油田防垢技术研究与应用进展

油田防垢技术研究与应用进展

【摘要】在开采油田的过程中，油井的结垢现象会严重影响开采工作的正常运作，导致采油量大幅降低。因此，在油田开发一段时间之后，就要采用一些防垢方法对油井进行防垢，以保障油井正常工作。本文主要分析了油井结垢的原因与常用的防垢方法以及对防垢技术进行全面的分析。

【关键词】油田防垢技术碳酸盐垢硫酸盐垢

目前，我国大部分的油田都处于高含水期，油井结垢的问题越来越严重。结垢主要发生在油井和地面集输系统，对油层造成严重的损害，甚至导致油田管线堵塞，严重影响了工作效率，不仅增加了能耗，还降低了产量。在上个世纪80年代，我国就针对过油井结垢问题采取过许多不同的防垢方法，但效果都不太明显。随着油田的生产形式越来越复杂，油井开采对防垢的要求也相应提高，推动油井防垢技术的不断进步。

1 油田结垢产生的原因与影响因素

1.1 产生原因

在油田开采过程中，产生结垢的原因主要有以下三种：

（1）注水中含有大量的钙镁离子，在采油的过程中，由于压力、温度等因素发生变化，导致垢物质的形成。

（2）注水中不相溶的水溶液经过化学作用之后，导致垢物质的形成。

（3）采出物经过压力、温度的变化引起自身发生化学变化，导

致垢物质的形成。

1.2 影响因素

垢的形成不仅受到注水中的各种微量元素离子制约，还受到了外面条件的影响，主要表现在：

（1）垢中含有的离子越多，离子之间相结合的机会就越大，导致结垢范围就大。

（2）压力与温度是影响垢形成的主要原因，各离子的溶解度随着压力与温度的变化而变化，从而导致垢的大量形成。

（3）ph值也影响着垢的形成，当溶解液的ph值较高时，垢的形成会比较多。反之，当溶解液的ph值较低时，垢的形成也就相应减少。

2 油田防垢技术

随着科学技术的不断进步，现在的高分子聚合物防垢剂已经取代过去传统的加酸方法，成为现阶段油田防垢的主流。高分子聚合物防垢剂主要具备用量少、副作用小、环保等特点。在科学技术快速发展的今天，超声波、电磁、脉冲等技术为防垢工作作出了巨大的贡献，具有操作简单、能耗低、成本低等特点，被广泛应用于油田防垢。另外，油田防垢还可以根据油田的实际情况从而改变外部条件的工艺方法来实现。针对油田水质的多样性，如果只用一种防垢技术，所取的防垢效果不会太好，只有通过多种技术的结合，共同协作，扬长避短，才能将油田防垢工作做到最好。

2.1 化学防垢法

化学防垢法就是要通过化学物质产生化学反应，从而防止形成垢物质，主要是通过添加化学物质导致无机盐垢减少实现的。防垢剂从传统的无机物发展到目前的有机物，从过去的小分子到今天的大分子。

2.1.1 有机磷酸型防垢剂

有机磷酸型防垢剂具有较好的化学稳定性与耐高温性。在注水中，不易与水产生化学反应，其结构也不会被酸碱所破坏。有机磷酸型防垢剂具有阻垢性能好、成本低、用量少等优点，是我国现阶段应用最为广泛的一种防垢剂。但是，有机磷酸型防垢剂在使用的过程中，会导致污水中含有大量的有机磷，引起菌藻的大量产生，严重影响生态环境。实践证明，有机磷酸型防垢剂具有表面活性，可以去除金属的活化作用，降低了水溶液中的金属离子，达到降低垢物质形成的作用。

2.1.2 聚合物型防垢剂

聚合物型防垢剂具有良好的阻垢性，溶限效应与协同效应良好、成本低、用量少、无公害等优点，是我国近几年油田防垢的主流方向。随着石油工业不断发展，油田地质越来越恶劣，钡、锶等元素在油田之中出现的越来越多，因此，针对钡、锶等元素的防垢剂显得越来越重要。共聚物与水融合之后就会吸附在微晶上，增大了微晶之间的斥力，防止金属盐分子进行聚结，使晶体的生长速度减缓，导致垢物质不行形成，起到防垢的效果。

2.1.3 纳米乳液防垢剂

纳米乳液防垢剂是我国油田现阶段最常用的防垢方法，它是通过挤注防垢剂溶液来达到防垢的目的。在含水量较少的地层中，水溶性挤注液容易引起油井出油慢，甚至会伤害到储层的结构。通过采用纳米乳液防垢剂就可以有效地处理好这样的问题。主要优点就在于：

（1）纳米乳液可以通过变形，避免了地层孔喉堵塞。

（2）纳米乳液可以进入任意的产油层，同时不会引起锥进现象产生。

（3）挤注工作完成后，纳米乳液不会造成出油慢等现象，采油效率提高。

2.2 物理防垢法

物理防垢法就是通过在设备内壁利用设备仪器的作用从而减少垢对的形成。是通过物理作用将无机盐排出设备内壁，防止无机盐产生沉积作用，最终减少垢的形成。物理防垢法主要包括：涂层防垢法、超声波处理、磁防垢技术等。

2.2.1 涂层防垢法

在采用过程中，管道内壁的表面能越好，就越容易形成垢物质。因此，涂层防垢法就是在管道内壁的基础上涂上一层表面能较低的涂层，减少晶核在管道内壁的吸附率，实现物理防垢的作用。

2.2.2 超声波处理

超声波处理的工作原理是：

（1）超声波通过产生声场从而使分子的活性提高，使垢物质逐

渐分散，从而实现垢物质无法沉积，达到防垢的效果。

（2）超声波可以使水溶液中产生大量的气泡，当气泡破裂时，其冲击力将垢物质冲散，从而起到防垢的作用。

2.2.3 磁防垢技术

磁防垢技术是通过磁场对形成垢的物质产生影响，减少垢物质形成，从而达到防垢的效果。磁防垢技术具有操作简单、成本低、无公害等优点，现在也被国内油田广泛使用。

3 结束语

油田结垢的防治过程是曲折和漫长的，需要立足于长期的生产实践中，才能真正提高实际生产的生产效率。相对于国外发达国家的防垢技术，我们国家的防垢技术发展水平还有待提复合功能的新型防垢剂，这成为当今化学防垢剂的长期目标。物理防垢技术的优势在于、工艺方法简单方便、所需要的经济成本比较低、对环境的污染比较小，在实际生产的应用中，前景一片光明。立足于实际的应用技术中，结合物理方法、化学投药法以及生物技术的全面应用，效果会更具有科学性。

参考文献

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