油田注水系統結垢及治理措施

李興華 張 挺 夏紅宇 呂仁仨（長慶油田分公司第三采油廠，陜西 延安 717507）

油田注水系統結垢及治理措施

李興華 張 挺 夏紅宇 呂仁仨（長慶油田分公司第三采油廠，陜西 延安 717507）

對于油田注水系統而言，一般都會存在一定的結構性問題，國際上對于預防油田注水系統結垢都在進行努力，并且收到了一些成效。但是，不能否認的是，在一些方面還存在瑕疵。許多時候并不能完全兼顧簡單、經濟、高效以及通用等多個方面。在這篇文章中，我們主要介紹了油田注水系統為什么會出現結垢，對其進行了簡要的分析，并且在后面還提出了一些改進措施。

油田；注水系統；結垢；治理措施

1 油田注水系統結垢原因

1.1 對結垢機理進行分析

對于油田注水系統而言，其結垢的原因是有很多種的。在對結垢物的物質本質進行分析之后，我們可以其結垢物主要由碳酸與多種硫酸化合物相結合，這主要包括碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂以及硫酸鋇等化合物。這種沉淀化合物產生的主要原因，是由于在注水中存在成垢陰離子，在地層水中，存在成垢陽離子，兩種相互反應，就會產生沉淀物。由沉淀物的發生機理可以知道，要使得結垢現象盡可能的少，就應該在去除注水中的成垢陰離子。

1.2 對上述結論進行驗證

驗證上述結論的主要辦法是（1）將油田污水同不同比例的水在常溫常壓條件下進行混合，將液體進行充分靜置，分析沉淀物的組成部分，并且做好詳細記錄；（2）測試并且記錄沉淀物在生產完成之后上清液的pH值，使不同pH值的上清液同水接觸，通過比較來分析沉淀物的情況；（3）把沉淀物取出，然后將上清液進行均分，加入一定量的氫氧化鈣，加入氫氧化鈣的標準為使得溶液的pH值達到8.4以上。在高溫高壓下對溶液進行處理，直到溶液比較接近真實的油層，在經過一段時間之后對溶液進行觀察并且記錄；（4）在顯微鏡的觀察下，我們能夠發現大量結垢，而且我們還能看到由于沉淀的堆積，使得原有的比較大的孔隙變小或者被完全堵塞。除此之外，我們還可以看到流體會由于沉淀物的阻力而受到阻塞。

在經過一系列的試驗之后，我們可以發現單一地下水和注入水的結垢傾向要比混合水的結垢傾向小得多。如果溫度和壓強都比較接近真實油層的時候，在上清液中，即使不再加入氫氧化鈣，沉淀物依然會繼續產生；如果地層水與注入水的混合比例在1:5的時候，所產生的的沉淀是最多的，在這種情況下，溶液內部的陰陽離子可以充分接觸并產生化學反應，進而產生沉淀。由此我們可以看出，要避免油田注水系統結垢現象的發生，我們應該使用上清液。

2 油田注水系統結垢的治理措施

2.1 對注水前的水質進行優化

在對油田進行注水之前，對當地的水質應該有一個了解，如果水質不太好，為了改善水質，通常會添加一定量的藥劑。一般來說，在注水中會存在許多能夠發生化學反應而形成結垢的陰陽離子。如果在注水之前對水質進行適當處理，比如采用電離沉淀的方式或者利用離子膜對水進行過濾，對于減少水中離子的含量，效果是比較好的，能夠有效防止水中沉淀物的產生。

2.2 在注水前做好去氧工作

在水中要想發生沉淀過程，是需要有氧氣在里面的，如果水中沒有氧，或者氧含量很少，就不會發生沉淀反應。此外，如果氧氣含量比較高，也會對管道造成腐蝕作用，其氧氣含量越高，管道的腐蝕速度就會越快，進而產生水垢?，F在經常采用的除氧措施一般包括物理除氧和化學除氧兩種方式。物理除氧，顧名思義，就是根據氧氣在不同條件下在水中的溶解程度不同，在吸附、解吸以及離子膜過濾分離的方法將水中的氧氣排除。化學除氧，主要是利用了氧氣的化學性質，在水中加入除氧劑，與氧氣產生化學反應，進而產生比較容易去除的物質，從而達到除氧的目的。目前，利用化學除氧主要包括加入催化劑過濾以及利用氧化還原反應。需要注意的是，在利用化學除氧對氧氣進行排除的時候，應該注意除氧劑的毒性問題，以防止安全事故的發生。

2.3 適當更換管道的材料

一般管道的材料是鋼材，所以很容易發生腐蝕作用，因此，如果經濟條件允許，可以對管道的材料進行更換。比較好的能夠代替鋼材的是利用玻璃材質的管道。由于玻璃材質的管道表面是比較光滑的，對于減少沉淀物的產生，效果比較好。此外，利用玻璃材質的管道也能夠有效阻止結垢反應的發生，抗腐蝕性能比較好。所以，在現代的管道中，玻璃管道已經逐漸替代傳統的鋼材管道。

2.4 選擇殺菌劑進行殺菌

如果在油田注水系統發生結垢之后，利用一定量的阻垢劑也是一種比較好的方法，當在水中加入阻垢劑之后，能夠很快的與水中的陽離子相結合，產生一些溶解度比較高的化合物，進而降低水中陽離子的濃度，減少沉淀的產生。經過實驗證明，利用除垢劑來預防結垢現象的產生，其效果是比較好的，對于油田注水系統結垢的治理具有非常重要的作用。此外，需要注意的是，在水中加入除垢劑，應該充分結合當地的實際情況，從而使得除垢劑發揮最好作用。

2.5 使用酸性液體對管道進行浸泡

在管道內部，所產生的的沉淀物一般是碳酸鈣，因此，可以加入一定量的酸性液體對管道進行浸泡，能夠降低碳酸鈣的濃度。所以，利用酸性液體對管道進行浸泡也是防止油田注水系統結垢的一種比較好的辦法。

3 結語

在這篇文章中，我們主要對油田注水系統結垢的原因進行了分析，而且提出了相應的解決辦法，對于提高我國石油開采率是有非常重要的意義的。所以，在今后的石油開采過程中，我們應該將油田除垢技術應用到實際生產中，從而可以有效節省成本，提高經濟效益，使我國經濟又快又好的發展。

[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.（6）：149.

[2]房斌.油田結垢治理技術淺析[J].中國石油和化工標準與質量.2013.(15)：111-112.

[3]唐桂芳，胡秀榮，歐志東等.新溝油田注水系統腐蝕原因及治理研究[J].江漢石油職工大學學報，2013,26（2）：22-24.