油田结垢机理及防治技术

油气田集输管道结垢机理及除垢措施摘要：集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。

集输管道结垢的物质种类很多，管道结垢过程复杂，首要因素就是溶解度处于过饱和状态。

过饱和浓度除了与溶解度有关外，还受热力学、结晶动力学、流体力学等因素的影响。

对于腐蚀垢而言，结垢则受输送介质、材料以及周围环境的共同影响。

根据油田集输管道结垢机理，从防垢溶垢剂除垢法、超声波防垢除垢法、机械除垢法对其除垢效果和机理进行研究，提出对应的集输管道除垢技术措施。

关键词：集输管道；结垢；机理一、管道结垢机理集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。

集输管道结垢的物质种类很多，最常见的是碳酸钙、碳酸镁，容易除去。

而硫酸盐垢，如BaSO4、SrSO4、CaSO4等结垢物就难以清除，危害比较大。

此外还有FeCO3、FeS、Fe（OH）2等铁垢。

根据垢成分分析集输管道主要为硅垢、铁垢、碳酸盐垢物等，现对其机理进行分析。

1、硅垢硅垢的产生是一个非常复杂的物理化学变化过程，与油井所在地质条件和岩石层物质组成有关，随着油井地下水pH值的升高，油井岩层中的二氧化铝、二氧化硅、铝化合物被大量溶解形成离子物质，此时与存在的Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+等金属离子进行反应和结合，从而析出固体物质变成垢。

2、铁垢油井结垢物质中铁成分较多，铁垢的形成有多种机理，大部分都由油井管道、铁材料设备腐蚀形成，主要形成机理包含以下3个方面：①硫酸盐还原菌的腐蚀形成铁垢物，硫酸盐还原菌的条件下造成管壁腐蚀，金属发生阴极去极化反应；②二氧化碳腐蚀与铁发生反应产生铁垢，二氧化碳溶于水形成碳酸发生电离形成腐蚀；③硫化氢的腐蚀，硫化氢溶于水就可以直接导致管道设备的腐蚀。

3 、碳酸盐垢以碳酸钙为例，碳酸钙在水中发生反应：Ca（HCO3）2→CaCO 3 ↓+CO2+H2O，温度升高上述反应发生，从而产生碳酸钙垢。

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。

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指在油井生产过程中，由于地层水或者油气中的盐类、铁、铜、有机物等成分在井筒中发生结晶、沉淀而形成的固体结垢。

结垢的产生会影响油井的正常生产，甚至可能导致油井部分或全部的堵塞。

对于油井井筒结垢的防治是非常重要的。

一、油井井筒结垢的成因1. 溶解度变化：在地层水和油气中的盐类、铁、铜、有机物等成分随着温度、压力、pH值的变化，会引起其溶解度的变化，从而形成结晶、沉淀。

2. 流动速度变化：油井井筒内的流动速度的变化会导致其中的物质的沉淀和结晶，从而形成结垢。

3. 化学反应：油井井筒中存在的不同成分之间可能发生化学反应，导致结垢的生成。

二、油井井筒结垢的危害1. 堵塞井筒：结垢的生成会导致井筒部分或全部的堵塞，从而影响油井的正常生产。

2. 降低产能：结垢的存在会影响油井的产能，导致产量下降。

3. 增加生产成本：由于结垢会导致油井的停产、清洗和修复，从而增加了油田的生产成本。

三、油井井筒结垢的防治措施1. 选择合适的防垢剂：可以根据油井的地质条件和生产情况选择合适的防垢剂进行投入，防止结垢的生成。

2. 控制生产参数：合理控制油井生产的温度、压力、pH值等参数，减少结垢的发生。

3. 增加冲洗频次：定期对油井进行清洗和冲洗，可以有效地减少结垢的发生。

4. 定期检测井筒情况：定期对油井井筒进行检测和监测，及时发现结垢的存在并采取相应的措施进行清理和修复。

5. 改进油井设计：在油井的设计中考虑到结垢的可能性，采取一些改进措施，减少结垢的生成。

四、结语油井井筒结垢的防治是油田生产管理中非常重要的一环，对于避免井筒堵塞、提高油井产能、降低生产成本具有重要的意义。

需要在油井开发和生产的全过程中，加强对于结垢的控制和管理，不断改进技术手段和管理方法，以确保油井井筒结垢得到有效的防治。

油田高含水期集输系统结垢机理及防治效果分析摘要：五里湾油田进入注水开发后期，随着含水的不断上升，集输系统结垢愈发严重，频繁出现集输管线、地面设备结垢，大大降低了集输系统加热输油效率，增加了输油能耗，给日常生产造成极大风险。

因此，如何经济有效地解决结垢问题，缓解结垢矛盾，以及如何除去集输系统中的垢层，已成为油田高含水期集输系统迫切需要解决的重要问题。

本文通过综合分析五里湾油田结垢站点的结垢类型及水型变化情况，深入探讨高含水期结垢主要机理，查找集输系统的结垢根源，提出切实可行的高含水期结垢防治措施。

关键词：高含水期，集输系统，结垢，消防垢前言随着油田开发进入高含水期，因见注入水或油井套破影响，部分油井水型发生了变化，原集输系统内相继出现不同水型油井，导致集输系统结垢现象逐年增多，站点结垢周期逐年缩短。

集输系统结垢的产生，主要会造成以下问题：①集输管线管径变小，降低流截面积，增大含水原油阻力，造成压力损失增大、排量减小，经常性出现收球不畅，甚至造成管线堵塞现象；②加热炉盘管结垢严重，导致集输系统加温困难，热效率降低，甚者影响原油的集输处理；③集输系统结垢易引发垢下腐蚀，加快设备设施和管线的腐蚀速度，造成管线多次破损，压力容器壁厚变薄的情况，造成极大的安全环保隐患。

因此，阻止和治理油田高含水期集输系统结垢问题，保障油田正常生产，特开展油田集输系统结垢机理分析，并提出防治对策。

第一部分高含水期集输系统结垢现状1.1五里湾油田集输系统结垢现状五里湾油田1998年注水开发，目前油井开井498口，平均单井日产油0.98t，综合含水79.7%，开发区块包含长6、长2及延9区块。

区域管辖各类集输站点23座（接转站3座、脱水站4座、转油点4座、增压点11座、卸油台1座），其中结垢站点8座，结垢严重站点5座（南三转、南十转、5#转油点、柳80-52增、柳93-40脱），结垢为长6区块高含水同层原油结垢。

以5#转油点结垢最为严重，频繁实施机械清垢，实施清垢之后，结垢周期仅1个月结垢5—8mm。

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。

试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指油井内部管道和设备表面长期积聚的沉淀物或沉积物，主要由钙、镁、硫酸盐、硅酸盐、铁锈等化学物质组成。

油井井筒结垢的产生对油井安全和生产都会造成很大的影响，因此需要采取一定的防治措施。

一、油井井筒结垢的影响1. 降低油井产能油井井筒内部的结垢会降低油井的产能，减少油井的产油量，增加生产成本，影响油田的经济效益。

2. 增加生产工艺难度结垢会影响油井的生产工艺，导致油井的运行异常，增加了生产的难度和风险。

3. 影响油井安全结垢会导致油井管道和设备的磨损加剧，从而增加了油井的安全风险，可能会造成设备损坏和生产事故。

1. 水质问题油井开采过程中，地下水和地表水混入到油层中，带入了大量的钙、镁等矿物质和杂质，导致结垢现象的产生。

2. 作业操作问题油井的作业操作中，常常会使用各种化学试剂和添加剂，这些化学物质在油井内部沉积会导致结垢。

3. 油层的化学成分油层中的油气含有硫酸盐、硅酸盐等化学成分，会在油井内部结垢。

1. 优化水质在油井开采过程中，要加强对地下水和地表水的管理，优化水质，避免将有害的矿物质和杂质带入到油井中，降低结垢的形成。

2. 管道清洗定期对油井内部的管道和设备进行清洗，采取物理或化学方法去除结垢，保持管道和设备的通畅。

3. 使用抗垢剂在油井的作业操作中，使用一定的抗垢剂和添加剂，加强管道和设备的清洁保养，防止结垢的产生。

4. 加强监测和维护加强对油井联合体的监测和维护，定期检查管道和设备的状况，及时发现和处理结垢问题，防止事故的发生。

四、结语油井井筒结垢是影响油田生产的重要因素之一，需要加强对其防治工作。

通过优化水质、管道清洗、使用抗垢剂和加强监测维护等措施，可以有效地避免结垢现象的产生，确保油井的正常运行和安全生产。

加强人员的管理和培训，提高员工的安全意识，对于预防油井结垢和保障油田安全都是至关重要的。

希望油田行业能够重视油井井筒结垢问题，采取有效的措施，确保油井的安全和稳定生产。

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。