試析油田注水系統結垢及治理措施

王秉韜（大慶師范學院,黑龍江 大慶 163000）

在油田注水開采過程中，所面臨的最大難點便是注水系統結垢問題，雖然近些年相關科研人員不斷深入研究注水系統污水的水質處理措施，但仍存在大量未有效解決的突出問題，隨著油田產出水量、水質的不斷變化，相關處理設備陳舊老化，這些問題更加嚴峻，例如，注水系統結垢腐蝕、水質不達標等，油田難以實現正常生產。因此，探析油田注水系統結垢問題非常重要。

1 結垢機理

1.1 不相容理論

兩種化學不相容液體混合，例如，層位不同且所含離子不相容的地層水、污水與清水、地面水與地層水等，由于所含離子不同，或是離子濃度存在明顯差異，便會導致混合液體喪失穩定性，易發生沉淀現象。例如，某油井的水型屬于NaHCO3型，另一個油井的水型為CaCL2型，將這兩種水型進行充分混淆，便會導致油井注水系統出現結垢情況。

1.2 熱力學條件變化理論

如果井內動力學條件以及熱力學條件保持長期恒定，即使出現不相容離子，并且混合而成的液體過于飽和，也不會喪失穩定性而出現沉降現象。不過油水井生產過程中，井內流速、壓力以及溫度均會出現不同程度的變化，此時高礦化度水便極易出現結垢情況，但鈣鹽則不同。

1.3 吸附理論

一般情況下，油田注水系統結垢可以劃分為析出、長大、沉積三個階段。垢屬于晶體結構，井內管線設備表面存在較大程度的凹凸不平情況，可以歸結為微觀毛糙面，垢離子可以吸附在管線設備的壁面上，以其為中心進行結晶，然后經過一定時間的長大，便會形成堅實且致密的垢。就油田注水系統而言，水垢形成屬于混合結晶過程，其中，晶種便是水中所含有的懸浮粒子，管線設備的粗糙表面以及其他雜質粒子均可以對懸浮粒子進行催化，促使其在飽和度較低的溶液中進行分析、結晶，最終呈現為垢的形態。

2 防治以及清除水垢的措施

2.1 注水前處理水質

相關人員首先要調查當地實際水質條件，擇取適當藥劑改善注水水質。一般情況下，各個注水站中均含有大量陰陽離子，例如，硫酸氫根、硫酸根、鈣離子、鎂離子等，正是因為這些離子的存在，油田注水系統才會出現水垢。相關人員在注水前，適當處理水質，例如，采取離子膜過濾，或是電離沉淀方式，減少水中離子量，降低化學反應概率，便可以避免其出現沉降現象。

2.2 注水前除氧

水質中只有含有充足的氧氣，各個離子才會出現沉淀反應，而管道腐蝕也必須在充足的氧氣支持下才能產生。如果水中含有較高的氧氣，便會加快管道腐蝕速度，進而形成水垢。現階段，主要應用兩種除氧方式：其一，物理除氧。由于水的溫度不同，因此可以采取多種物理方法去除水中氧氣，例如，精餾除氧、解吸、離子膜過濾分離除氧、吸附除氧、熱力除氧等。其二，化學除氧。氧氣具有一定的化學活性，利用此點可以促使除氧劑與水中氧氣產生記性反應，便會生成可以輕易去除的物質，進而達到除氧目的。現階段主要應用的化學除氧方法主要有三種，分別為氧化物還原劑除氧、催化過濾除氧以及無氫催化除氧。相關人員化學除氧過程中，要對除氧劑毒性給予重點防范，避免發生事故。

2.3 更換管道材料

很多油田注水井的管道材料多為鋼材，耐蝕性較差。相關人員可以更換管道材料，例如，玻璃鋼材具有非常好的光滑度，水內離子沉淀不易吸附于其表面，避免其殘留長大腐蝕管道。不僅如此，玻璃鋼材具有非常強的化學惰性，耐蝕性較強，抗腐蝕效果非常顯著。

2.4 適當應用殺菌劑

相關人員可以結合油田實際水溫、水質，對水垢成分進行有效分析，然后擇取適宜殺菌劑對水體進行殺菌處理。現階段，廣泛應用的殺菌劑有三種：其一，異噻唑啉酮殺菌劑；其二，JYSJ-01殺菌劑，該殺菌劑不僅可以降低硫酸鹽還原菌生長性，降低硫化物的沉淀速率，還能削弱其管材腐蝕性能；其三，氯化苯甲烷銨，其屬于陽離子活性劑，具有抑制菌藻類生長的能效，而且還能在一定程度上實現緩蝕以及去油。

2.5 緩蝕阻垢劑與防垢劑

緩蝕阻垢劑可以降低水垢的生成概率以及生長速率，而防垢劑可以有機結合水中的鎂離子以及鈣離子，形成一種具有較高水溶解穩定性的化合物，降低水中陽離子含量以及沉淀發生概率，進而達到防垢目的。

2.6 酸性液體浸泡管道

相關人員將適量的酸性液體倒入水中，可以有效消除水中的碳酸氫鈣、碳酸鈣，避免其出現沉淀現象，除此之外，還能有效溶解其他酸鹽類物質，避免水質沉淀結垢。一般情況下，油田注水系統內水垢多是由碳酸鹽類沉淀而成，因此，利用酸性液體浸泡管道，可以有效實現除污目的。

3 結語

油田注水系統結垢會嚴重降低油田采出率，相關人員必須加大對油田除垢方面的研究力度，不斷研發具有較高經濟性以及實效性的新措施，保證油田開采質量，以此推動我國經濟實現全面發展。

[1]張培澤，張曉東.淺析油田注水系統結垢及治理措施[J].科技風，2011(06).