姬塬油田防垢、除垢技术应用研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
达 到 防垢 、除垢 的效 果 。 １ － ２ 物 理 除垢
设备 。电磁防垢 器采用 缠绕方式安装 在管道上 ，超 声波 防垢 器采用焊接方 式将发射头安装在管道或设 备 进 出 口。工 艺 流 程 见 图 ｌ 。
井组 来 油
物理除垢器 主要 由壳体 、 填料 、 液流进 口接管 、 液流 出 口接管及排 污管道等构成 。液体进入除垢器 后 ，液 体 中 的垢 晶 被填 料 （ 一 种 经 过 特 殊 化 学 处 理
｛ 郭 刚 ，男 ，工程 师 。２ ０ ０ ４年毕 业于 西安 石油 大学 石油 工程 学 院油气 储运 专业 ，获学士 学 位 ；２ ０ ０ ７年 毕业 于中 国石 油大学 （ 华 东 ）储 运与 建筑 工程 学 院油气储运专业， 获硕士学位。 现在西安长庆科技工程有限责任公司从事油气 田地面工程规划设计工作。 地址 ： 陕西省西安市未央区长庆大厦 １ ０ ０ ４ 室， ７ １ ０ ０ １ ８ 。
郭 刚等 ．姬 塬 油 田防垢 、除 垢 技 术应 用 研 究 ．石 油 规 划设 计 ，２ ０ １ ３ ，２ ４（ ４）：２ ８ ～３ １
摘要 阐述 了电磁 防垢 、超 声波防垢 、物理除垢 、清 管仪 清垢等 防垢 、除垢技 术的机 理 ，介 绍 了这 几种 防垢 、除 垢技 术在 姬 塬 油 田 多层 系复 合 开 发 中的 应 用 并 进 行 了分 析 ，认 为 电磁 防 垢 和 超 声波防垢 效果较好 ，能够有效保护集榆站场重点设备 ；物理 除垢 可以有效去 除不配伍层 系混合 产 生的垢 晶 ；清 管仪 可清除集输 管道和 注水管道 的结垢 。这几种 防垢 、除垢方式的配合使 用 ，解 决 了生 产 运行 中站 场 防 垢 、管道 除垢 等难 题 ，使 生产 能够 安 全 、平 稳 、高 效 运行 ，在 姬 塬 油 田 多 层 系开发 中具有较大的发展前景和推 广应 用价值 。 关键词 姬 塬 油 田 ； 电磁 防 垢 ；超 声波 防垢 ；物 理 除垢 ；清 管 仪
后 具 有 强 表 面 能 的 导 电纤 维 ）吸 附 而 截 留 ， 当填 料
总阀组 Ｈ 收球 筒 Ｈ 电磁或超 声波防垢 器
２ ８
第２ ４卷
第 ４期
石 油 规 划 设 计
２ ０ １ ３ 年 ７月
文章 编号 ：１ ０ ０ ４ — ２ ９ ７ ０（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ — ０ ０ ２ ８ — ０ ４
郭 刚
张 小 龙 王 琦 张 平
（ １西安 长庆 科技 有 限责任公 司 ； ２ ． 大 庆油 田工 程有 限 责任公 司 ）
１ 防 垢 、 除 垢 机 理
１ ． １ 电磁 、超 声波 防 垢
１ ． １ ． １ 电磁 防垢
在高频 电磁场 的作用下 ，水 体 中的极性水分子 受到交变 电场 的作 用 ，水 分子 中正负 电荷重心周期 性地靠 近和远离 ，产生 电荷 间振动 。由于电场梯度
传播到加热炉 、热交换器等易结垢设备 ，使 液体产 生超声凝聚现象 。由于金属管壁 和液体对超 声波脉 冲信号 的频率 响应不 同 ，导致金 属管壁 和液体之间 产 生高速的相对 运动 ，使液体 中尚未结 晶的盐及较
和 极 性 水 分 子 常 常 不 在 同一 直 线 上 ，进 而 产 生 偶 极 矩 ，并 随 电场 的变 化 发 生 周 期 性 偏 移 ，产 生 分 子 振
较大 、配伍性差 ，导致井筒 及地面集输系统结垢严 重 。目前 ，已发现有结垢油井 ４ ６ ５口、结垢 站点 ７ ３ 座 、结垢管道 ２ １ ５ ｋ ｍ，严重影 响原油生产 。通过对 电磁 防垢器 、超声波防垢器 、除垢器 、清管 仪等防
中 图分类 号 ：Ｔ Ｅ ９ ８ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ０ｌ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ Ｓ Ｓ Ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ９ Leabharlann Baidu ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
姬 塬 油 田以 多 层 系 复 合 开 发 为 主要 特 色 。 由于 采 出水 成 垢 离 子 浓 度 大 ，且 不 同层 位 离 子 浓 度 差 异
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：ｇ ｕ ｏ ｇ ａ ｎ ｇ Ｏ１ ０ ２ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ
第２ ４ 卷
第 ４期
石 油 规 划 设 计
２ ９
大 颗 粒 的凝 结 团或 结 晶无 法 静 止 黏 固在 金 属 管 壁 表 面 ，而 是 随 着 管 内液 体 的流 动 被 带 走 。此 外 ，在超
１ ． １ ． ２ 超 声 波 防垢
产运行 中系统结垢的问题 ， 确保生产安全、 平稳运行 。
理论研究认为 ：在超声场 的作用下 ，流体 中成 垢 物 质 的物 理 形 态 和化 学 性 能 发 生 一 系列 变 化 ，使 之分散 、粉碎 、松 散 、松脱 而不易附着在管壁上 ， 进 而避 免 了积 垢 的形 成 。 现场应用认 为 ：超声波脉 冲信号通过金 属管壁
收球 筒 、加 热 炉 盘 管 、输 油 泵 为 重 点 结 垢 部位 。考 虑 生产 成 本 及 拆 卸 更 换 难 易 程 度 ，选 择 更换 成 本 高 且 不 易更 换 的加 热 炉 作 为 电磁 和 超声 波 防垢 的试 验
声 波脉冲变频信号 的作用下 ，液体沿着 裂缝 进入垢 层里 面 ，极 微小 的液体流在接受高温管壁加 热后被 汽化 ，体积急速膨胀 ，推动垢脱离金属管 壁 ，从 而
垢 、除垢 方 法 的 现 场 试 验 应 用 ，解 决 了姬 塬 油 田生
荡， 当分子运动加剧到一定程度 ， 即可形 成活性水 ， 影 响成 垢 盐 类 析 出 、结 晶 及 聚 合 ，成 垢 物 质 形 不 成
坚硬 的针状结 晶体 ， 而是形成细小松软 的粒状沉淀 ， 以微晶态悬 浮于液体中 ¨ 、 ， 从而达到 防垢 的 目的。
设备 。电磁防垢 器采用 缠绕方式安装 在管道上 ，超 声波 防垢 器采用焊接方 式将发射头安装在管道或设 备 进 出 口。工 艺 流 程 见 图 ｌ 。
井组 来 油
物理除垢器 主要 由壳体 、 填料 、 液流进 口接管 、 液流 出 口接管及排 污管道等构成 。液体进入除垢器 后 ，液 体 中 的垢 晶 被填 料 （ 一 种 经 过 特 殊 化 学 处 理
｛ 郭 刚 ，男 ，工程 师 。２ ０ ０ ４年毕 业于 西安 石油 大学 石油 工程 学 院油气 储运 专业 ，获学士 学 位 ；２ ０ ０ ７年 毕业 于中 国石 油大学 （ 华 东 ）储 运与 建筑 工程 学 院油气储运专业， 获硕士学位。 现在西安长庆科技工程有限责任公司从事油气 田地面工程规划设计工作。 地址 ： 陕西省西安市未央区长庆大厦 １ ０ ０ ４ 室， ７ １ ０ ０ １ ８ 。
郭 刚等 ．姬 塬 油 田防垢 、除 垢 技 术应 用 研 究 ．石 油 规 划设 计 ，２ ０ １ ３ ，２ ４（ ４）：２ ８ ～３ １
摘要 阐述 了电磁 防垢 、超 声波防垢 、物理除垢 、清 管仪 清垢等 防垢 、除垢技 术的机 理 ，介 绍 了这 几种 防垢 、除 垢技 术在 姬 塬 油 田 多层 系复 合 开 发 中的 应 用 并 进 行 了分 析 ，认 为 电磁 防 垢 和 超 声波防垢 效果较好 ，能够有效保护集榆站场重点设备 ；物理 除垢 可以有效去 除不配伍层 系混合 产 生的垢 晶 ；清 管仪 可清除集输 管道和 注水管道 的结垢 。这几种 防垢 、除垢方式的配合使 用 ，解 决 了生 产 运行 中站 场 防 垢 、管道 除垢 等难 题 ，使 生产 能够 安 全 、平 稳 、高 效 运行 ，在 姬 塬 油 田 多 层 系开发 中具有较大的发展前景和推 广应 用价值 。 关键词 姬 塬 油 田 ； 电磁 防 垢 ；超 声波 防垢 ；物 理 除垢 ；清 管 仪
后 具 有 强 表 面 能 的 导 电纤 维 ）吸 附 而 截 留 ， 当填 料
总阀组 Ｈ 收球 筒 Ｈ 电磁或超 声波防垢 器
２ ８
第２ ４卷
第 ４期
石 油 规 划 设 计
２ ０ １ ３ 年 ７月
文章 编号 ：１ ０ ０ ４ — ２ ９ ７ ０（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ — ０ ０ ２ ８ — ０ ４
郭 刚
张 小 龙 王 琦 张 平
（ １西安 长庆 科技 有 限责任公 司 ； ２ ． 大 庆油 田工 程有 限 责任公 司 ）
１ 防 垢 、 除 垢 机 理
１ ． １ 电磁 、超 声波 防 垢
１ ． １ ． １ 电磁 防垢
在高频 电磁场 的作用下 ，水 体 中的极性水分子 受到交变 电场 的作 用 ，水 分子 中正负 电荷重心周期 性地靠 近和远离 ，产生 电荷 间振动 。由于电场梯度
传播到加热炉 、热交换器等易结垢设备 ，使 液体产 生超声凝聚现象 。由于金属管壁 和液体对超 声波脉 冲信号 的频率 响应不 同 ，导致金 属管壁 和液体之间 产 生高速的相对 运动 ，使液体 中尚未结 晶的盐及较
和 极 性 水 分 子 常 常 不 在 同一 直 线 上 ，进 而 产 生 偶 极 矩 ，并 随 电场 的变 化 发 生 周 期 性 偏 移 ，产 生 分 子 振
较大 、配伍性差 ，导致井筒 及地面集输系统结垢严 重 。目前 ，已发现有结垢油井 ４ ６ ５口、结垢 站点 ７ ３ 座 、结垢管道 ２ １ ５ ｋ ｍ，严重影 响原油生产 。通过对 电磁 防垢器 、超声波防垢器 、除垢器 、清管 仪等防
中 图分类 号 ：Ｔ Ｅ ９ ８ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ０ｌ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ Ｓ Ｓ Ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ９ Leabharlann Baidu ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
姬 塬 油 田以 多 层 系 复 合 开 发 为 主要 特 色 。 由于 采 出水 成 垢 离 子 浓 度 大 ，且 不 同层 位 离 子 浓 度 差 异
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：ｇ ｕ ｏ ｇ ａ ｎ ｇ Ｏ１ ０ ２ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ
第２ ４ 卷
第 ４期
石 油 规 划 设 计
２ ９
大 颗 粒 的凝 结 团或 结 晶无 法 静 止 黏 固在 金 属 管 壁 表 面 ，而 是 随 着 管 内液 体 的流 动 被 带 走 。此 外 ，在超
１ ． １ ． ２ 超 声 波 防垢
产运行 中系统结垢的问题 ， 确保生产安全、 平稳运行 。
理论研究认为 ：在超声场 的作用下 ，流体 中成 垢 物 质 的物 理 形 态 和化 学 性 能 发 生 一 系列 变 化 ，使 之分散 、粉碎 、松 散 、松脱 而不易附着在管壁上 ， 进 而避 免 了积 垢 的形 成 。 现场应用认 为 ：超声波脉 冲信号通过金 属管壁
收球 筒 、加 热 炉 盘 管 、输 油 泵 为 重 点 结 垢 部位 。考 虑 生产 成 本 及 拆 卸 更 换 难 易 程 度 ，选 择 更换 成 本 高 且 不 易更 换 的加 热 炉 作 为 电磁 和 超声 波 防垢 的试 验
声 波脉冲变频信号 的作用下 ，液体沿着 裂缝 进入垢 层里 面 ，极 微小 的液体流在接受高温管壁加 热后被 汽化 ，体积急速膨胀 ，推动垢脱离金属管 壁 ，从 而
垢 、除垢 方 法 的 现 场 试 验 应 用 ，解 决 了姬 塬 油 田生
荡， 当分子运动加剧到一定程度 ， 即可形 成活性水 ， 影 响成 垢 盐 类 析 出 、结 晶 及 聚 合 ，成 垢 物 质 形 不 成
坚硬 的针状结 晶体 ， 而是形成细小松软 的粒状沉淀 ， 以微晶态悬 浮于液体中 ¨ 、 ， 从而达到 防垢 的 目的。