油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)參考課件

油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)2007年4月·

西安油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)2007年4月·西安油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)參考課件

油田進(jìn)入含水期開發(fā)后，由于水的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)不相容性，往往造成油井井筒、地面系統(tǒng)及注水地層的結(jié)垢問題，給生產(chǎn)帶來極大的危害。由于結(jié)垢等影響，造成油井產(chǎn)液量下降，管線及加熱爐堵塞，同時(shí)結(jié)垢也增加了油井的起下作業(yè)，嚴(yán)重者造成油井停產(chǎn)或報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。注水油田結(jié)垢機(jī)理及防治油田進(jìn)入含水期開發(fā)后，由于水的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)

油田結(jié)垢概況（以長慶油田為例）

長慶馬嶺、安塞等油田，525口井、100多個(gè)站存在結(jié)垢問題。極個(gè)別井的修井周期僅一個(gè)月或十天左右；有的井套損后，結(jié)垢嚴(yán)重，隔水采油封隔器座封困難；有的井因結(jié)垢堵死，抽油桿被拉斷，油井被迫關(guān)井。注水地層結(jié)垢，則可堵塞油層，使采油指數(shù)下降，從而影響油田的開發(fā)效果與經(jīng)濟(jì)效益。

油田結(jié)垢概況（以長慶油田為例）

一、油田結(jié)垢的分布規(guī)律一、油田結(jié)垢的分布規(guī)律●

Ba(Sr)SO4垢Ba(Sr)S04垢一般在油井中少見，盡管馬嶺南區(qū)調(diào)查112口生產(chǎn)井，產(chǎn)出水含Ba2+的井有57口，且Ba2+含量很高，但這些井卻并不結(jié)垢，如南11井、南75井，Ba2+高達(dá)1600mg／L以上，因無S042+，未見結(jié)垢。調(diào)查的86口結(jié)垢井，結(jié)BaS04垢僅有5口，水型為CaCl2型，結(jié)垢部位在井下油管及篩管外。

Ba(Sr)S04垢絕大多數(shù)出現(xiàn)在地-面集輸(計(jì)量)站，如馬嶺油田中區(qū)及南區(qū)20個(gè)站中，結(jié)BaS04垢的有11個(gè)站。結(jié)垢部位為集油管線管匯、收球包及輸油泵內(nèi)。Ba(Sr)SO4結(jié)垢完全是兩種不相容水混合的結(jié)果。分布規(guī)律●Ba(Sr)SO4垢Ba(Sr)S04垢一般在

CaS04垢在調(diào)查的86口井中，有l(wèi)1口，占12.8%，水型多為Na2SO4型。也有CaCl2型的。油井CaS04結(jié)垢一般在井筒底部的油管外或套管內(nèi)壁。

CaS04結(jié)垢，主要由于兩種不相容水的混合，如南176井，Na2S04水型，采油層位為Y4+5與Y9，即不同層位合采；嶺405井，采油層位Y4+5，Y8及Y10，這兩口井都在井筒油管內(nèi)(外)結(jié)CaS04垢。嶺212井在采油初期生產(chǎn)層位Y7，Na2SO4水型，Y10系CaCl2型，但產(chǎn)出液中不含水，無結(jié)垢，后來Y10層位見水，兩層合采，即在尾管發(fā)現(xiàn)CaSO4結(jié)垢。在地面站，也常因不同層位的生產(chǎn)井來水混合而結(jié)CaS04垢，主要結(jié)垢部位在收球筒及總機(jī)關(guān)處?！?/p>

CaS04垢分布規(guī)律CaS04垢在調(diào)查的86口井中，有l(wèi)1口，占分布規(guī)律分布規(guī)律

2．近井地帶與注水地層結(jié)垢

依據(jù)室內(nèi)水驅(qū)模擬試驗(yàn)資料、結(jié)垢機(jī)理研究結(jié)果、現(xiàn)場防垢試驗(yàn)和結(jié)垢取芯井巖礦鑒定資料，已有充分論據(jù)說明地層結(jié)垢是存在的。尤其是結(jié)垢檢查井從1300多米以下地層所獲得的巖芯及其分析資料，說明馬嶺注水地層結(jié)垢的主要機(jī)理是富含S042—的注入水與地層水中的Ba2+、Sr2+、Ca2+混合后發(fā)生化學(xué)沉淀引發(fā)的。結(jié)垢的分布規(guī)律與過去僅以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)所進(jìn)行的物理模擬和數(shù)值模擬不盡相同，地層中發(fā)現(xiàn)有大量與粘土伴生的硫酸鈣、硫酸鋇垢。一般距油井井筒50～330米。分布規(guī)律2．近井地帶與注水地層結(jié)垢依據(jù)室內(nèi)水驅(qū)模擬試驗(yàn)資料馬嶺油田水化學(xué)特征與結(jié)垢關(guān)系馬嶺油田水化學(xué)特征與結(jié)垢關(guān)系二、油田結(jié)垢機(jī)理及影響因素二、油田結(jié)垢機(jī)理及影響因素①碳酸鹽結(jié)垢機(jī)理

碳酸鹽垢[CaC03，CaMg(C03)2]是由于鈣、鎂離子與碳酸根或碳酸氫根結(jié)合而生成的，反應(yīng)式如下：

Ca2++C032-=CaC03↓Ca2++2HC03—=CaC03↓+C02↑+H20Mg2++2HC03-=MgC03↓+C02↑+H20結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理①碳酸鹽結(jié)垢機(jī)理碳酸鹽垢[CaC0

碳酸鹽垢是油田生產(chǎn)過程中最為常見的一種沉積物。常溫下，碳酸鈣溶度積為4.8×10-9，在25℃，溶解度0.053g／L。在油田地面集輸系統(tǒng)，由于溫度升高，壓力降低，C02釋放，使CaC03沉淀的可能性增加；而在油井生產(chǎn)過程中，當(dāng)流體從高壓地層流向壓力較低的井筒時(shí)，C02分壓下降，水組分改變，就成為CaC03溶解度下降并析出沉淀的主要原因之一。馬嶺油田中12井水含Ca(HC03)2為1l.81mmol／L，如果這些鹽在加熱爐中全部分解成為CaC03，則可能有l(wèi)l.81mmol／L的CaC03生成，CaC03溶解度僅為6.9×10-5mol／L，即每噸水中可產(chǎn)生l.173kg的垢。結(jié)垢機(jī)理碳酸鹽垢是油田生產(chǎn)過程中最為常見的一種沉積物。②硫酸鹽結(jié)垢機(jī)理

油田硫酸鹽垢主要有CaS04，BaS04和SrS04，而以CaSO4最為多見。硫酸鹽從水中沉淀的反應(yīng)式如下：

Ca2++S042-=CaS04↓Ba2++S042-=BaS04↓Sr2++S042-=SrS04

對(duì)于CaS04垢，在38℃以下時(shí)，生成物主要是石膏CaS04·2H20，超過這個(gè)溫度主要生成硬石膏CaS04，有時(shí)還伴有半水硫酸鈣CaS04·l／2H20。由于油田地層水中Ba2+較Sr2+高，所以生成的鋇垢(重晶石)較鍶垢(天青石)為常見。

結(jié)垢機(jī)理②硫酸鹽結(jié)垢機(jī)理油田硫酸鹽垢主要有CaS04，B

馬嶺油田嶺77井延10地層水中CaS04的含量為19．1×10-3mol／L，而在常溫下，CaSO4的溶解度為7．8×10-3mol／L，顯然此水是CaS04的過飽和水。但在單一層水中，未發(fā)現(xiàn)CaS04垢。而當(dāng)該井水與含S042-11.7g／L的中212井產(chǎn)出水混合則在地面系統(tǒng)的收球包及泵內(nèi)產(chǎn)生大量的石膏垢沉積。嶺212井合采延10與延7層，早期延10層不含水，只有延7層低產(chǎn)水，油井無結(jié)垢情況，后來，延10層出水，該井也同時(shí)出現(xiàn)了結(jié)石膏垢的情況。

BaS04結(jié)垢以地面站為主，凡結(jié)鋇垢的站所轄油井一般高含Ba(Sr)離子，單井結(jié)垢問題并不突出，而當(dāng)不同層位生產(chǎn)井來水在站內(nèi)混合，則導(dǎo)致垢的產(chǎn)生。結(jié)垢機(jī)理馬嶺油田嶺77井延10地層水中CaS04的含量結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理2．結(jié)垢的影響因素分析結(jié)垢機(jī)理2．結(jié)垢的影響因素分析結(jié)垢機(jī)理

▲水的成份

水中鹽含量增加，通常能增大垢的溶解度，這是一種鹽效應(yīng)。由于在含鹽量低的水中，妨礙成垢離子吸引和結(jié)合的非成垢離子較少。如對(duì)CaC03來講，它在200g／L鹽水中的溶解度較在高純水中大2.5倍；而BaS04，在120g／L鹽水中溶解度比純水中大13倍。

▲壓力和溫度

碳酸鈣的溶解度隨著溫度的升高和C02的分壓降低而減小，后者的影響尤為重要。因?yàn)樵谙到y(tǒng)內(nèi)的任何部位，壓力降低都可能產(chǎn)生碳酸鈣沉淀。

Ca2++2HC03══CaC03↓+C02↑+H20結(jié)垢機(jī)理▲水的成份水中鹽含量增加，通常能增大垢的溶解度結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理

三、油田防垢技術(shù)的應(yīng)用及效果三、油田防垢技術(shù)的應(yīng)用及效果

（1）控制物理?xiàng)l件

影響結(jié)垢的因素有溫度、壓力、水中含鹽量、pH、成垢離子濃度以及水的流動(dòng)狀態(tài)、管線形狀及其它環(huán)境等條件。要控制垢的生成，則可以控制和調(diào)節(jié)其中一些條件，就可以改變鹽垢的析出程度，抑制垢的生成。從設(shè)計(jì)角度考慮，輸油管線的內(nèi)壁應(yīng)光滑或施以涂層，減少彎管，增加水的流速等。防垢技術(shù)（1）控制物理?xiàng)l件影響結(jié)垢的因素有溫（2）從水中除去成垢物質(zhì)防垢技術(shù)（2）從水中除去成垢物質(zhì)防垢技術(shù)

不相容的水是指兩種水混合時(shí)，沉淀出不溶性產(chǎn)物。不相容性產(chǎn)生的原因是一種水含有高濃度的成垢陽離子，如Ca2+、Ba2+、Sr2+等，另一種水含高濃度成垢陰離子，如C032-、HC03-或SO42-。當(dāng)這兩種水混合，離子的最終濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，就產(chǎn)生沉淀，導(dǎo)致垢的生成。在油田生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡可能避免不相容水的混合：

●

對(duì)于套管損壞井，不同層位水互竄，可能引起結(jié)垢，則須采用隔水采油工藝；

●

注入水如果與地層水不相容，盡量選擇優(yōu)良水質(zhì)，或施加處理措施；

●污水回注時(shí)，將清水與污水進(jìn)行分注，以免引起結(jié)垢與腐蝕問題的發(fā)生。

（3）避免不相容的水混合防垢技術(shù)不相容的水是指兩種水混合時(shí)，沉淀出不溶性(4)防垢劑

油田使用防垢劑為常用的控制結(jié)垢措施。這種方法簡便、易行。使用時(shí)需對(duì)防垢劑進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)與選擇。國內(nèi)外常用的防垢劑有有機(jī)膦酸鹽（脂）類，高分子聚合物及其衍生物、有機(jī)膦酸鹽與聚羧酸鹽復(fù)合類。近年開發(fā)了有機(jī)膦羧酸、含膦聚合物類防垢劑。這種防垢劑分子中含膦酸基團(tuán)（-PO3H2），又含羧酸基團(tuán)(-COOH),兼具防垢、緩蝕功能。長慶油田先后開發(fā)三元共聚物BS-2E、有機(jī)磷酸酯類TS-610、和改型聚羧酸類KF31、BS-2000等，在油田應(yīng)用，也獲得良好的效果。防垢技術(shù)(4)防垢劑油田使用防垢劑為常用的控制結(jié)垢措2.地面集輸系統(tǒng)的防垢防垢技術(shù)2.地面集輸系統(tǒng)的防垢防垢技術(shù)

試驗(yàn)效果檢測◆

成垢離子平衡分析

◆

現(xiàn)場掛片檢測

◆

設(shè)備直觀檢查

◆現(xiàn)場生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

南107站：加藥前—Ba2+常測不出，以BaS04的沉積形式存在。

加藥后—水中Ba2+為192—349mg／L，說明結(jié)垢量減小。另外結(jié)垢及除垢周期也從過去的2—3個(gè)月延長到半年至一年。垢質(zhì)變得松散，易于除去。從而證明化學(xué)防垢減輕或抑制了流程中的結(jié)垢。防垢技術(shù)試驗(yàn)效果檢測◆成垢離子平衡分析防垢

3．油井井下防垢措施及工藝（1）油井長效固體防垢塊防垢技術(shù)3．油井井下防垢措施及工藝（1）油井長效固體防垢塊防垢技術(shù)

油井結(jié)垢，也曾采用從環(huán)形空間投加防垢劑的方法，取得了好的效果。

泉36井投產(chǎn)一年，井下結(jié)垢嚴(yán)重，泵上油管垢厚3—5mm，固定凡爾卡死。檢泵后30天，又結(jié)垢卡死。垢的組分主要是BaS04。后從環(huán)形空間投加聚馬來酸酐，加藥16個(gè)月，兩次檢泵均無垢，檢泵周期從24天延長到218天。

南92井結(jié)BaS04垢，難以處理，后井口裝加藥包，定期加防垢劑，加藥量按日產(chǎn)水計(jì)為40ppm，試驗(yàn)180天，加藥后產(chǎn)液量及產(chǎn)油量穩(wěn)定，且有上升，修井周期由過去的兩個(gè)月延長到六個(gè)月。

（2）油井連續(xù)注防垢劑防垢技術(shù)油井結(jié)垢，也曾采用從環(huán)形空間投加防垢劑的方法，取得了好4．注水地層結(jié)垢的防治技術(shù)防垢技術(shù)4．注水地層結(jié)垢的防治技術(shù)防垢技術(shù)

安塞油田長6油層產(chǎn)出液中，也含大量的Ba(Sr)離子，與注入水源水質(zhì)不相容，存在地層結(jié)垢的可能性。在該油田三個(gè)站推廣投加防垢劑的方法，以抑制地層結(jié)垢，保護(hù)油層，均取得良好的效果。

油田新開發(fā)區(qū)塊:靖安油田南一區(qū)、綏靖油田大路溝一區(qū)長6油層、西峰油田董志區(qū)長8油層以及其它新開發(fā)區(qū)塊的長4+5油層產(chǎn)出水中都不同程度含有Ba(Sr)離子，也存在明顯的結(jié)垢趨勢(shì)。所以這些區(qū)塊也都從注水開始進(jìn)行了防垢。防垢技術(shù)安塞油田長6油層產(chǎn)出液中，也含大量的Ba(Sr)離子，（2）近井地層結(jié)垢的擠注法處理防垢技術(shù)（2）近井地層結(jié)垢的擠注法處理防垢技術(shù)防垢技術(shù)防垢技術(shù)CQ—I清垢劑為一種含有的螯合劑的堿性溶液。通過與垢中某種成分的直接螯合形成可溶性產(chǎn)物，而隨產(chǎn)出液排出。另外這種螯合作用破壞了垢塊的骨架，垢塊中的有機(jī)質(zhì)、酸不溶物等脫落為垢泥，再隨洗井液排出井筒。它的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)酸化導(dǎo)致的管線、設(shè)備腐蝕、地層基巖孔隙結(jié)構(gòu)破壞及垢的二次沉淀等問題，適用于硫酸鹽及酸敏地層。

CQ—2清垢劑為有機(jī)酸的復(fù)合物，對(duì)碳酸鹽及鐵質(zhì)堵塞物效果良好，對(duì)低滲透油田酸敏地層十分適用。

酸性微乳膠束液針對(duì)儲(chǔ)層綠泥石含量高、強(qiáng)酸敏、地層水Ca（Ba）離子含量高、結(jié)垢嚴(yán)重問題，以清除結(jié)垢和粘土礦物堵塞為主，兼有溶解蠟沉積和防止被改造層出水的一項(xiàng)增產(chǎn)技術(shù)。近年在安塞油田完成施工34口井，有效27井，平均單井日增油1.3—1.76噸。防垢技術(shù)CQ—I清垢劑為一種含有的螯合劑的堿性溶液。通過與垢油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)參考課件防垢技術(shù)防垢技術(shù)

◎工藝流程防垢技術(shù)◎工藝流程防垢技術(shù)防垢技術(shù)防垢技術(shù)歡迎批評(píng)指正，謝謝！歡迎批評(píng)指正，謝謝！歡迎批評(píng)指正，謝謝！歡迎批評(píng)指正，謝謝！油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)2007年4月·

西安油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)2007年4月·西安油田結(jié)垢機(jī)理及防治技術(shù)參考課件

油田進(jìn)入含水期開發(fā)后，由于水的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)不相容性，往往造成油井井筒、地面系統(tǒng)及注水地層的結(jié)垢問題，給生產(chǎn)帶來極大的危害。由于結(jié)垢等影響，造成油井產(chǎn)液量下降，管線及加熱爐堵塞，同時(shí)結(jié)垢也增加了油井的起下作業(yè)，嚴(yán)重者造成油井停產(chǎn)或報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。注水油田結(jié)垢機(jī)理及防治油田進(jìn)入含水期開發(fā)后，由于水的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)

油田結(jié)垢概況（以長慶油田為例）

長慶馬嶺、安塞等油田，525口井、100多個(gè)站存在結(jié)垢問題。極個(gè)別井的修井周期僅一個(gè)月或十天左右；有的井套損后，結(jié)垢嚴(yán)重，隔水采油封隔器座封困難；有的井因結(jié)垢堵死，抽油桿被拉斷，油井被迫關(guān)井。注水地層結(jié)垢，則可堵塞油層，使采油指數(shù)下降，從而影響油田的開發(fā)效果與經(jīng)濟(jì)效益。

油田結(jié)垢概況（以長慶油田為例）

一、油田結(jié)垢的分布規(guī)律一、油田結(jié)垢的分布規(guī)律●

Ba(Sr)SO4垢Ba(Sr)S04垢一般在油井中少見，盡管馬嶺南區(qū)調(diào)查112口生產(chǎn)井，產(chǎn)出水含Ba2+的井有57口，且Ba2+含量很高，但這些井卻并不結(jié)垢，如南11井、南75井，Ba2+高達(dá)1600mg／L以上，因無S042+，未見結(jié)垢。調(diào)查的86口結(jié)垢井，結(jié)BaS04垢僅有5口，水型為CaCl2型，結(jié)垢部位在井下油管及篩管外。

Ba(Sr)S04垢絕大多數(shù)出現(xiàn)在地-面集輸(計(jì)量)站，如馬嶺油田中區(qū)及南區(qū)20個(gè)站中，結(jié)BaS04垢的有11個(gè)站。結(jié)垢部位為集油管線管匯、收球包及輸油泵內(nèi)。Ba(Sr)SO4結(jié)垢完全是兩種不相容水混合的結(jié)果。分布規(guī)律●Ba(Sr)SO4垢Ba(Sr)S04垢一般在

CaS04垢在調(diào)查的86口井中，有l(wèi)1口，占12.8%，水型多為Na2SO4型。也有CaCl2型的。油井CaS04結(jié)垢一般在井筒底部的油管外或套管內(nèi)壁。

CaS04結(jié)垢，主要由于兩種不相容水的混合，如南176井，Na2S04水型，采油層位為Y4+5與Y9，即不同層位合采；嶺405井，采油層位Y4+5，Y8及Y10，這兩口井都在井筒油管內(nèi)(外)結(jié)CaS04垢。嶺212井在采油初期生產(chǎn)層位Y7，Na2SO4水型，Y10系CaCl2型，但產(chǎn)出液中不含水，無結(jié)垢，后來Y10層位見水，兩層合采，即在尾管發(fā)現(xiàn)CaSO4結(jié)垢。在地面站，也常因不同層位的生產(chǎn)井來水混合而結(jié)CaS04垢，主要結(jié)垢部位在收球筒及總機(jī)關(guān)處。●

CaS04垢分布規(guī)律CaS04垢在調(diào)查的86口井中，有l(wèi)1口，占分布規(guī)律分布規(guī)律

2．近井地帶與注水地層結(jié)垢

依據(jù)室內(nèi)水驅(qū)模擬試驗(yàn)資料、結(jié)垢機(jī)理研究結(jié)果、現(xiàn)場防垢試驗(yàn)和結(jié)垢取芯井巖礦鑒定資料，已有充分論據(jù)說明地層結(jié)垢是存在的。尤其是結(jié)垢檢查井從1300多米以下地層所獲得的巖芯及其分析資料，說明馬嶺注水地層結(jié)垢的主要機(jī)理是富含S042—的注入水與地層水中的Ba2+、Sr2+、Ca2+混合后發(fā)生化學(xué)沉淀引發(fā)的。結(jié)垢的分布規(guī)律與過去僅以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)所進(jìn)行的物理模擬和數(shù)值模擬不盡相同，地層中發(fā)現(xiàn)有大量與粘土伴生的硫酸鈣、硫酸鋇垢。一般距油井井筒50～330米。分布規(guī)律2．近井地帶與注水地層結(jié)垢依據(jù)室內(nèi)水驅(qū)模擬試驗(yàn)資料馬嶺油田水化學(xué)特征與結(jié)垢關(guān)系馬嶺油田水化學(xué)特征與結(jié)垢關(guān)系二、油田結(jié)垢機(jī)理及影響因素二、油田結(jié)垢機(jī)理及影響因素①碳酸鹽結(jié)垢機(jī)理

碳酸鹽垢[CaC03，CaMg(C03)2]是由于鈣、鎂離子與碳酸根或碳酸氫根結(jié)合而生成的，反應(yīng)式如下：

Ca2++C032-=CaC03↓Ca2++2HC03—=CaC03↓+C02↑+H20Mg2++2HC03-=MgC03↓+C02↑+H20結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理①碳酸鹽結(jié)垢機(jī)理碳酸鹽垢[CaC0

碳酸鹽垢是油田生產(chǎn)過程中最為常見的一種沉積物。常溫下，碳酸鈣溶度積為4.8×10-9，在25℃，溶解度0.053g／L。在油田地面集輸系統(tǒng)，由于溫度升高，壓力降低，C02釋放，使CaC03沉淀的可能性增加；而在油井生產(chǎn)過程中，當(dāng)流體從高壓地層流向壓力較低的井筒時(shí)，C02分壓下降，水組分改變，就成為CaC03溶解度下降并析出沉淀的主要原因之一。馬嶺油田中12井水含Ca(HC03)2為1l.81mmol／L，如果這些鹽在加熱爐中全部分解成為CaC03，則可能有l(wèi)l.81mmol／L的CaC03生成，CaC03溶解度僅為6.9×10-5mol／L，即每噸水中可產(chǎn)生l.173kg的垢。結(jié)垢機(jī)理碳酸鹽垢是油田生產(chǎn)過程中最為常見的一種沉積物。②硫酸鹽結(jié)垢機(jī)理

油田硫酸鹽垢主要有CaS04，BaS04和SrS04，而以CaSO4最為多見。硫酸鹽從水中沉淀的反應(yīng)式如下：

Ca2++S042-=CaS04↓Ba2++S042-=BaS04↓Sr2++S042-=SrS04

對(duì)于CaS04垢，在38℃以下時(shí)，生成物主要是石膏CaS04·2H20，超過這個(gè)溫度主要生成硬石膏CaS04，有時(shí)還伴有半水硫酸鈣CaS04·l／2H20。由于油田地層水中Ba2+較Sr2+高，所以生成的鋇垢(重晶石)較鍶垢(天青石)為常見。

結(jié)垢機(jī)理②硫酸鹽結(jié)垢機(jī)理油田硫酸鹽垢主要有CaS04，B

馬嶺油田嶺77井延10地層水中CaS04的含量為19．1×10-3mol／L，而在常溫下，CaSO4的溶解度為7．8×10-3mol／L，顯然此水是CaS04的過飽和水。但在單一層水中，未發(fā)現(xiàn)CaS04垢。而當(dāng)該井水與含S042-11.7g／L的中212井產(chǎn)出水混合則在地面系統(tǒng)的收球包及泵內(nèi)產(chǎn)生大量的石膏垢沉積。嶺212井合采延10與延7層，早期延10層不含水，只有延7層低產(chǎn)水，油井無結(jié)垢情況，后來，延10層出水，該井也同時(shí)出現(xiàn)了結(jié)石膏垢的情況。

BaS04結(jié)垢以地面站為主，凡結(jié)鋇垢的站所轄油井一般高含Ba(Sr)離子，單井結(jié)垢問題并不突出，而當(dāng)不同層位生產(chǎn)井來水在站內(nèi)混合，則導(dǎo)致垢的產(chǎn)生。結(jié)垢機(jī)理馬嶺油田嶺77井延10地層水中CaS04的含量結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理2．結(jié)垢的影響因素分析結(jié)垢機(jī)理2．結(jié)垢的影響因素分析結(jié)垢機(jī)理

▲水的成份

水中鹽含量增加，通常能增大垢的溶解度，這是一種鹽效應(yīng)。由于在含鹽量低的水中，妨礙成垢離子吸引和結(jié)合的非成垢離子較少。如對(duì)CaC03來講，它在200g／L鹽水中的溶解度較在高純水中大2.5倍；而BaS04，在120g／L鹽水中溶解度比純水中大13倍。

▲壓力和溫度

碳酸鈣的溶解度隨著溫度的升高和C02的分壓降低而減小，后者的影響尤為重要。因?yàn)樵谙到y(tǒng)內(nèi)的任何部位，壓力降低都可能產(chǎn)生碳酸鈣沉淀。

Ca2++2HC03══CaC03↓+C02↑+H20結(jié)垢機(jī)理▲水的成份水中鹽含量增加，通常能增大垢的溶解度結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理結(jié)垢機(jī)理

三、油田防垢技術(shù)的應(yīng)用及效果三、油田防垢技術(shù)的應(yīng)用及效果

（1）控制物理?xiàng)l件

影響結(jié)垢的因素有溫度、壓力、水中含鹽量、pH、成垢離子濃度以及水的流動(dòng)狀態(tài)、管線形狀及其它環(huán)境等條件。要控制垢的生成，則可以控制和調(diào)節(jié)其中一些條件，就可以改變鹽垢的析出程度，抑制垢的生成。從設(shè)計(jì)角度考慮，輸油管線的內(nèi)壁應(yīng)光滑或施以涂層，減少彎管，增加水的流速等。防垢技術(shù)（1）控制物理?xiàng)l件影響結(jié)垢的因素有溫（2）從水中除去成垢物質(zhì)防垢技術(shù)（2）從水中除去成垢物質(zhì)防垢技術(shù)

不相容的水是指兩種水混合時(shí)，沉淀出不溶性產(chǎn)物。不相容性產(chǎn)生的原因是一種水含有高濃度的成垢陽離子，如Ca2+、Ba2+、Sr2+等，另一種水含高濃度成垢陰離子，如C032-、HC03-或SO42-。當(dāng)這兩種水混合，離子的最終濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，就產(chǎn)生沉淀，導(dǎo)致垢的生成。在油田生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡可能避免不相容水的混合：

●

對(duì)于套管損壞井，不同層位水互竄，可能引起結(jié)垢，則須采用隔水采油工藝；

●

注入水如果與地層水不相容，盡量選擇優(yōu)良水質(zhì)，或施加處理措施；

●污水回注時(shí)，將清水與污水進(jìn)行分注，以免引起結(jié)垢與腐蝕問題的發(fā)生。

（3）避免不相容的水混合防垢技術(shù)不相容的水是指兩種水混合時(shí)，沉淀出不溶性(4)防垢劑

油田使用防垢劑為常用的控制結(jié)垢措施。這種方法簡便、易行。使用時(shí)需對(duì)防垢劑進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)與選擇。國內(nèi)外常用的防垢劑有有機(jī)膦酸鹽（脂）類，高分子聚合物及其衍生物、有機(jī)膦酸鹽與聚羧酸鹽復(fù)合類。近年開發(fā)了有機(jī)膦羧酸、含膦聚合物類防垢劑。這種防垢劑分子中含膦酸基團(tuán)（-PO3H2），又含羧酸基團(tuán)(-COOH),兼具防垢、緩蝕功能。長慶油田先后開發(fā)三元共聚物BS-2E、有機(jī)磷酸酯類TS-610、和改型聚羧酸類KF31、BS-2000等，在油田應(yīng)用，也獲得良好的效果。防垢技術(shù)(4)防垢劑油田使用防垢劑為常用的控制結(jié)垢措2.地面集輸系統(tǒng)的防垢防垢技術(shù)2.地面集輸系統(tǒng)的防垢防垢技術(shù)

試驗(yàn)效果檢測◆

成垢離子平衡分析

◆

現(xiàn)場掛片檢測

◆

設(shè)備直觀檢查

◆現(xiàn)場生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

南107站：加藥前—Ba2+常測不出，以BaS04的沉積形式存在。

加藥后—水中Ba2+為192—349mg／L，說明結(jié)垢量減小。另外結(jié)垢及除垢周期也從過去的2—3個(gè)月延長到半年至一年。垢質(zhì)變得松散，易于除去。從而證明化學(xué)防垢減輕或抑制了流程中的結(jié)垢。防垢技術(shù)試驗(yàn)效果檢測◆成垢離子平衡分析防垢