油田油水井结垢机理及防治技术浅析

[摘要]在油田开发过程中，经常会遇到输油管道、油水井口、炮眼、地层结垢严重的问题，这种结垢问题不仅会损坏设备、阻塞管道、降低产液量，而且还会增加工人的工作量，阻碍开采工作的进度，严重者甚至会造成整个油井报废或停产，给企业和国家带来巨大的经济损失。所以，要想提高我国油田的生产质量，我们必须对垢的成因进行充分的了解与分析，并研究出一套有效的防垢工艺技术。接下来，本文将对油田油水井的结垢机理进行简单的分析，并提出一些防治措施。

[关键词]键词 油水井 结垢机理 防垢技术

不论是采油、采气和注水开发，还是在提高采收率的各种作业中，只要有水存在，那么在采油过程中的各种生产部位都可能随之产生相应的无机盐结垢。在油田开发过程中，造成油水井结垢的原因有很多，除了水的结构、空气的温度湿度、大气压强等热力学方面的影响因素外，结晶动力学、流体动力学以及垢附着力学等也对垢的形成起了很大的作用。要想找出切实有效的油水井结垢的防治方法，就必须对这些促进垢形成的因素进行全面的分析。

1造成结垢的主要影响因素

1.1注水高矿化度、高硬度

由于油田开采的地理条件往往比较复杂，使得不得不少注水开发的油田注入水的水质存在硬度和碱度都偏高的问题，随着油田开采工作的不断深入，油田的地层压力和地层温度都会不断的下降，这种环境的变化会使水中的矿物质大量的析出，最终产生大量的无机盐结垢。

1.2注入水与地层不同水系相混，加速结垢

随着开采工作的进行，地层会不断涌现出与注入水的水质不同的地下水，地下水与注入水相互融合就会发生许多化学变化和物理变化，使水中的悬浮物、机械杂质以及粘土矿物质等的溶解性降低，最终会形成无机沉淀物，加速结垢。

1.3胶质、沥青质及蜡形成的有机垢

存在原油中重油部分的胶质、沥青质、蜡，在输油管道中流动时，随着管道周围温度、压强的下降以及轻质碳酸钙不断的逸出，在原油的溶解能力会不断的下降，从而会开始结晶、析出、聚集，最终附在管道上形成有机垢，造成输油管道阻塞，对产油量产生直接影响。

1.4细菌堵塞地层

细菌堵塞地层主要有两种形式，一是：细菌自身利用所处的有利条件进行大量的繁殖，最终形成菌落阻塞地层；二是：细菌的代谢产物，造成地层阻塞。会造成地层阻塞的细菌种类会因地层的结构、成分的不同而不同，如在长庆油田地层中的主要是硫酸还原菌，而在纯梁油田地层中主要是铁细菌。

2结垢的主要危害

2.1地层结垢

在注水开发油田时，输油管道的孔隙喉道中经常会出现地层结垢的问题，这类型的结构将会对地层导流能力产生影响，同时也会对储油层造成损害，使得水井注入能力和地层压力降低，最终会导致储油层所含的原油不能得到完全的开采，使采油量造成严重的降低。而且，通常这类型的问题进行常规的检泵作业是很难起到实质性作用，即地层结垢一旦发生，其产生的影响是很能消除的。

2.2近井垢

这类型的垢常常出现于生产井，在采油生产时，生产井近井区域会形成一个“压降漏斗区”，即该区域内的压强会随着生产不断的下降，而且压降可达数帕，甚至更多。但流体流经近井地层时，流体中的二氧化碳就会随着压力的下降大量的逸出，这一过程将会打破流体原有的平衡，使各种结垢离子相互补充，最终形成碳酸钙等多种有机垢，造成地层阻塞，这类型的结垢将会使地层参透率大大的降低，并直接影响到油井的产能。

2.3井筒垢

在采油过程中，当原油从高温高压的地层流入井筒时，由于温度和压强骤然下降，就会使得原油中的胶质、沥青质、蜡，在原油中溶解性下降，最终会结晶析出，附在油管的内壁、以及筛管、尾管、套管的内壁上。这类型的结垢会使油管的内径变小，对原油的流动造成阻碍，严重的还会使油管的接口处脱落或使油管严重腐蚀。除此之外，井筒垢还会增加输油管道的维修次数，缩短检泵周期，最终造成生产成本大大的增加。

3除垢防垢方法

3.1分开不配伍的水

水的不配伍性可以说是造成油水井结垢的主要原因，所以在油田开采过程中，应该尽可能的将两种不配伍的水进行分开，并且当注入水与地层液体不相容时，应该尽可能的选着优质水源。

3.2脱气处理

随着油田水流经环境的温度、压强发生变化，油田水中所溶解的气体可能会大量的逸出，最终形成多种有机垢，如水中的二氧化碳可以促进形成碳酸钙，二氧化硫可以促进形成硫化铁，这些有机垢，不仅会阻碍原油的流动，还会造成管道腐蚀。所以应该采用物理方法或化学方法除去水中溶解的气体。

3.3周期性滴入化学防垢剂

对于已经结垢的井筒，可以在井筒的环形空间、筛管的上部、以及油泵的下部，周期性的滴入化学防垢剂，化学防垢剂融入水中后就会对碳酸钙等多种有机垢，起到分解消除的作用。

3.4改变注入水的性质

对于容易出现结垢问题的注水井，可以在注入水中加入改性剂，使水的PH值和硬度降低，这样就可以有效的防止显弱碱性的注入水与地层酸性水融合而发生化学反应，形成各种有机垢。除此之外，在注入水中加入化学改性剂，还可以杀灭水中的各种细菌，对细菌的生存环境造成破坏，防止其进行大量的繁殖，从而使管道的腐蚀受到抑制。

3.5超声波除垢

超声波具有传播方向性好，穿透力强、能量不易衰减等特点，利用超声波除垢可以同时产生机械作用、空化作用以及热作用。当超声波在液体介质、垢物、管壁这三者之间传播时，由于存在速度差会在三中不同介质的表面形成一种强大的剪切力，这种剪切力会使垢物的附着力大大的降低，最终达到使垢物逐渐脱落的效果。

4结语

总是所述，油田采油由于油水井结垢不仅造成原油产量降低，给国家和企业带来损失，还会使原油的开采工作更加困难，使工人的工作量大大的增加。而且，石油是我国的主要能源，也是许多化工产品的原材料，因此，我们很有必要对油田油水井的结垢成因进行详细的了解和分析，并要结合实际情况，制定出一系列的除垢防垢方案，使每个油田的产油量可以得到保证。