐蚀原理1.1化学腐蚀通常是指在非电解质的环境中直接与金属发生的化学腐蚀反应，该腐蚀是表面性的，不易与金属发生更深层腐蚀。

如：4AL+3O2→2AL2O3，在金属表面形成保护膜，它发生的环境常常是气体与金属的反应，发生化学腐蚀的广泛性和危害性不及电化学腐蚀。

1.2电化学腐蚀通常是指在所处环境中电解质发生的有电子转移的腐蚀。

金属与液态输送介质或水及其溶解物接触时，所形成的化合物能溶解或电解质深入到已腐蚀和未腐蚀的界面，腐蚀的过程可向金属的深部蔓延，含有溶解物的水或其他的电解质溶液液相时电流的导体，于是发生并加速腐蚀的电化学过程。

在采油生产中电解溶液成分丰富，电化学腐蚀更广泛造成危害更大是本文探讨的重点。

1.3细菌腐蚀微生物腐蚀也是油管腐蚀的一个因素，如硫酸盐还原菌使金属壁面形成蚀点，其产生的H2S还可以增加水的腐蚀性。

此外还有腐生菌在金属管壁表面的堆积结垢形成垢下腐蚀，尤其是杂容易造成细菌堆积的台阶等不平滑处，如节箍处。

现场对腐蚀管壁的分析也是在油管节箍处腐蚀较为严重。

其次是腐生菌及铁细菌。

2油田井下工具防腐防垢技术的应用2.1发兰处理、镀铭、镍磷镀的应用我国油田井下工具防腐防垢技术中应用最多的就是电法保护制、衬里制、涂层制及缓蚀制等。

对于油田井下工具而言，涂层是最有效的保护方法之一，操作比较简单，在专业领域也将其称之为表面处理技术，例如发兰处理、镀铭、镍磷镀。

油田井下开发是一个长期的过程，而整个过程的顺利实施都离不开工具的帮助，而在工具防腐方面，则可以应用发兰和镀络等方法，这两种方法有着比较好的防腐蚀效果。

油田注水系统防腐防垢技术的研究引言油田注水系统在油田开发过程中起着重要作用。

随着油井运行时间的延长，油田注水系统的防腐防垢技术变得尤为关键。

本文将对油田注水系统防腐防垢技术进行全面、详细、完整且深入的探讨。

现状分析油田注水系统在工作过程中会遭受腐蚀和垢积的影响，导致系统性能下降、设备破损、注水效果不佳等问题。

针对这些问题，研究者已经开展了大量的研究和实践，取得了一定的成果。

本节将对现有研究进行综合分析。

腐蚀防护技术1.使用耐腐蚀材料：使用耐酸、耐碱、耐盐等特殊材料制作注水管道、阀门等设备，以提高其耐腐蚀性能。

2.防护涂层技术：在注水设备表面涂覆一层特殊的防腐涂层，增加抗腐蚀能力，延长设备使用寿命。

垢积防治技术1.化学清洗技术：采用特殊的清洗剂对注水系统进行周期性清洗，有效去除垢积物。

2.物理处理技术：如超声波清洗、振动清洗等，通过物理方式使垢积物脱落，防止其附着在设备表面。

新技术研究新的技术和方法在油田注水系统防腐防垢方面取得了一定的突破，以下是一些研究成果的简要介绍：纳米材料应用纳米材料具有较大的比表面积和独特的表面性能，可以用于涂层、材料增强等方面，用于提高注水设备的耐腐蚀和抗垢能力。

自清洁涂层技术自清洁涂层能够在液体流动过程中形成自洁膜，减少垢积物的附着和生长，从而提高注水系统的工作效率。

电化学技术通过加入适当的电位和电流，可以对注水系统进行防腐蚀和防垢处理。

这种技术可以改善系统的防腐防垢性能，并且对设备的使用寿命没有显著影响。

技术应用前景油田注水系统防腐防垢技术的研究不仅对油田开发具有重要意义，对保护环境和提高资源利用效率也有积极的影响。

未来的研究重点可以关注以下几个方面：绿色环保技术发展绿色环保的防腐防垢技术，减少对环境的污染和破坏。

高效经济技术研究经济高效的防腐防垢技术，降低油田注水系统的维护成本，提高油田开发的经济效益。

综合治理技术通过多种技术手段的综合应用，实现对注水系统的全面治理，提高系统稳定性和工作效率。

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指油井井筒内壁附着的一种沉积物，它主要由含盐水中的溶解盐、土壤颗粒物、油脂和水合物等组成。

沉积物的形成会导致油井产能下降、工作条件恶化，甚至引起井筒阻塞等问题，油井井筒结垢的防治是油田开采工作中的重要内容。

油井井筒结垢的防治可以从以下几个方面来进行：1. 应用防垢剂防垢剂是能够抑制结垢物形成的化学品，通过在含有结垢成分的水中加入适量的防垢剂，可以破坏结垢物的结构，从而阻止其沉积在井筒内壁上。

常用的防垢剂有多种类型，如有机磷类、聚合物类、表面活性剂类等。

选择合适的防垢剂需要根据井筒的特征和生产情况进行综合考虑，确保其具有较好的防垢效果。

2. 针对井筒特点进行清洗由于井筒结垢的成分和形态多样，清洗方法也应根据井筒特点来选择。

对于较软且易溶解的结垢物，可以使用酸性洗涤剂进行清洗；对于较硬和难溶解的结垢物，可以选择机械清洗方法，如高压水射流、超声波清洗、旋转刷洗等。

清洗时要注意不要对井筒壁造成损伤，避免进一步加速结垢物的形成。

3. 控制水质油井井筒结垢与含有结垢成分的水分离不开，控制水质也是预防结垢的重要措施之一。

在水源方面，应选择结垢物含量较低的水源；在注水井方面，可采用反渗透、离子交换等技术来去除水中的结垢物；在开采过程中，应尽量降低含盐水的注入量，以减少结垢的发生。

4. 定期检查和维护对于油井井筒的结垢防治工作，定期检查和维护是非常重要的。

通过定期检查，可以及时发现和处理井筒结垢问题，防止结垢的进一步发展。

维护工作包括清洗井筒内壁、更换异物隔离器等，可以有效地延长油井的使用寿命。

油井井筒结垢的防治是油田开采工作中的一项重要任务。

通过应用防垢剂、针对井筒特点进行清洗、控制水质和定期检查维护等措施，可以有效地减少油井井筒结垢问题的发生，保证油井的正常运行和产能。

由于井筒环境和油井开发方式不同，油井井筒结垢问题的解决方法也存在差异，在实际应用中还需要根据具体情况进行调整和优化。

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。

油田集输管线的除垢工艺技术研究1 前言近年来，随着经济的迅猛发展，人类对石油的需求量也达到了空前的规模，为满足这种高速增长的需求量，各大油田，尤其是国内的很多油田相继进入到了开发的中后期，有些油田逐步开展了碱驱，三元复合驱等提高采收率的措施，加上本身有些地层水所具有的高矿化度特性，使得油田结垢现象非常突出。

油田结垢问题正严重制约着油田生产的正常运行，并带来巨大经济损失，对油田垢的防治已越来越受到人们的重视。

油田垢的危害是多方面的，比如油田垢一旦生成不但会堵塞油层孔隙，减小驱替剂的波及面积，并可加大对油层的伤害[1]，致使原油产量下降。

注水井结垢会造成注水压力升高、能耗增大；一旦使管线堵塞，还要增加起下井次数，致使油井免修期缩短；油井结垢后，套环空被垢充满，造成测试工具下不去、无法进行分注点等难题。

集输系统一旦结垢会增大管道中的流体阻力、使输送能耗增加。

结垢严重时，甚至会造成管道阻塞，影响正常输油和注水等任务。

同时，一旦引发垢下腐蚀还可造成管道穿孔。

举升（采出）系统结垢后，会造成油井断杆、卡泵[2]，导致油井减产、停产。

当油水在管线中混合集输时，环境变化造成的结垢会以物理或化学的方式混溶于原油中，导致粘度增加，管网输送泵压增大，甚至堵塞管网，这种情况当油的初始粘度较高时尤为严重。

新疆油田车89井区水的矿化度高达56169mg/L，水型为CaCl2型，随着油田的不断开发，含水逐渐上升，管网结垢严重，单井管线更换后2个月堵死。

2010年新建车89处理站建成投产后，单井采用密闭集输生产方式，随着油田的开发含水上升，管网结垢日益严重，严重影响集输系统正常生产。

因此，对车89井区油水混合集输的结垢现状进行分析评价，通过结垢成因分析和变化规律研究，搞清影响混输系统结垢的主要因素，研究有针对性的除垢，防垢技术措施，保证油田的正常生产。

第2章绪论2.1结垢类型油田垢的种类是多种多样的，通过对油田垢进行的分析研究表明，油田垢主要是难溶性盐类的结晶物。

《油田污水防垢与缓蚀技术研究》篇一一、引言油田开发过程中，由于注入水、采出液及地层中各种化学物质的混合，产生了大量的油田污水。

这些污水中含有大量的矿物质、油类、气体及其他杂质，如不进行有效处理，不仅会对环境造成严重污染，还会导致生产设备的结垢和腐蚀问题，严重影响油田的正常生产和设备的寿命。

因此，油田污水的防垢与缓蚀技术研究显得尤为重要。

本文旨在探讨油田污水的防垢与缓蚀技术，为油田的可持续发展提供技术支持。

二、油田污水防垢技术研究1. 防垢原理防垢技术主要是通过改变水中的矿物质组成和结晶状态，防止或减少结垢现象的发生。

防垢技术主要包括物理法、化学法及物理化学法等。

物理法主要通过改变流体的流速、流向等物理条件来减少结垢；化学法则通过添加化学药剂，如阻垢剂等，来改变水中的矿物质组成，抑制结垢。

2. 常见防垢技术（1）阻垢剂法：在油田污水中加入阻垢剂，改变水中矿物质结晶状态，防止其形成大颗粒的沉淀物。

阻垢剂的选择应根据水质特点、设备材质及环境条件等因素综合考虑。

（2）磁化防垢技术：利用磁场效应改变水分子的结构，从而抑制水中的矿物质结晶，达到防垢的目的。

该技术具有设备简单、操作方便等优点。

（3）膜分离技术：通过膜的选择性透过性，将水中的杂质与矿物质分离，从而达到防垢的目的。

该方法效果显著，但投资成本较高。

三、油田污水缓蚀技术研究1. 缓蚀原理缓蚀技术主要是通过在设备表面形成一层保护膜，防止设备与污水中的腐蚀性物质直接接触，从而减缓设备的腐蚀速度。

缓蚀技术包括电化学保护法、金属表面处理法及涂层保护法等。

2. 常见缓蚀技术（1）电化学保护法：通过牺牲阳极法或外加电流法，使设备成为阴极，避免直接与污水中的腐蚀性物质接触。

该方法效果好，但投资成本较高。

（2）金属表面处理法：通过喷涂防腐涂料或镀上一层防腐金属等方式，使设备表面形成一层保护膜，防止其与污水中的腐蚀性物质接触。

该方法简单易行，但需定期维护和更换涂层或镀层。