XX油田加熱爐結垢趨勢分析

黑龍江 陳尚振

XX油田加熱爐結垢趨勢分析

黑龍江 陳尚振

本文主要針對XX油田A區塊、B區塊、C區塊的地下水源區域的加熱爐結垢趨勢進行分析，分析三個不同區域加熱爐垢的成因，分析不同區域加熱爐的結垢速度和結垢趨勢。根據來水中所含的離子和垢的成分，分析結垢機理；結構趨勢是根據油田水結垢趨勢預測標準中的飽和指數和穩定指數確定結垢趨勢；最后為了分析加熱爐的結垢速度分別對a聯合站、b聯合站、c聯合站三個站點的加熱爐進行了流程改造，在進出口安裝了掛片裝置，運行一段時間后取回各站點的掛片進行稱重分析，根據時間的長短和結垢重量計算出不同區域的結垢速度。

加熱爐；結垢趨勢；分析

在油田生產中加熱爐結垢是常見的問題，時常加熱爐損壞，每年因加熱爐加熱盤管等結垢，進行維護和清垢都要投資幾十萬元甚至上百萬元，尤其是xx油田A區塊、B區塊、C區塊的地下水源區域的加熱爐，結垢更為嚴重，影響了油田的經濟效益。因此有必要分析三個不同區域加熱爐垢的成因，分析不同區域加熱爐的結垢速度和結垢趨勢。以便為今后如何預防和解決加熱爐結垢問題奠定基礎。

1 xx油田加熱爐現狀

xx油田自投入開發以來，集輸油系統共建成加熱爐139臺，其中，A區塊有加熱爐13臺、B區塊有加熱爐4臺、C區塊有加熱爐14臺。

2 加熱爐垢的形成原因

2.1 水質分析

為分析加熱爐結垢原因，我們對A區塊的a聯合站、B區塊的b聯合站、C區塊的c聯合站三個站點的加熱爐水樣、進行了分析，具體情況如下：

（1）a聯合站水樣的總含鹽量和懸浮固性物指標很高，其中氯離子含量、鉀+鈉離子、鎂離子、碳酸氫根離子含量較高。

（2）c聯合站水樣總含鹽量和懸浮固性物指標很高，其中氯離子含量、鉀+鈉離子、碳酸氫根離子、鎂離子含量較高。

（3）b聯合站水樣總含鹽量和懸浮固性物指標很高，其中氯離子含量、鉀+鈉離子、碳酸氫根離子、鎂離子含量較高。

2.2 加熱爐垢的形成原因

由于水中含有鈣離子、鎂離子、硫酸根離子、鐵離子、鉀+鈉離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子、氯離子等離子及其組成的鹽類，當環境條件發生變化時（如：壓力降低或溫度升高時），就會發生化學反應通過結晶作用或沉降作用形成碳酸鈣、硫酸鈣、各種鎂鹽及各種鐵鋁化合物沉淀形成水垢。

鐵鋁化合物較多的垢樣呈棕褐色；含有硫化物的垢樣呈棕黑色；含有碳酸鹽的水垢呈白色；含有硫酸鹽的水垢呈黃白色；含油垢較多的水垢呈黑色。

另外，除了以上水垢外，還有有機物質（油、細菌、有機殘渣）、淤泥及粘土等形成的污泥。

2.3 垢質分析

垢樣是分別在三個區塊加熱爐出口管線內壁上取的，分析結果如下：

從a聯合站加熱爐出口管線內壁結垢情況看，結垢厚度1.8mm，灰褐色硬片狀，垢質較硬。從垢質分析上來看，Al2O3、Fe2O3含量、油垢、氧化鈣鎂含量較高，屬于以鐵鋁氧化物、油垢、氧化鈣鎂等為主的水垢。

從c聯合站加熱爐出口管線內壁結垢情況看，結垢厚度4.1mm，垢質疏松，黑色松散快狀，從垢質分析上來看，Al2O3、Fe2O3含量、油垢、氧化鈣鎂含量較高，屬于以碳酸鈣、鐵鋁氧化物、油垢等為主的水垢。

從b聯合站加熱爐出口管線內壁結垢情況看，結垢厚度1.4mm，垢質疏松，灰黑色硬片狀。從垢質分析上來看，Al2O3、Fe2O3含量、氧化鈣鎂含量較高，屬于以碳酸鈣、鐵鋁氧化物、油垢等為主的水垢.

3 結垢趨勢分析

根據水樣化驗的結果，依據《油田水結垢趨勢預測》（SY/T0600-1997）標準，對三個區塊結垢趨勢進行了分析，見表。

結垢趨勢分析表

從數據表上看，三個區塊結垢趨勢均很嚴重。

4 結垢速度分析

為了研究加熱爐的結垢速度，我們于7月6日、11日、12日分別對a聯合站、b聯合站、c聯合站三個站點的加熱爐進行了流程改造，在進出口安裝了掛片裝置。

于8月27日、28日、29日分別取出在c聯合站、b聯合站、a聯合站安裝的掛片進行分析，并計算出結垢速度（見表）。

a聯合站掛片結垢厚度0.3mm，c聯合站掛片結垢厚度2.3mm，b聯合站掛片結垢厚度0.7mm。

結垢速度分析表

從結垢速度上看，A區塊的加熱爐結垢速度明顯高出很多，其次是C區塊地區，再其次是B區塊地區。

5 幾點認識

5.1 XX油田三個區塊加熱爐結垢的原因主要是因為加熱爐進口水中含有鈣離子、鎂離子、硫酸根離子、鐵離子、鉀+鈉離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子、氯離子等離子及離子組成的鹽類，當環境條件發生變化時（如：壓力降低或溫度升高），就會發生化學反應通過結晶作用或沉降作用形成碳酸鈣、硫酸鈣、各種鎂鹽及各種鐵鋁化合物沉淀形成水垢。a聯合站加熱爐出口管線內壁結垢以鐵鋁氧化物為主，其次是油垢、氧化鈣鎂等；c聯合站以碳酸鈣、鐵鋁氧化物為主，其次是油垢等；b聯合站以碳酸鈣、鐵鋁氧化物為主，其次是油垢等。

5.2 三個區塊加熱爐結垢趨勢均很嚴重，從輕到重依次是a聯合站、c聯合站、b聯合站。有必要采取的除防垢措施，解決加熱爐結垢問題。

（作者單位：大慶油田第十采油廠）

（編輯 王旸）