試論對油田集輸管線結(jié)垢的認(rèn)識及對策

摘 要：進(jìn)入新世紀(jì)以來，全球經(jīng)濟(jì)一體化的加劇趨勢日益明顯，各行各業(yè)的競爭也是日益激烈，石油行業(yè)同樣的也受到了其他行業(yè)的沖擊與挑戰(zhàn)。作為油田油氣輸送過程中的最重要環(huán)節(jié)，油田集輸站的管線管網(wǎng)經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)垢和腐蝕等問題，如果對結(jié)構(gòu)和腐蝕等問題未處理得當(dāng)，那么就很容易導(dǎo)致油田安全事故的發(fā)生，同時(shí)也會影響油田企業(yè)的正常生產(chǎn)，加快了集輸管線與設(shè)備維修和更換的頻率，大大的降低了油田企業(yè)的整體效益。因此，我們應(yīng)對油田集輸管線的結(jié)垢有科學(xué)、正確的認(rèn)識，并且制定出科學(xué)合理的改善對策，從而真正的做好油田集輸管線的防垢工作。文章便對油田集輸管線結(jié)垢以及油田集輸管線的防治對策兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，從而詳細(xì)的論述了我國油田集輸管線結(jié)垢的原因及防治對策。

關(guān)鍵詞：油田集輸管線；結(jié)垢認(rèn)識；防治對策

1 對油田集輸管線結(jié)垢的認(rèn)識

1.1 油田集輸管線結(jié)垢的原因分析

對于導(dǎo)致油田集輸管線結(jié)垢的原因，我們主要將其歸納為以下三個(gè)方面：首先，在油田水中是有著較高濃度的容易結(jié)垢的鹽離子的，在我們開采原油的過程中，溫度和壓力是在不斷下降的，原來的物質(zhì)平衡的狀態(tài)就會被打破，因此就會導(dǎo)致結(jié)垢現(xiàn)象的出現(xiàn)；其次，當(dāng)我們把兩種或是多種不相容的水混合到一起時(shí)，不相容水中的不相容的離子就很可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成垢；最后，我們開采原油時(shí)，無論開采出了何種物質(zhì)，原油中原來的平衡狀態(tài)都可能會被打破，結(jié)垢的現(xiàn)象也就很容易出現(xiàn)。對于不同種類的油田，上述三種原因哪種起主要作用也是有所區(qū)別的，通常情況下，當(dāng)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象后，沉積的物質(zhì)都是些具有反常溶解度的微溶鹽類或是難溶的鹽類，它們都有固定的晶格，同時(shí)單體的水垢密度較高并且十分堅(jiān)硬，鹽類的飽和程度以及鹽類結(jié)晶的各個(gè)過程都是會受到所生成的水垢的影響。

1.2 結(jié)垢對油田集輸管線的影響

當(dāng)油田集輸管線出現(xiàn)結(jié)垢的問題時(shí)，通常都會帶來很多的問題，而且對集輸管線也會帶來一定的危害，首先，當(dāng)油田集輸管線結(jié)垢時(shí)，集輸管線的截面積就一定是不斷減小的；其次，如果管道以及設(shè)備的表面都出現(xiàn)了結(jié)垢的現(xiàn)象，那么所結(jié)垢物質(zhì)的下面還會發(fā)生腐蝕的問題，甚至?xí)l(fā)生集輸管線穿孔的問題；然后，如果是換熱機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部出現(xiàn)了結(jié)垢的問題，那么輻射管的傳熱效果就會受到影響，提高了設(shè)備的能耗，也增加了生產(chǎn)的成本；最后，在壓力不斷提高的過程中，結(jié)垢后所產(chǎn)生的物質(zhì)就會腐蝕并堵塞管道，甚至還可能發(fā)生爆裂的現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的后果。

1.3 油田集輸管線常見垢的分類

通常情況下，水垢有很多的種類，而在油田的水中卻是只有少數(shù)的集中水垢，其中，碳酸鹽垢是我們在油田水中最常見的水垢，這種水垢的危害性并不大，因此采用酸類液體就可以將其消除。而危害性較大的一類水垢就是硫酸鹽垢，這類水垢是不容易被其它物質(zhì)消除的。并且在實(shí)際的油田水中所產(chǎn)生的水垢都不是由一種單一的物質(zhì)所組成的，通常都是我們所說的由多種物質(zhì)所組成的混合水垢，其中是以一類水垢為主的。硫酸鍶垢、硫酸鋇垢、碳酸鈣垢以及硫酸鈣垢是危害最大的幾類水垢，兩種或是多種不相容的水混合到一起時(shí)就容易產(chǎn)生硫酸鋇垢和硫酸鈣垢，而碳酸鈣垢的溶解度與碳酸鎂垢的溶解度相比要更小，因此，當(dāng)溫度較低時(shí)就不會形成此類水垢，通常都會水解為氯氧化鎂。

2 油田集輸管線的防治結(jié)垢的對策

對于油田的集輸管線來說，其有多種防治結(jié)垢的技術(shù)，一般我們將其歸納為物理方法、化學(xué)方法、機(jī)械方法以及工藝方法四種，其中，物理方法的防垢機(jī)理為借助于一些物理設(shè)備儀器的功能來有效防止垢的生成；而化學(xué)方法的防垢機(jī)理則為應(yīng)用某些化學(xué)防垢劑的某些化學(xué)特性來抑制垢的生成；工藝方法的防垢機(jī)理則為通過有效的控制或是改變作業(yè)現(xiàn)場的工藝條件來降低水垢的生成概率，從而破壞水垢的生成機(jī)會。當(dāng)確定已經(jīng)生成了水垢時(shí)，就應(yīng)采用機(jī)械的方法或是化學(xué)的方法進(jìn)行除垢和清垢的工作，在這里筆者主要介紹以下幾種作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用效果較好的綜合性的除垢、防垢技術(shù)：

2.1 接轉(zhuǎn)站分水技術(shù)

要想真正有效的預(yù)防油田集輸管線出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，接轉(zhuǎn)站分水是一個(gè)非常行之有效的辦法，這種技術(shù)能夠準(zhǔn)確的消除結(jié)的根源，在油田集輸管線以低含水狀態(tài)甚至是無水狀態(tài)輸送石油時(shí)，會大幅度的降低鎂、鈣等離子的含量，破壞了水垢的生成機(jī)會，即使生成了水垢也都是少量的，對輸送石油的安全性是不會產(chǎn)生太大的影響的。比如說，在處理某個(gè)油田的管線結(jié)垢問題時(shí)，我們可以修建一個(gè)小型的污水處理系統(tǒng)，將已經(jīng)采出的污水進(jìn)行就地回注的處理操作，這樣就能大大的降低外輸?shù)暮疇顟B(tài)，從而破壞了結(jié)垢的生成機(jī)會。

2.2 加藥防垢技術(shù)

現(xiàn)階段，市場上存在的阻垢劑的種類有很多，并且在各類油田中應(yīng)用阻垢劑的效果也還是不錯(cuò)的，不過其也是有著一定的局限性的：首先，對于礦化度較高的油田水來說，采用化學(xué)阻垢劑的效果就不會那么明顯，在我國的眾多油田中使用頻率最高也是聚合物型的阻垢劑，如果不能夠很好的控制這類阻垢劑的投放量，那么就很可能對油田水造成二次污染，從而提高了采出水的處理難度；其次，阻垢劑法對于即將析出的垢顆粒或是已經(jīng)結(jié)晶的垢顆粒來說，也是無法發(fā)揮作用的。所以，我們應(yīng)特別注意對于懸浮在污水或是產(chǎn)液中的小顆粒的聚集、結(jié)垢和長大，阻垢劑是沒有效果的。

2.3 磁防垢技術(shù)

對于磁防垢技術(shù)的有效應(yīng)用是有一個(gè)限制的，由于油田水的含鹽量對于應(yīng)用磁防垢技術(shù)的效果是有著重要影響的，當(dāng)期含鹽量越高時(shí)，這種技術(shù)的防垢效果就越差。在我們對國內(nèi)外的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)在含鹽量不超過3000mg/l的水溶液中是適宜應(yīng)用此類技術(shù)的。

2.4 超聲波防垢技術(shù)

應(yīng)用超聲波防垢技術(shù)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)超聲波在管線內(nèi)存在著明顯的衰減現(xiàn)象，并且對遠(yuǎn)距離介質(zhì)的收效很小，所以在超聲波無法波及的趨勢，還是不可避免的會出現(xiàn)結(jié)垢的問題。

2.5 除垢器防垢技術(shù)

不管上面我們所說的超聲波防垢技術(shù)，還是化學(xué)方法的防垢技術(shù)，都是通過某種作用減少或是阻止無機(jī)鹽沉積在管線系統(tǒng)的系統(tǒng)壁上，這些方法都不能從根本上將抽井所帶出的成垢離子在其進(jìn)入到油田的集輸系統(tǒng)之前就將其消除，而我國的長輸管線的輸送距離很長，并且原油的物理特性也不佳，所以所取得的防垢效果也并不理想。這時(shí)我們就可以依據(jù)管線結(jié)垢的機(jī)理，研發(fā)出一種除垢器，在成垢的離子事先沉積在設(shè)計(jì)好的容器內(nèi)，從而取得更好的防垢目的。由于除垢器的容積是固定的，所以當(dāng)除垢器的前后壓力差達(dá)到一定的程度時(shí)，就應(yīng)更換填料或是進(jìn)行內(nèi)部酸洗，保證其防垢的效果。

通過以上的論述，我們對油田集輸管線結(jié)垢的認(rèn)識以及油田集輸管線防治結(jié)垢的對策兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。對于我國的各種類型的油田來說，油田集輸管線的防垢技術(shù)是十分重要的，其對于油田集輸管線的使用壽命以及油氣運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量都是有著重要的影響的，所以，我們必須對油田集輸管線的結(jié)構(gòu)有著充分的認(rèn)識和了解，掌握其成因、分類以及其對集輸管線的危害，認(rèn)真分析油田集輸管線的結(jié)垢機(jī)理，制定出科學(xué)合理并且具有針對性的集輸管線結(jié)垢的防治對策，從而真正的做好油田集輸管線的防垢工作，促進(jìn)我國石油行業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周新墻.淺談C3區(qū)塊集輸管線結(jié)垢原因分析及治理[J].石油化工應(yīng)用，2013.

[2]楊紅霞.石西油田集輸系統(tǒng)的防垢研究[J].新疆石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.

[3]鄭凱.淺談管道成垢原因及治理措施[J].油氣田地面工程，2005.