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試析油田注水系統(tǒng)結(jié)垢及治理措施

文檔作者：王秉韜文檔來(lái)源：大慶師范學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月26日
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試析油田注水系統(tǒng)結(jié)垢及治理措施
王秉韜(大慶師范學(xué)院，黑龍江大慶163000)
摘要：對(duì)于油田注水系統(tǒng)而言，結(jié)垢問(wèn)題至關(guān)重要，現(xiàn)階
段，國(guó)際上針對(duì)結(jié)垢問(wèn)題采取了多種預(yù)防以及清除措施，但仍
無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。結(jié)垢處理過(guò)程較為復(fù)雜，并不存在通用、
高效、簡(jiǎn)便、低成本的措施，因此，不同地區(qū)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際地
質(zhì)條件以及水質(zhì)情況，進(jìn)行針對(duì)性處理。本文簡(jiǎn)要概述了油田
注水系統(tǒng)的結(jié)垢機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)垢預(yù)防以及清除措施
進(jìn)行了深入探析。
關(guān)鍵詞：油田；注水系統(tǒng)；結(jié)垢治理措施
在油田注水開(kāi)采過(guò)程中，所面I臨的最大難點(diǎn)便是注水系統(tǒng)
結(jié)垢問(wèn)題，雖然近些年相關(guān)科研人員不斷深入研究注水系統(tǒng)污
水的水質(zhì)處理措施，但仍存在大量未有效解決的突出問(wèn)題，隨
著油田產(chǎn)出水量、水質(zhì)的不斷變化，相關(guān)處理設(shè)備陳舊老化，這
些問(wèn)題更加嚴(yán)峻，例如，注水系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等，油
田難以實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。因此，探析油田注水系統(tǒng)結(jié)垢問(wèn)題非常
重要。
1結(jié)垢機(jī)理
1．1不相容理論
兩種化學(xué)不相容液體混合，例如，層位不同且所含離子不
相容的地層水、污水與清水、地面水與地層水等，由于所含離子
不同，或是離子濃度存在明顯差異，便會(huì)導(dǎo)致混合液體喪失穩(wěn)
定性，易發(fā)生沉淀現(xiàn)象。例如，某油井的水型屬于NaHCO，型，
另一個(gè)油井的水型為CaCL2型，將這兩種水型進(jìn)行充分混淆，便
會(huì)導(dǎo)致油井注水系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢情況。
1．2熱力學(xué)條件變化理論
如果井內(nèi)動(dòng)力學(xué)條件以及熱力學(xué)條件保持長(zhǎng)期恒定，即使
出現(xiàn)不相容離子，并且混合而成的液體過(guò)于飽和，也不會(huì)喪失
穩(wěn)定性而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。不過(guò)油水井生產(chǎn)過(guò)程中，井內(nèi)流速、
壓力以及溫度均會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化，此時(shí)高礦化度水便極
易出現(xiàn)結(jié)垢情況，但鈣鹽則不同。
1．3吸附理論
一般情況下，油田注水系統(tǒng)結(jié)垢可以劃分為析出、長(zhǎng)大、沉
積三個(gè)階段。垢屬于晶體結(jié)構(gòu)，井內(nèi)管線設(shè)備表面存在較大程
度的凹凸不平情況，可以歸結(jié)為微觀毛糙面，垢離子可以吸附
在管線設(shè)備的壁面上，以其為中心進(jìn)行結(jié)晶，然后經(jīng)過(guò)一定時(shí)
間的長(zhǎng)大，便會(huì)形成堅(jiān)實(shí)且致密的垢。就油田注水系統(tǒng)而言，
水垢形成屬于混合結(jié)晶過(guò)程，其中，晶種便是水中所含有的懸
浮粒子，管線設(shè)備的粗糙表面以及其他雜質(zhì)粒子均可以對(duì)懸浮
粒子進(jìn)行催化，促使其在飽和度較低的溶液中進(jìn)行分析、結(jié)晶，
最終呈現(xiàn)為垢的形態(tài)。
2防治以及清除水垢的措施
2．1注水前處理水質(zhì)
相關(guān)人員首先要調(diào)查當(dāng)?shù)貙?shí)際水質(zhì)條件，擇取適當(dāng)藥劑改
善注水水質(zhì)。一般情況下，各個(gè)注水站中均含有大量陰陽(yáng)離
子，例如，硫酸氫根、硫酸根、鈣離子、鎂離子等，正是因?yàn)檫@些
離子的存在，油田注水系統(tǒng)才會(huì)出現(xiàn)水垢。相關(guān)人員在注水
前，適當(dāng)處理水質(zhì)，例如，采取離子膜過(guò)濾，或是電離沉淀方式，
減少水中離子量，降低化學(xué)反應(yīng)概率，便可以避免其出現(xiàn)沉降
現(xiàn)象。
212注水前除氧
水質(zhì)中只有含有充足的氧氣，各個(gè)離子才會(huì)出現(xiàn)沉淀反
應(yīng)，而管道腐蝕也必須在充足的氧氣支持下才能產(chǎn)生。如果水
中含有較高的氧氣，便會(huì)加快管道腐蝕速度，進(jìn)而形成水垢。
現(xiàn)階段，主要應(yīng)用兩種除氧方式：其一，物理除氧。由于水的溫
度不同，因此可以采取多種物理方法去除水中氧氣，例如，精餾
除氧、解吸、離子膜過(guò)濾分離除氧、吸附除氧、熱力除氧等。其
二，化學(xué)除氧。氧氣具有一定的化學(xué)活性，利用此點(diǎn)可以促使
除氧劑與水中氧氣產(chǎn)生記性反應(yīng)，便會(huì)生成可以輕易去除的物
質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到除氧目的?，F(xiàn)階段主要應(yīng)用的化學(xué)除氧方法主要
有三種，分別為氧化物還原劑除氧、催化過(guò)濾除氧以及無(wú)氫催
化除氧。相關(guān)人員化學(xué)除氧過(guò)程中，要對(duì)除氧劑毒性給予重點(diǎn)
防范，避免發(fā)生事故。
2．3更換管道材料
很多油田注水井的管道材料多為鋼材，耐蝕性較差。相關(guān)
人員可以更換管道材料，例如，玻璃鋼材具有非常好的光滑度，
水內(nèi)離子沉淀不易吸附于其表面，避免其殘留長(zhǎng)大腐蝕管道。
不僅如此，玻璃鋼材具有非常強(qiáng)的化學(xué)惰性，耐蝕性較強(qiáng)，抗腐
蝕效果非常顯著。
2．4適當(dāng)應(yīng)用殺菌劑
相關(guān)人員可以結(jié)合油田實(shí)際水溫、水質(zhì)，對(duì)水垢成分進(jìn)行
有效分析，然后擇取適宜殺菌劑對(duì)水體進(jìn)行殺菌處理?，F(xiàn)階
段，廣泛應(yīng)用的殺菌劑有三種：其一，異噻唑啉酮?dú)⒕鷦?；其二?
JYSJ一01殺菌劑，該殺菌劑不僅可以降低硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)性，
降低硫化物的沉淀速率，還能削弱其管材腐蝕性能；其三，氯化
苯甲烷銨，其屬于陽(yáng)離子活性劑，具有抑制菌藻類(lèi)生長(zhǎng)的能效，
而且還能在一定程度上實(shí)現(xiàn)緩蝕以及去油。
2．5緩蝕阻垢劑與防垢劑
緩蝕阻垢劑可以降低水垢的生成概率以及生長(zhǎng)速率，而防
垢劑可以有機(jī)結(jié)合水中的鎂離子以及鈣離子，形成一種具有較
高水溶解穩(wěn)定性的化合物，降低水中陽(yáng)離子含量以及沉淀發(fā)生
概率，進(jìn)而達(dá)到防垢目的。
2．6酸性液體浸泡管道
相關(guān)人員將適量的酸性液體倒入水中，可以有效消除水中
的碳酸氫鈣、碳酸鈣，避免其出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，除此之外，還能有
效溶解其他酸鹽類(lèi)物質(zhì)，避免水質(zhì)沉淀結(jié)垢。一般情況下，油
田注水系統(tǒng)內(nèi)水垢多是由碳酸鹽類(lèi)沉淀而成，因此，利用酸性
液體浸泡管道，可以有效實(shí)現(xiàn)除污目的。
3結(jié)語(yǔ)
油田注水系統(tǒng)結(jié)垢會(huì)嚴(yán)重降低油田采出率，相關(guān)人員必須
加大對(duì)油田除垢方面的研究力度，不斷研發(fā)具有較高經(jīng)濟(jì)性以
及實(shí)效性的新措施，保證油田開(kāi)采質(zhì)量，以此推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)
現(xiàn)全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
f11張培澤，張曉東．淺析油田注水系統(tǒng)結(jié)垢及治理措施[J】．
科技風(fēng)，2011(06)．
獲大慶市科技局項(xiàng)目支持(項(xiàng)目編號(hào)：SZDFY一2015—68)。
作者簡(jiǎn)介：王秉韜(1993一)，男，黑龍江大慶人，就讀于大慶師范
學(xué)院化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)。
102【化罩哲理2015年10N

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