油田常见防垢技术简介.ppt

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1、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：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。腐蚀产物，包括碳酸铁、硫化亚铁、以及羟基氧化铁等。水源中的悬浮物、油以及细菌粘粘沉积在管壁上引起的。无机垢的类型结垢名称分子式结垢的主要原因碳酸钙（碳

2、酸盐）硫酸钙（石膏）半水合物无水石膏CaCO3CaSO42H2OCaSO41/2H2OCaSO4硫酸钡硫酸锶铁化合物碳酸亚铁硫化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氧化铁FeCO3FeSFe（OH）2Fe（OH）3Fe2O3FeCO3SrSO4二氧化碳的分压、温度、总溶盐量温度、总溶盐量、压力温度总溶盐量腐蚀、溶解气体、PH结垢的机理（1）不配伍混合结垢不配伍的注入水和地层水混合可引起结垢。在二次采油和提高采收率注水作业过程中经常将处理后的油田采出水或海水回注到储层中，当回注水水质与地层水水质不相容时，就会发生

3、结垢。海水一般富含硫酸根离子，而地层水含钙离子和钡离子，因此当海水与地层水混合是会产生硫酸钙和硫酸钡等垢。（2）自动结垢油藏内水与油共存，各种采油工艺的实施不可避免地导致平衡状态的改变。如果这些变化使流体组分超过某种矿物质溶解度的极限，则会形成结垢沉积。硫酸盐和碳酸盐结垢会因井筒内压力、温度的变化或由于井下流动受阻而沉积，高矿化度盐水的温度较大幅度下降会形成氯化物。另外，含油酸气的采处流体形成碳酸盐结垢沉积时，开采过程中压力下降会使流体脱气，从而提高PH值，使结垢加剧。油气生产过程中常见的结垢机理

4、结垢的机理沉降作用：沉降力包括：粒子本身重力、表面对粒子的吸引力和范德华力以及表面粗糙等引起的物理作用力。切力也称剪应力，是水流使粒子脱离表面的力。沉降力<切力，粒子被分散在水中，沉降力>切力，粒子容易沉积结垢的机理（3）蒸发引起的结垢结垢还与采油生产过程中同时产出的烃类气体和地层盐水有关。随着生产管柱中静水压力的减小，烃类气体的体积增大，温度较高的盐水发生蒸发，从而使剩余水中溶解离子的浓度超过矿物质的溶解度而引起结垢，这是高温高压井中形成卤化物结垢的常见原因。（4）气驱和化学驱引起的结垢利用二氧

5、化碳驱进行二次采油可能引起垢沉积。因为含有二氧化碳的水会变为酸性，并溶解地层中的方解石（碳酸钙）。当生产井周围的地层压力下降时，二氧化碳会脱离溶解，于是碳酸钙会在射孔孔眼和近井眼的地层孔隙中沉积，而近井眼环境产生结垢，将使压力进一步降低，从而形成更多沉淀。在化学驱中注入地层的化学药剂也可能引起水垢沉积，碱驱中注入碱液与岩石作用会使PH值、离子组成及温度和压力改变，可引起碳酸盐、硅酸盐和氢氧化物沉淀。油气生产过程中常见的结垢机理常见防垢技术化学防垢物理防垢改善工艺生产条件，防止垢的形成：优化设计油田

6、生产工艺技术措施，将油井产物油气水进行处理，针对钡锶离子含量高的特性，采取最优的分离技术，减少与硫酸根离子接触机会，相应的减少沉淀的形成，达到最佳的防垢效果。防垢剂防垢剂是一些化学药品的通称，把少量的这些化学药品加入通常能结垢的水中，能起到延缓、减少或抑制结垢的作用。机理:1.当垢开始形成时，首先从水中沉淀出细小的结晶体。就在这个时候，防垢剂附到这些晶体表面上，而使它们保持细小的晶体，并抑制了它们进一步增长，增加其溶解度，这种防垢机理使药剂具有阈值效应。这点被认为是油田防垢剂作用的主要机理。2.使

7、晶体畸变。3.在某些情况下，防垢剂阻止垢结晶是由于这些防垢剂吸附到管线过容器的内表面上。因此，防垢剂应用必须注意两点:1.在水中当垢晶刚刚形成时，水中添加的防垢剂必须能够最有效的阻止垢晶进一步增长。这就说，防垢剂必须投加于产生问题部位的上游。2.防垢剂必须连续投加于水中，这样才能防止从水中沉淀的每一垢晶的增长，因此，无论是连续注入防垢剂，还是间歇性注入，均需要保证系统内连续含有防垢剂。防垢器是利用合金材料成分并经特殊处理，形成一种特殊金相结构。这种特殊金相结构可以抑制固相粒子、蜡、垢的形成，能够改

8、变流体的静电位，使流体产生极化效应，将固相矿物质悬浮在液相中，防止蜡、垢的形成以及对设备的腐蚀。防垢器防垢器增加水对垢的溶解性水由若干个分子缔合而成的较大的水分子，即n称为缔合水分子，n为缔合度。缔合水分子是极性分子，H2O可以构成一个电偶极子，缔合水分子nH2O可以构成n个电偶极子的复合体系。这种水分子团对碳酸钙(水垢)的溶解度较低，使水垢很容易析出，由于不同条件下水的温度、硬度、粘度及PH值不同，水结垢的程度也不同。当缔合水分子以一定的流速经过金属试样时，由于金属试样可形成无数