油气田腐蚀结垢与防垢技术2
油气田集输管道结垢机理及除垢措施
油气田集输管道结垢机理及除垢措施摘要：集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。
集输管道结垢的物质种类很多，管道结垢过程复杂，首要因素就是溶解度处于过饱和状态。
过饱和浓度除了与溶解度有关外，还受热力学、结晶动力学、流体力学等因素的影响。
对于腐蚀垢而言，结垢则受输送介质、材料以及周围环境的共同影响。
根据油田集输管道结垢机理，从防垢溶垢剂除垢法、超声波防垢除垢法、机械除垢法对其除垢效果和机理进行研究，提出对应的集输管道除垢技术措施。
关键词：集输管道；结垢；机理一、管道结垢机理集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。
集输管道结垢的物质种类很多，最常见的是碳酸钙、碳酸镁，容易除去。
而硫酸盐垢，如BaSO4、SrSO4、CaSO4等结垢物就难以清除，危害比较大。
此外还有FeCO3、FeS、Fe（OH）2等铁垢。
根据垢成分分析集输管道主要为硅垢、铁垢、碳酸盐垢物等，现对其机理进行分析。
1、硅垢硅垢的产生是一个非常复杂的物理化学变化过程，与油井所在地质条件和岩石层物质组成有关，随着油井地下水pH值的升高，油井岩层中的二氧化铝、二氧化硅、铝化合物被大量溶解形成离子物质，此时与存在的Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+等金属离子进行反应和结合，从而析出固体物质变成垢。
2、铁垢油井结垢物质中铁成分较多，铁垢的形成有多种机理，大部分都由油井管道、铁材料设备腐蚀形成，主要形成机理包含以下3个方面：①硫酸盐还原菌的腐蚀形成铁垢物，硫酸盐还原菌的条件下造成管壁腐蚀，金属发生阴极去极化反应；②二氧化碳腐蚀与铁发生反应产生铁垢，二氧化碳溶于水形成碳酸发生电离形成腐蚀；③硫化氢的腐蚀，硫化氢溶于水就可以直接导致管道设备的腐蚀。
3 、碳酸盐垢以碳酸钙为例，碳酸钙在水中发生反应：Ca（HCO3）2→CaCO 3 ↓+CO2+H2O，温度升高上述反应发生，从而产生碳酸钙垢。
油田防垢技术
2.4、防止腐蚀方法分析
3、电化学保护：
广泛应用于港口船舶、埋地管道、城市 供水供暖系统、储罐等各个领域，目前在海洋、 地面储罐、埋地管道等方面强制电流阴极保护 已成为一项成熟的防腐技术，具有经济有效抗 蚀能力强的优点；缺点是不适用于化学腐蚀和 物理腐蚀，牺牲阳极保护靠自然电位保护其效 果没有强制电流阴极保护效果好。
前言
在油气田开发过程中，从钻采、开采、集输到油气的 水处理、储运等的生产环节中，腐蚀无处不在、无时不有， 生产安全、人身安全和环境保护都受到严重的影响，因此腐 蚀是制约和影响油气田生产的主要因素之一。克服、防护腐 蚀是现在及未来必不缺少的一部分。
目录
一、腐蚀的概述 二、防腐的概述 三、防腐的工艺介绍 四、防腐的现有技术方案 五、现有技术比较
多层开采井：地层液相混合在井筒中，离子浓度发生变化。
3.4除垢和防垢工艺对比
除垢是采用酸式除垢剂清除沉积在井筒或地面管线上的垢质。 防垢是在垢晶形成之前采用化学防垢剂控制垢结晶、晶核长 大和沉积，主要手段有： （1）防止晶核化或抑制结晶长大； （2）分离晶核，控制成垢阳离子，主要是螯合二价金属离子； （3）防止沉积，保持固相颗粒在水中扩散并防止在金属表面沉 积。 油田产出水结垢是一种结构致密的沉积物，一旦形成垢要 清除掉积垢需要用大量的除垢剂和施工机具，投入成本高且不 能根除结垢，除垢对井筒油套管和地面管线的伤害较大；而采 用防垢手段则相对成本较低，选择低伤害防垢剂对地层、油套 管和地面管线均不会产生伤害。
3.3、结垢机理
油田水结垢大体可分为两种情况：（ 1 ）温度、压力、
等热力学条件改变，导致水中离子平衡状态改变，结垢组分
溶解度降低而析出结晶沉淀。（ 2 ）离子组成不相溶的水相 互混合而产生沉淀。结垢的形成可表示如下： Ca2+ + CO32= CaCO3 = = CaSO4 BaSO4
油水井防腐防垢治理策略分析
油水井防腐防垢治理策略分析摘要：油气田生产过程中腐蚀结垢一直影响油井生产开采重要问题之一。
本文对油井腐蚀结垢机理进行分析并提出防腐蚀和防结垢的措施，希望对相关从业者有所帮助。
关键词：油水井；腐蚀；结垢；机理；措施1油井井筒腐蚀机理分析1.1化学腐蚀机理：化学腐蚀是由于沉降水、气体或酸性介质与井筒内壁金属发生化学反应，使金属表面发生腐蚀。
常见的化学腐蚀机理包括以下几种：(1)酸性介质腐蚀：油井中存在硫酸、盐酸、稀酸等酸性介质，当这些介质接触到井筒内壁金属时，会引起腐蚀反应。
酸性介质可以溶解金属表面的氧化物和其他腐蚀产物，从而暴露更多的金属，进一步加剧腐蚀。
(2)氧化腐蚀：油井环境中存在氧气，当氧气与金属表面接触时，会发生氧化反应，形成金属氧化物。
金属氧化物会附着在金属表面，形成一层薄膜，阻碍进一步的氧化反应，但如果薄膜受损或破裂，金属就会继续与氧气接触，加速腐蚀的过程。
(3)硫化物腐蚀：油井中存在硫化物，如硫化氢，当硫化物与金属表面接触时，会发生硫化反应，形成金属硫化物。
金属硫化物的生成会消耗氧气和酸性介质，形成局部缺氧和碱性环境，从而促进金属的腐蚀。
1.2电化学腐蚀机理电化学腐蚀是由于金属表面与电解液（井液）之间形成差异电位，产生电化学反应导致腐蚀。
电化学腐蚀的机理主要包括以下两种：(1)阳极腐蚀：在电化学腐蚀中，金属表面被氧化为阳离子，并释放电子，形成腐蚀产物。
当井液中存在氧气、酸性物质或氯化物等能够从金属表面接受电子的物质时，金属表面就会发生阳极腐蚀。
(2)阴极腐蚀：在电化学腐蚀中，金属表面上的阳离子和电解液中的阴离子结合，还原为金属。
在井液中存在硫酸根、碳酸根等能够提供阴离子的物质时，金属表面就会发生阴极腐蚀。
1.3机械腐蚀机理机械腐蚀是由于井液或固体颗粒的流动或冲刷作用，使井筒内壁出现磨损或腐蚀。
(1)冲刷腐蚀：当井液在井筒内高速流动时，其中携带的固体颗粒会与井筒内壁发生冲击和摩擦，造成局部磨损和腐蚀。
油田结垢机理及防治技术参考文档
碳酸钙的溶解度随着温度的升高和C02的分压降低而减 小，后者的影响尤为重要。因为在系统内的任何部位，压 力降低都可能产生碳酸钙沉淀。
Ca2++2HC03══CaC03↓+C02↑+H20
结垢机理
如果系统内压力降低 ，溶液中 C02 减少，促使反应向右 进行，导致CaCO3沉淀。硫酸钙(CaS04 ·2H20)的溶解度随着温 度的升高而增 大，可是当达到35℃一40℃ 以上时，溶解度 又随温度的升 高而减小。硫酸钙的溶解度随压 力升高而增 大，这完全是 物理效应。
（3）避免不相容的水混合
防垢技术
不相容的水是指两种水混合时，沉淀出不溶性产物。不 相容性产生的原因是一种水含有高浓度的成垢阳离子，如 Ca2+、Ba2+、Sr2+等，另一种水含高浓度成垢阴离子，如 C032-、HC03-或SO42-。当这两种水混合，离子的最终浓 度达到过饱和状态，就产生沉淀，导致垢的生成。
结垢的分布规律与过去仅以热力学理论为基础所进行 的物理模拟和数值模拟不尽相同，地层中发现有大量与 粘土伴生的硫酸钙、硫酸钡垢。一般距油井井筒50～ 330米。
马岭油田水化学特征与结垢关系
产 层 水 型 总矿（g/l）
水特征及可能生成矿物
环河水 Na2SO4 洛河层水 Na2SO4
延4+5 Y6 Y7 Y9
在地面站，也常因不同层位的生产井来水混合而结CaS04垢，主要结 垢部位在收球筒及总机关处。
试论油井井筒结垢及防治措施
试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢问题一直是油田开发中的难题之一，井筒结垢会影响油气开采效率，增加生产成本，甚至可能导致井眼堵塞等严重后果。
及时有效地防治井筒结垢，对于保障油田生产安全、提高产能和延长井寿具有十分重要的意义。
本文将从井筒结垢的成因、特点及主要防治措施等方面进行论述。
一、井筒结垢成因井筒结垢是指在油井井筒内壁上的油气流动过程中，由于各种原因导致井筒内部沉积了一定量的垢类物质。
井筒结垢的主要成因包括以下几点：1. 油气中含有悬浮颗粒物和胶体粒子，这些颗粒物在流动过程中容易沉积在井筒内壁上，形成结垢。
3. 水合物是油气中的一种水合物质，当水合物遇到流体流动时，容易发生结晶和结垢。
4. 井筒内壁的温度、压力、流速等因素也会影响井筒结垢的形成。
二、井筒结垢的特点井筒结垢在油气开采中表现出一些特点，需要我们在防治过程中有针对性地加以应对。
1. 井筒结垢对产能影响显著，导致油气流动受阻，降低井筒内部的有效直径，增加了流体的粘滞阻力，减少了油气的产量。
2. 井筒结垢还容易造成井筒压力增大，产生井下自喷等问题，增加了油田生产中的安全隐患。
3. 井筒结垢还会影响井下设备的运行稳定性，增加了设备的维护和更换频率，增加了生产成本。
三、井筒结垢的防治措施针对井筒结垢问题，我们需要采取一系列有效的防治措施，保障油田生产平稳高效。
1. 优化油气流动系统，减少悬浮颗粒和胶体物质的含量，采用合适的过滤器和分离器等设备去除杂质，降低结垢发生的概率。
2. 加强化学分析和统计，通过分析油气中的主要成分和结垢物质的特性，选择合适的防垢剂，进行在线注入，阻断结垢物质的形成过程。
3. 定期进行井筒清洗和除垢工作，采用高压水射流、超声波、化学溶解等方法，清除井筒内部的结垢物质，恢复井筒的原有通畅状态。
4. 推进新技术的研发应用，如采用纳米技术改性防垢剂、超声波清垢技术、微生物除垢技术等，提高防治效果和工作效率。
5. 加强油井综合管理，在水驱油田中做好水质管理，净化水质，减少井筒中水合物发生的机会，降低井筒结垢的风险。
试论油井井筒结垢及防治措施
试论油井井筒结垢及防治措施油井井筒结垢是指在油井生产过程中，由于地层水或者油气中的盐类、铁、铜、有机物等成分在井筒中发生结晶、沉淀而形成的固体结垢。
结垢的产生会影响油井的正常生产，甚至可能导致油井部分或全部的堵塞。
对于油井井筒结垢的防治是非常重要的。
一、油井井筒结垢的成因1. 溶解度变化：在地层水和油气中的盐类、铁、铜、有机物等成分随着温度、压力、pH值的变化，会引起其溶解度的变化，从而形成结晶、沉淀。
2. 流动速度变化：油井井筒内的流动速度的变化会导致其中的物质的沉淀和结晶，从而形成结垢。
3. 化学反应：油井井筒中存在的不同成分之间可能发生化学反应，导致结垢的生成。
二、油井井筒结垢的危害1. 堵塞井筒：结垢的生成会导致井筒部分或全部的堵塞，从而影响油井的正常生产。
2. 降低产能：结垢的存在会影响油井的产能，导致产量下降。
3. 增加生产成本：由于结垢会导致油井的停产、清洗和修复，从而增加了油田的生产成本。
三、油井井筒结垢的防治措施1. 选择合适的防垢剂：可以根据油井的地质条件和生产情况选择合适的防垢剂进行投入，防止结垢的生成。
2. 控制生产参数：合理控制油井生产的温度、压力、pH值等参数，减少结垢的发生。
3. 增加冲洗频次：定期对油井进行清洗和冲洗，可以有效地减少结垢的发生。
4. 定期检测井筒情况：定期对油井井筒进行检测和监测，及时发现结垢的存在并采取相应的措施进行清理和修复。
5. 改进油井设计：在油井的设计中考虑到结垢的可能性，采取一些改进措施，减少结垢的生成。
四、结语油井井筒结垢的防治是油田生产管理中非常重要的一环，对于避免井筒堵塞、提高油井产能、降低生产成本具有重要的意义。
需要在油井开发和生产的全过程中，加强对于结垢的控制和管理，不断改进技术手段和管理方法，以确保油井井筒结垢得到有效的防治。
简述油田管线除垢防腐技术
简述油田管线除垢防腐技术在油田工程中，需要使用大量的管道，这些管道多是金属材质，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性物质的影响，使金属发生化学反应，从而导致管道出现腐蚀现象。
另外，受到外部压力的影响，原油化学元素中的离子会出现相互作用的现象，这使得管道内部出现了結垢，如果不及时处理这些现象，会导致原油的运输中断，而且还会对周围环境造成一定破坏。
油田管道的防腐以及除垢技术对油田工程的正常运行以及经济效益有着较大的影响，通过本文的分析希望可以引起相关部门的影响。
1、油田管线结垢与腐蚀现象产生的原因1.1结垢现象出现的原因油田管线内部出现结垢现象一般是由两种因素导致的，一种是在对原油进行开采时，会接触到地层中的水，而这些水中含有高浓度的盐离子，很容易导致结垢现象，在抽地下原油时，还会受到地层压力的影响，在一定的温度以及水成分条件喜爱，会打破地层化学平衡，所以，油田管线内部出现了大量的污垢。
另一种是油田管线接触了两种或两种以上的水，并且这几种水是无法相互融合的，在混合在一起后管线受到了结垢离子的作用，所以出现了污垢。
1.2腐蚀现象出现的原因油田管线出现腐蚀的原因主要有两种，一种是管线的腐蚀层出现了老化现象，腐蚀层出现了损坏，这一现象一般是由沥青管道在运输与吊装过程中受到的磨损引起的。
在管线补口的位置极容易受到破坏，该位置的质量比较低，防腐层经常会受到损害。
在对油田管线进行铺设时有时还会受到人工因素的影响，铺设人员没有按照相关规定进行操作，导致防腐层的质量不达标，所以管线出现了腐蚀现象。
另一种原因与原油所含成分有关，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性介质的影响，而管线一般都是由金属材料构成的，与介质发生化学反应后，就会导致腐蚀现象的出现。
2、油田管线除垢防腐技术2.1油田管线除垢技术2.1.1投放防垢剂投放防垢剂在油田管线除垢工作中有着广泛的应用，这是一种通用的技术，不会受到结垢位置以及结垢类型的影响，在任何环境下都可以发挥出良好的防垢效果。
油田防垢技术
第二部分油田防垢技术结垢是海上采油工程中常遇的问题，海上采油工程的很多领域都要接触各种类型的水如淡水、海水、地层水、水井水等，因此结垢的现象会出现在生产中的各个环节，给生产带来严重的影响，使生产中的问题更加复杂化。
地层结垢会造成地层堵塞，使注水井不能达到配注量，油井产能大大下降；在井筒中结垢增加了井下的起下维修作业，严重的造成注水井、油井的报废；结垢还会造成地面系统中管线、输送泵、热交换器的堵塞，影响原油处理系统、污水处理系统的正常操作，增加了设备、管线的清洗和更换费用；水垢的沉积还会引起设备和管道的局部腐蚀，在很短的时间内出现穿孔，大大减小了使用寿命。
一、油田水结垢机理结垢就是指在一定条件下，水相中对于某种盐出现了过饱和而发生的析出和沉积过程，析出的固体物质叫做垢，主要是溶解度小的Ca、Ba、Sr 等无机盐。
结垢分为三个阶段，即垢的析出、垢的长大和垢的沉积。
在这个过程中主要作用机理为结晶作用和沉降作用。
1、结晶作用当盐浓度达到过饱和时，首先发生晶核形成过程，溶液中形成了少量盐的微晶粒，然后发生晶格生长过程，形成较大的颗粒，较大的颗粒经过熟成竞争成长过程进一步聚集。
图1 碳酸钙的溶解与析出曲线1—溶解；2—析出对于微溶盐类如碳酸钙，通常析出浓度远大于饱和浓度。
图1是用等浓度的钙硬度和碱度（以CaCO2计）作纵坐标，以温度作横坐标，得到碳酸钙溶解度曲线和碳酸钙结晶析出曲线。
该图分成三个区域：沉淀区、介稳区和溶解区。
介稳区出现的原因是在晶格生长的过程中，由于受到水中离子或粒子的扩散速度的影响，或者说受传质过程的控制造成的。
若盐类在水中的溶解度较大，则水中溶解的离子和粒子浓度都较高，晶核形成后很容易生长，这时盐类的溶解度曲线和晶体析出曲线基本重合，因而不存在介稳区。
但在微溶或难溶盐类的饱和溶液中，由于离子和粒子的浓度都很低，因此晶核形成后晶格并不生长，只有在离子或粒子浓度较高的过饱和溶液中，晶格才开始生长和析出晶体。
油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨
油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨摘要：石油在当今社会中扮演着越来越重要的能源角色，无论是对于国家的建设方面，还是对于个人生活需求方面，都具备着举足轻重的作用。
然而针对许多实际情况表明，人们已经广泛认识到，一旦石油的开采进入中后期阶段后，由于油田中注水量的日益增多，导致油田的井筒逐渐生成许多垢状物质，对油井的正常开采具备着相当直接的影响。
关键词：油田井筒结垢成因防阻垢技术一、前言在原油的开采以及生产过程中，油井井筒结垢现象始终牵制着油田的正常生产，对我国石油领域而言是相当棘手的难题。
由于油田开发日益深入，注水日益频率，因为水质里的许多物质易与油井下的仪器设施形成化学反应，导致垢状物质产生，如果未及时处理，时间一长，会便会出现泵漏、杆管断裂脱落、管漏和井下仪器设施失灵等现象，对油井的正常运作造成严重的负面影响。
二、油田井筒结垢的成因根据调查表明，针对当前中国已经跨入高含水开采中后期的油井而言，许多油井的原油所含有的水量都达到了80%乃至90%以上。
依据热力学原理分析可得，油井里的注入水具备着极差的稳定性，易和油井下的仪器设施产生化学反应，油井出现数次酸化情况便会导致井下管柱出现被腐蚀或是结垢现象，时间一长，便会导致泵卡、筛管堵塞或者地层堵死的情形出现，如此一来，便会使原油的产量减少，同时还会令检泵工作越来越频密。
（一）油井地下水的成份分析当前我国许多油井井筒存在着相当严重的结垢问题，经过鉴定与分析结垢油田的地下水质情况后，对结垢特质的成分组成进行了明确。
因为多数油田的结垢问题大同小异，现借助百色盆地的塘寨油田的情况作举例分析。
（二）井筒结垢原因分析油井井筒中的结垢物主要由两种成分组成，即有机物与离子物，其中有机物质通常包含沥清、蜡与胶质，离子物一般包含Ca2+、Mg2+、CO32-与SO42-等各类离子容易相互发生化学反应，形成难以溶解的化合物，再加上与有机物质的融合，造成结垢物更加难以溶解。
因为许多油井历经多次酸化情况，其管柱遭受严重腐蚀，从而导致许多铁锈形成，这也造成了井筒垢物的出现。
油田结垢的危害与原因分析及治理对策
油田结垢的危害与原因分析及治理对策摘要：本文分析油田生产过程中，原油物质在地下储层、井筒、生产管柱、设备、管线等各生产环节由于受到液体成分、温度、压力、PH值等各种原因造成结垢对生产的不利影响，结合国内外油田目前现有的预防和除垢技术提出了预防和除垢治理对策。
关键词：结垢危害治理对策一、油田结垢的危害油田生产过程中，在地下储层、采油井井筒、套管、生产油管、井下完井设备以及地面油气集输设备管线内由于各种原因而形成的一层沉积物质，它们会造成堵塞并妨碍流体流动。
主要有碳酸盐垢、硫酸盐垢、铁垢和有机垢。
油田结垢以无机垢最为普遍，分布广泛，危害较大。
油田常见的垢沉积物主要是碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等。
结垢现象普遍存在于油田生产过程的各个环节，从注入设备到油藏再到地面设备的整个水流路径上都能产生结垢。
a.垢对管线的危害:主要表现为管线腐蚀穿孔、堵塞、压力上升。
b.垢对储层的损害:原油蕴藏在油层砂岩空隙之中，油层结垢使岩心大孔隙数量减少,油层润湿性和渗透率下降，致使注水时泵压升高，注入能力不断下降，甚至向地层中无法注水，吸水剖面的吸水厚度降低造成地层伤害。
尽管油层内结垢程度较弱,但是对低渗透储层的伤害却不容忽视。
结垢一旦堵塞地层，通常是很难再清除掉的，因此地层垢造成的地层伤害常是永久性的。
c.垢对设备的危害:油井产出液离开井口以后，在经过不同的管线和设备中时，会经历不同的压力、温度、流速、停留时间、分离以及几种水又可能重新混合，因此可能会有各种垢盐生成。
地面各种设备中的这类结垢统称为设备垢，它会给采油生产带来诸多问题：输液管线积垢，管道内径缩小造成阻流；金属设备中的积垢常是“点状”的，这能引起严重的点腐蚀，造成设备穿孔；在加热炉装置中，炉内的输液管可因垢堵使加热炉热效率降低，或温度无法升高。
二、影响结垢的因素1、成垢离子的浓度水中成垢离子含量越高，形成垢的可能性就越大。
对某一特定的垢，当成垢离子的浓度超过了它在一定温度和pH值下的可溶性界限时，垢就沉积下来。
2 国内外油田油水并腐蚀结垢防护现状
油田生产从油井￣联合站一 注水井 （ 地层） 一油井是一 个循环系统， 这一系统， 任
何一个部位发生腐蚀均会影响油田 正常生产。 油田注水系统的结垢是一个普遍存在的问
题， 结垢会给生产带来严重危害。 水垢在注水管道中形成， 会增大水流阻力，使注水能 耗增高， 导致设备和管道局部腐蚀： 水垢如果 在注水地层和生产层形成， 还会引起严重
质水。 大多数为地表水、油层拌生 水和海水， 甚至工业废水。 例如： 我国油田注水约有 ５ ６ ％ 为回注水。由于地质结构不同 ，在油田的采出水中，水质存在较大的差异，因水中
溶解的气体和盐不同，构成各种水质，也带来腐蚀和结垢问 题，常常使油井和集输系统 产生故障（ 腐蚀，结垢） 。认识影响水质的因素是采取相应措施的关键。
油套管腐蚀速率， 缩短了井的寿命．生产过程常常因结垢造成生产井停产作用，影响生
产， 增 加 成 本［ ｕ ） 。 为 解 决 这些 生 产 难 题， 提 高 防 垢、除 垢 效 益 的目 的 ， 国 内 外 许多 油 田
开展了 一系列的油 水井防除垢的研究， 对各油田 的生产发展 和科技进步起到了较大的 促
的 地 层 伤 害， 造 成 油 、 水井 过 早 报 废 ［ ｚ ） 一 ［ ６ ） 。 可 见 防垢问 题 是 一 个非 常 重 要 的问 题。
油Ｆ Ｈ 最常见的垢型有碳酸钙（ Ｃ ａ Ｃ ０ ３ ） 、二水硫酸钙（ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ， ・ ２ Ｈ ｝ Ｏ ） 、 硫酸钙 （ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ， ） ， 硫酸钡（ Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， ） 和硫酸铭 （ Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ， ） ， 而微量的硫酸铭往往存在于大量的硫酸钡中，很难把
进作用。
油气田用水主要包括采油注水，地面设施用水和钻井用水。采油用水最大，约占全
油田常见防垢技术简介
从图可以看出，孔径对合金装置的防垢 效果有较大影响，孔径对合金装置的防垢效
40
果有较大影响。当孔径在(6～8)mm的范围时 ，剩余钙离子浓度和阻垢率大，防垢效果最
20
佳，随着孔径增大，防垢效果变差。 孔径设计还需要考虑节流和压降的问题
4 6 8 10 孔径（mm） 12 14 16
0
。
防垢器
防垢器效果影响因素 (2)多元合金防垢片片间距离对防垢效果影响
防垢器
防垢器 其他类型的防垢器
激光防垢器
电磁防垢器
量子管防垢器 超声波防垢器
谢
谢
油田常见防垢技术简介
目 录
一、结垢概述
二、结垢机理 三、常见防垢技术 四、防垢剂 五、防垢器
结
垢
结垢：是硬水中溶解的钙、镁碳酸氢盐等受热分解，析出沉淀
物，渐渐积累附着在容器、管道上。在油田开采中会混杂一些腐蚀 产物、油腻垢、泥沙等杂质。
结
垢
结垢的类型
水垢
油泥垢
腐蚀垢
难溶或微溶盐类，具有 固定的晶格，单纯的水 垢较坚硬致密。常见的 有：碳酸钙、硫酸钙、 硫酸钡、镁盐等。
时越易出现紊流状态。
பைடு நூலகம்
防垢器
防垢器效果影响因素
(4)温度对防垢效果影响
从图中可以看出，随着温度的增加，合 金阻垢率呈上下波动趋势，但变化均较 小，阻垢率基本稳定在69.68%左右。
防垢器 防垢器在油井中应用
油井多元合金防垢器连接在Y接头以下管柱 上，产液流经油管进入到油井多元合金防垢 器，在电泵的吸入作用下，产液经内筒上的 长孔进入到内筒与连接套之间的环空，与防 垢芯子充分接触后再通过上接头上的斜孔流 出，进而进入到泵吸入口，泵举升至地面。
油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨
油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨石油是一种重要的能源，对国家、集体和个人都有着非常重要的作用。
然而通过实践我们可以知道，当油田开发至中晚期以后，由于注水量的不断增加，油田的井筒相继开始结垢，直接影响着油井的正常生产。
本文将对油田井筒结垢的原因进行深入分析，并在此基础上提出防阻垢的技术，以期对我国石油开发及油井保护提供一些参考。
标签：油田井筒结垢防阻垢技术在油田开发生产过程中，油井结垢一直制约着油田的正常生产，是一个很难解决的问题。
随着油田的不断开发，注水越来越多，由于水质中的很多成分容易和油井下的工具设备发生化学反应，因此形成一些垢状物质，长时间不予处理就会造成泵漏、杆管断脱、管漏以及井下工具设备失效等事故，严重制约了油井的正常生产。
1 油田井筒结垢的原因分析据调查显示，对目前我国已经步入高含水开发中后期的油井来说，大部分油井的原油含水量基本超过百分之八十甚至百分之九十。
从热力学的角度分析可知，油井中的注入水是不稳定的，容易与油井下的机械设备发生垢化效应，油井经过多次的酸化措施就会使井下管柱严重腐蚀或结垢，进而造成泵卡、筛管堵死以及地层堵塞，原油的产量下降，而且检泵作业的次数将会增加。
1.1 油井地下水的成份分析目前我国部分油井井筒结垢现象比较严重，在对油田现场结垢的地下水质进行鉴定后，进行定量分析并确定结垢物的组成成份。
由于每一个油田井筒结垢情况基本相似，现以百色盆地的塘寨油田为例进行说明。
对塘寨油田部分油井井筒结构部位的水质提取鉴定，得出如下水质成份分析图：从以上水的成份分析结果不难看出，地下水中钙离子、镁离子、碳酸根离子以及硫酸根离子的含量较为丰富，当井下温度和压力达到一定条件时，它们就会发生化学反应，形成难以溶解的盐类化合物即井筒所结的垢。
1.2 井筒结垢原因分析油井井筒垢物成份主要有沥清、蜡、胶质等有机物质以及钙镁铁离子和碳酸、硫酸根离子。
后者离子相互发生化学反应形成难以溶解的化合物，再加上前者有机物质，就会形成更加难以溶解的垢物。
油田防腐防垢方案研究
油田防腐防垢方案研究油田井下工具的腐蚀结垢原因有很多，碳酸亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁等都是导致工具结垢腐蚀的具体元素，针对这些情况，企业必须制定出合理的解决措施。
应用发兰处理、镀铭、镍磷镀、离子渗氮技术、渗氮油管等办法改善现状，促进油田井下开发工作更好更快地进步。
标签：油田;防腐;防垢方案在进行油田井下工作的过程当中，油管作为一个输送工具，其作用是不容忽视的，同时油管也是容易被侵蚀结垢的工具，在对油管中的腐蚀物结垢物进行提取后发现，其中的腐蚀物质分别是碳酸亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁等，而结垢物质则是碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁等。
在这些物质当中，碳酸亚铁和氧化亚铁都是二氧化碳在腐蚀之后形成的，对于工具的腐蚀性较强。
1、防腐防垢原理1.1化学阻垢化学药剂防垢是目前应用最多，技术最为成熟的阻垢方法之一。
其原理是阻垢药剂吸附在微晶体表面，破坏了晶体的晶格结构，造成晶格扭曲，不能形成稳定的晶形结构，阻碍了微晶的长大。
另外阻垢剂对Ca2+、Mg2+等阳离子的络合增溶作用，减少了与阴离子的接触，从而起到防垢作用。
目前国内常用的阻垢剂有五种类型：①无机聚磷酸盐，以聚磷酸钠为代表，主要防止碳酸钙垢的形成;②含磷有机缓蚀阻垢剂，包括有机磷酸酯和有机多元膦酸盐，有机磷酸酯以聚氧乙烯基磷酸酯和聚氧乙烯基焦磷酸酯为代表，主要防止硫酸钙垢的形成;有机多元膦酸主要以ATMP、HEDP为代表，主要以防止碳酸钙为主，对硫酸钙有一定的阻垢效果，与其它药剂复配，具有好的协同效应。
③低分子量聚合物，以PAA、HPMA为代表，对钙镁垢具有较好的阻垢效果，与其它缓蚀剂复合使用时可使垢层从硬垢转变为软垢而易于清洗。
④天然阻垢剂，以丹宁、木质素为代表，主要防止碳酸钙垢的生成。
⑤共聚物阻垢分散剂，如丙烯酸共聚物、马来酸共聚物、磺酸共聚物等。
这五种类型的阻垢剂中含磷有机缓蚀阻垢剂、聚合物阻垢分散剂、共聚物阻垢分散剂因其热稳定性能好、不易降解和水解、用量低、可与其它药剂复合使用等特点而发展较快并成为主要的发展方向。
油田结垢问题及高效防垢技术综述
油田结垢问题及高效防垢技术综述防腐能力强、长久耐用的特性，使得相关技术已在结垢结蜡严重的油田工况得到广泛应用。
油田结垢是一个普遍目棘手的问题，其产生原因多种多样，其中最为主要的有两大因素首先，地层水中高浓度的易结垢盐离子是结垢问题的一个重要来源。
在采油过程中，由于压力、温度或水成分的变化，原本处于化学平衡状态的盐离子会打破平衡，生成垢。
这些垢主要以碳酸钙为主，还可能混有碳酸镁、硫酸钙/镁等成分。
在我国，许多陆上油田的结垢问题大都由此引发。
其次，两种或多种不相容的水混合也是油田结垢的常见原因。
例如，在海上油田注海水开采过程中，地层水常含有钡锶离子，而海水含有大量的硫酸根离子，两者混合极易产生难溶的硫酸钡锶垢。
油田结垢带来的危害不容小觑。
首先，油层及近井地带的结垢会堵塞油气通道，降低油层渗透率，从而导致油井产液量下降，特别是在低渗透油田，这种影响更为严重。
其次，并筒结垢会增加抽油杆的负荷，降低泵效，甚至引发卡泵现象。
再者，集输管道和设备表面的结垢不仅影响运行效率，还可能造成垢下腐蚀，导致穿孔等安全隐患。
最后，注水系统的结垢会使注水压力上升，能耗增加，生产能力降低，为了应对油田结垢问题，业界采取了多种防垢措施。
其中，化学防垢技术是最为常用的一种方法。
目前，国内应用较多的化学防垢技术包括酸洗法和投加防垢剂法。
然而，酸洗法除垢的有效期较短，且返排液可能对环境造成污染。
而连续注入防垢液对泵的要求较高，操作也较为复杂。
针对以上问题，市面上还研发了一些新型的防垢设备和技术。
例如，带擦除机构管段式原油在线含水分析仪FKC02-CC就是其中的佼佼者。
这种仪器不仅适用于稠油和高含蜡原油工况，还能通过刮板的往复运动将探头上粘连的杂质去除，保证探头表面的清洁，从而提高仪器长期使用时的稳定性和精度。
物理防垢方法也在油田中得到了广泛应用。
这些方法通过物理手段阻止无机盐的沉除了化学防垢技术和新型设备，积，其作用原理包括振散作用、振壁作用、电解作用、电化学效应、磁场效应、辐射作用、催化作用等。
油田管道结垢的成因及除防垢技术
2017年07月油田管道结垢的成因及除防垢技术周佳旭（哈尔滨石油学院石油工程系2014级2班，黑龙江哈尔滨150027）摘要：油田开发中结垢现象影响着油井正常生产、增加地面能耗和抽油杆的负荷，为此针对油田注水开发结垢的成因，提出了除垢解垢的措施。
关键词：结垢；成因；防垢目前，我国油田大部分已进入开采的中后期，注水开发工艺由于注入压力的不断升高，地层水随着原油被采出，使得水含量的不断攀升，致使油田系统的结垢问题日趋严重。
由于注水开发始终伴随着结垢问题，因此结垢是油田注水开发堵塞的主要原因之一，也对采油管线和集输管线造成一定的损害[1]。
如何解决油田开发的结垢问题，已经成为目前需要解决的一个极其重要的问题。
1结垢的成因及危害1.1不配伍性引起的结垢我国油田大部分普遍都采用多层位混合开采、多层位产出液混输的原油集输处理方式，由于不同层位的原油进行混合集输、注入水与地层水的不配伍性以及多层位混合开采、多层产出液集输的处理方式，致使注入水与地层水中所含的成垢离子如Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+、CO 32-、SO 42-等相遇而产生的沉淀结垢，而且结垢的类型较多，不利于油田正常生产。
若有HCO 3-、CO 32-、SO 42-等阴离子的存在，就有可能形成一系列沉淀物，此为油田结垢的内在因素[2]。
目前垢物约百余种，但油田中最常见的主要是碳酸钙（镁）垢、硫酸钙（镁）垢、硫酸钡垢和硫酸锶垢，且大多是混合垢，很少见到单一垢。
1.2条件变化引起的结垢①温度的影响温度能够改变易结垢盐类的溶解度，油田中除CaSO 4·2H 2O 溶解度存在最大值外，其结垢盐类均随温度的升高而降低。
这些盐类结垢中以碳酸盐为主，升高温度Ca(HCO 3)2会分解产生CaCO 3结垢：Ca(HCO 3)2→CaCO 3+CO 2↑+H 2O 此反应为吸热反应，升高温度平衡向右移动，使CaCO 3的析出而结垢。
对于以CaSO 4、BaSO 4、SrSO 4为主的盐类垢亦同理。
油田污水结垢机理及除垢防垢技术简介PPT课件
pH值的影响 pH值较低时，碳酸钙在水中的溶解度较大，沉淀较 少。反之，pH值升高，碳酸钙沉淀增多。铁化合物垢 也一样。而对硫酸钙垢，pH值影响不大。故当注入水 pH值较高时，容易产生碳酸钙结垢。 垢沉积的热力学研究只是对溶液平衡状态的分析，至 于垢沉积过程、沉积速度、过饱和度的变化及其影响 因素，则还要从动力学角度进行研究。
12
(3) 化学反应污垢 即在传热表面上进行的化学反应所产生的污垢。传热 面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。 例如，在石油加工过程中，碳氢化合物的裂解和聚合 反应若含有少量杂质，则可能发生链反应，从而导致 表面沉积物形成。
(4) 腐蚀污垢 即具有腐蚀性的流体或者流体中含有的腐蚀性杂质腐 蚀换热表面而产生的污垢。通常，腐蚀的程度取决于 流体的成分、温度及pH值。
26
(2) 离子缔合理论模型
根据Bjerum原理，当两个不同电荷的离子彼此靠近到某一 距离时，它们之间的库仑力大于热运动作用力，就能形成 足够稳定的缔合新单元。缔合平衡如下：
2
2、结垢与油田生产
在油田生产过程中，地下储层、采油井井筒、地面油气集 输系统内均可能产生无机盐结垢。油田水结垢给油田正常 生产带来的危害十分巨大，因此结垢问题已越来越引起人 们的关注。
目前，油气集输系统的结垢问题已成为我国各油田普遍存 在的问题。以胜利油田为例，目前胜利油田油井综合含水 平均高达92％，油井产出液中钙、镁离子和碳酸根离子浓 度偏高，有些甚至超过500mg/L，处于严重过饱和状态。 因此胜利油田许多油区的集输系统内结垢现象十分严重。 下表为结垢较严重的胜利油田纯梁首站（梁家楼外输水及 纯化外输水）的离子分析结果。从表中可以看出，这两部 分外输水中钙离子浓度均在400mg/L以上，同时碳酸氢根 离子和硫酸根离子浓度也很高。
油井腐蚀结垢防治技术
七队
94-26 7.6 1272 0 20.4 105.8 0.26 4926 5680 1640 598 49 6.96 0 6.96 980 10.44 5.77 96-21 6.9 14985 48.2 133.9 0.14 5709 6600 2260 360 54 10.64 4.74 5.9 590 20.88 5.77 乾北 6-1 7.6 22141 0 1.2 0.26 9518 3980 1090 15012 45 0.06 0 0.06 24610 10.44 5.77 1203-3 8 14472 14.3 28.9 0.98 5687 5920 2360 763 38 2.62 0 2.62 1320 10.44 8.13
2、合理选择了监测点
1、作业井 （主要监测点） 过滤器 （次要监测点） 合一罐（参考监测点） 2、井 组 （主要监测点） 3、外输 4、接转站储油大罐（次要监测点） 5、二
3、应用效果
以7队为例，2005年11月9日—2006年1月9日进行现场挂片监测，监测周期为 60天，缓蚀阻垢监测结果如下：
油井腐蚀结垢防治技术
吉林油田采油工艺研究院 2007.03.29
提 纲
一、2006年完成的主要工作 二、试验取得的新认识 三、存在的问题
四、2007年项目研究重点
五、2007年典型区块状况 六、项目运行计划 七、人员安排
一、2006年完成的主要工作
由于油井腐蚀结垢是乾安采油厂开发过程中的主要矛盾，几年来 乾安采油厂、甲醇厂均与合作单位进行了大量的卓有成效的工作，初 步查清了腐蚀结垢的原因，开发了系列缓蚀阻垢剂及应用工艺，在乾 安采油厂的各个队投用，缓蚀阻垢剂投用后收到了明显的效果。随着 油田开发的逐步深入，水质发生变化，耐药性增强，以及偏磨等诸多
油田抽油井防垢技术及应用
关键 词
通过 对油田抽 油井生产管柱的结垢现状调查 研究油 井管柱 结垢机理 ，优 选阻垢荆 ，并进行效果评价 通过现场试 验优
油 田抽 油 井 结 垢 机 理 防垢 技 术 阻 垢 荆
效 果评 价
化 ．确 立 了 以ＨＥ 阻垢 剂 为 主 含水率随着开发的进行而不断上升 ，每年因结垢造成检泵的 井 占全 年检 泵井总数 的很 大比例 。地层 水矿化度较 高 ，尤其是ｃ ｌ 、 Ｈ Ｏ 等离子含量较高 ，加之 井底有Ｃ 存在 ，导致其结垢情况 Ｃ［ Ｏ 、ＨＳ 复杂 ，影 响正常生产 。从这些情况来看 ，很有必要研 究油 田抽油 井管柱 的结垢原因 ， 并采取相应的防护措施 。
华大 学 出版 社 ．１９ ：７２ ０ ９７ ９ ～８ １ 【 ５ １李 文德 ． ９ 年代 国 际最新 流 行 电路 精 萃【 ． 北 京 ： 电子 工业 出 ｆ Ｍ】
版 社 ． １ ９ １ ３～１ ４ ９ ５： ８ ８
【 何立民． 单片机应 用文集【 ６ 】 Ｍ】 北 京 ：航 空 航 天 大 学 出 版 。
出版 社 。２ ０ ０ ４： １ ９～２ Ｉ ０—２ ０ ９． ９ １
行 出所需 实现 的功能 ，即在Ｍ５软件 中生 成十六进制 代码 ，然后经 １ Ｔ Ｐ５和写入器将 十六进制代码 写入Ａ ８ Ｃ ２ Ｏ ８１ Ｔ ９ ５单片机芯片 内 ，最后 将 已写入的芯片插入 电路板上 ， 进行实物模拟 。 附录 ：程序清单 ７ Ｈ一 ７ 存放 采样值 ，７ Ｈ一 Ｂ 存放显 示数据 ，依次为个位 、 ０ ７Ｈ ８ ７Ｈ 十位、百位 、通道标志。
构 ， 成晶格扭 曲 ，不能形 成稳 定的 晶形 结构 ，从 而阻碍微 晶的长 造
【 邓海 荣 ，王新 岗，武 玉风 低渗 透 油 田注水 系统 防垢技 术的应 用 ２ 】 刚． 内蒙 古石 油化工 ，２） ，１）１｛ １１ ｆ ８（ｂ：３ ，３ ｏ ３ ｆ 张清 ，李 全安 ，文丸 巴 ，等 Ｈ ｓ ３ 】 分压对 油 管钢ｃ０ ｓ 蚀的 影 ／ 腐 响Ｕ． ］腐蚀科 学 与防护技 术 ，２０， ６６：９ — ９ ０４ １（ ３ ５ ３ ７ ） 【 张景 来 ，冯英 华 ，李丹 ，等 阻垢 荆 的研 究进展 Ⅱ ４ 】 】安 徽 工程科技 学院 学报 ，２ ０， ３１ ７ ～７ ０８ ２（） ４ ９ ： ［ 张 洪利 ，梅 超群 ，赵 秋伶 ，等． 内阻垢荆 研 究现状 及展 望ｏ． ５ 】 国 】化 学工程 师 ，２ ０，４： ８ １ ０７ （）３ ～４ 作者简介 张 天骄 （ ９５ １８一）， 大港油 田天 然 气公 司，助理 工 程师 ，
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1－ATMP；2－HEDP；3－EDTMP；4－DETPMP；5－PBTCA
图 2-2 有机膦酸防碳酸钙垢性能
100 95 90
1 2 3 4
防垢 率 / %
85 80 75 70 65 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 ρ (防垢 剂)
/( mg.L-1)
1－PASP；2－HPMA；3－MA-AA；4－PAA
油气地质与采收率，2006，13（4）
复合驱中的结垢
注入系统： 氢氧化物垢、碳酸盐垢 生产系统： 强碱复合驱：硅酸盐垢为主 弱碱复合驱：碳酸盐垢为主
提 纲
1 油田垢的生成 2 油田用防垢剂 3 防垢剂的使用技术 4 氯化钠的防止
防垢的方法
（1）磁防垢 （2）超声波防垢 （3）电防垢 （4）用防垢剂防垢
图 2-5 ATMP 与 MA-AA 复配防碳酸钙垢性能
100 90 80 70
2 1
防垢 率 / %
60 50
3
40 30 20 10 0 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 ρ (防垢 剂)
5 4
/( mg.L-1)
1－w（ATMP）/w（HPMA）=2:1；2－w（ATMP）=1； 3－w（ATMP）/w（HPMA）=1:1； 4－w（ATMP）/w（HPMA）=1:2；5－w（HPMA）=1
图 2-6 ATMP 与 HPMA 复配防碳酸钙垢性能
100 90 80 70
3 4 1 2
防垢 率 / %
60 50 40 30 20 10 0 0.6 0.8 1.0 1.2
5
1.4
1.6
1.8
ρ (防垢 剂)
/( mg.L-1)
1－w（HEDP）/w（MA-AA）=2:1；2－w（HEDP）=1； 3－w（HEDP）/w（MA-AA） =1:1； 4－w（HEDP）/w（MA-AA）=1:2；5－w（MA-AA）=1
压力条件变化
溶液 pH 变化
溶液 pH 值升高
硅酸盐溶解
硫酸钡垢
硫酸钙垢
氯化钠垢
碳酸钙垢
硅酸钙垢
图 1-2 常见油田垢的生成机理
结垢机制
注 入 水 不 配 伍 温度条件变化
开采条件变化
物理条件变化 机制
化学条件变化
压力条件变化
溶液 pH 变化
溶液 pH 值升高
硅酸盐溶解
硫酸钡垢
硫酸钙垢
氯化钠垢
碳酸钙垢
结垢机制
注 入 水 不 配 伍 温度条件变化
开采条件变化
物理条件变化 机制
化学条件变化
压力条件变化
溶液 pH 变化
溶液 pH 值升高
硅酸盐溶解
硫酸钡垢
硫酸钙垢
氯化钠垢
碳酸钙垢
硅酸钙垢
图 1-2 常见油田垢的生成机理
结垢机制
注 入 水 不 配 伍 温度条件变化
开采条件变化
物理条件变化 机制
化学条件变化
防垢剂的热稳定性
表 2-5 防垢剂热处理前后阻碳酸钙垢性能 防垢率 /% 防垢剂* 未除氧加 加热前 除氧加热 热 PAA 72.3 70.2 56.2 W-118A 60.4 45.2 42.6 丙烯酸/丙烯酸酯 80.6 71.5 30.4 -5.6 HPMA 73.8 8.8 MA-AA -4.4 -6.5 71.4 HEDP 94.1 3.8 1.1 -0.2 -0.5 ATMP 95.5 EDTMP 92.3 0.5 0.6 DETPMP 93.2 2.8 6.3 -2.3 PBTCA 89.3 2.5 防垢剂的质量浓度皆为 5mg/L 150℃加热 72h
图 2-3 聚合物防碳酸钙垢性能(一)
100 95 90 85
1 2 3
防垢 率 / %
80 75 70 65 60 55 50 0 2 4 6 8 10
4
12
14
16
18
20
22
ρ (防垢 剂)
/( mg.L-1)
1－JN-520；2－JN-518；3－W-113；4－W-118A
图 2-4 聚合物防碳酸钙垢性能(二)
CH
z
COOH COOH
CH2 CH COOH CH2 O
COOCH 3
CH C CH3 CH2 C CH3
OOCCH 3
m
n
NH
CH2SO 3H
O CH CH m P OH CH n COOH COOH CH
COOH COOH
膦酰基羧酸(POCA)
PO 3 H2
CH2
CH
x
R
y
H
COOH
O O NH
结垢机制
注 入 水 不 配 伍 温度条件变化
开采条件变化
物理条件变化 机制
化学条件变化
压力条件变化
溶液 pH 变化
溶液 pH 值升高
硅酸盐溶解
硫酸钡垢
硫酸钙垢
氯化钠垢
碳酸钙垢
硅酸钙垢
图 1-2 常见油田垢的生成机理
硅酸盐垢的生成
结垢机制
注 入 水 不 配 伍 温度条件变化
开采条件变化
物理条件变化 机制
聚合物类防垢剂
常见的聚合物类防垢剂
聚丙烯酸(PAA) 聚甲基丙烯酸(PMA) 水解聚马来酸(HPMA)
CH3
CH2
CH
n
CH2
C
n
COOH
CH CH CH O C O CH C O
COOH
m
n
COOH COOH
马来酸/丙烯酸 (MA/AA) 丙烯酸 / 丙烯酸羟丙酯 (AA/HPA)
CH
CH
m
CH2
（氨基三甲叉膦酸(ATMP)）
有机膦酸盐类防垢剂
H2O3P－ CH2 H2O3P－ CH2 N － CH2－ CH2－ N－ CH2－ CH2－ N CH2－ PO3H2 CH2－ PO3H2 CH2－ PO3H2
（二乙烯三胺五甲叉膦酸(DETPMP)）
( PO3H2)2 CH3－C－ OH
（羟基乙叉二膦酸(HEDP)）
HPA—丙烯酸羟烷基酯；AMPS—2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸；VA—醋酸乙烯酯 AM—丙烯酸甲酯；PASP—聚天冬氨酸；PESA—聚环氧琥珀酸
100 98 96
1 2 3 4 5
防 垢 率 /%
94 92 90 88 86 0 2 4
6
8
10
12
14
16
-1
18
20
22
ρ (防 垢 剂) /(mg.L )
油田垢的生成、防止与清除
葛际江 石油工程学院采油化学研究室
提 纲
1 油田垢的生成 2 油田用防垢剂 3 防垢剂的使用技术 4 氯化钠的防止 5 垢的清除
1 油田垢的生成—分类
（1）硫酸钙（CaSO4） （2）硫酸钡（BaSO4） 硫酸盐 （3）硫酸锶（SrSO4） （4）碳酸钙（CaCO3） 碳酸盐 （5）硅酸钙（CaSiO3） 硅酸盐 （6）氯化钠（NaCl） 其他 （7）腐蚀产物（FeS等）
CH2-PO3H2 CH2-PO3H2
多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)
有机膦酸防垢剂的发展
（1）ATMP 和 HEDP 是 20 世纪 60 年代开发的，至今 仍在水处理中广泛使用； （2）80 年代，研制了有机膦羧酸，其中，PBTCA 在高 温、高硬度、高 pH 值等苛刻条件下的防垢性能突出，HPA 则具有高效缓蚀性能； （3）90 年代，大分子有机膦酸 PAPEMP 问世，其分子 质量达 600 左右，且分子中引入多个醚键，因而有很高的钙 容忍度和分散垢的性能。
化学条件变化
压力条件变化
溶液 pH 变化
溶液 pH 值升高
硅酸盐溶解
硫酸钡垢
硫酸钙垢
氯化钠垢
碳酸钙垢
硅酸钙垢
图 1-2 常见油田垢的生成机理
碳酸钙垢生成
Ca +CO →CaCO3↓
Ca +2HCO →CaCO3↓+CO2+H2O
2+ 3
2+
23
复合驱结垢
大庆油田三元复合驱结垢情况
区块 杏五区 小井距北井组 杏二区 中区西部 小井距北井组 实施时间 95-97 97-99 96-00 94-96 04-05 井距/m 141 75 200 106 75 碱型 NaOH NaOH NaOH Na2CO3 Na2CO3 碱浓度/% 1.25 1.20 1.20 1.25 1.60 提高采收率 结垢情况 幅度/% 轻微 25000 严重 23.24 非常严重 19.46 无结垢 21.00 无结垢 24.60
100 90 80 70
1 2
防垢 率 / %
60 50 40 30
3 4
5
20 10 0 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 ρ (防垢 剂)
/( mg.L-1)
1－w（ATMP）=1；2－w（ATMP）/w（MA-AA）=2:1； 3－w（ATMP）/w（MA-AA）=1:1； 4－w（ATMP）/w（MA-AA）=1:2；5－w（MA-AA）=1
CH
n
COOH COOH
COOH
CH
CH
m
CH 2 O
CH C
n
COOH COOH
O
CH 2 CH OH
CH 3
常见的聚合物类防垢剂
马来酸 / 丙烯酸甲酯 / 醋 酸乙烯酯 丙烯酸/ 2-丙烯酰胺-2甲 基 丙 基 磺 酸 (AA/AMPS) 膦基聚马来酸酐(PCA)
CH CH