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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：王秉韜文檔來源：大慶師范學院		點擊數(shù)：	更新時間： 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(大慶師范學院，黑龍江大慶163000)
摘要：對于油田注水系統(tǒng)而言，結(jié)垢問題至關(guān)重要，現(xiàn)階
段，國際上針對結(jié)垢問題采取了多種預防以及清除措施，但仍
無法達到預期效果。結(jié)垢處理過程較為復雜，并不存在通用、
高效、簡便、低成本的措施，因此，不同地區(qū)應結(jié)合自身實際地
質(zhì)條件以及水質(zhì)情況，進行針對性處理。本文簡要概述了油田
注水系統(tǒng)的結(jié)垢機理，并在此基礎(chǔ)上對結(jié)垢預防以及清除措施
進行了深入探析。
關(guān)鍵詞：油田；注水系統(tǒng)；結(jié)垢治理措施
在油田注水開采過程中，所面I臨的最大難點便是注水系統(tǒng)
結(jié)垢問題，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
些問題更加嚴峻，例如，注水系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕、水質(zhì)不達標等，油
田難以實現(xiàn)正常生產(chǎn)。因此，探析油田注水系統(tǒng)結(jié)垢問題非常
重要。
1結(jié)垢機理
1．1不相容理論
兩種化學不相容液體混合，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，便會導致混合液體喪失穩(wěn)
定性，易發(fā)生沉淀現(xiàn)象。例如，某油井的水型屬于NaHCO，型，
另一個油井的水型為CaCL2型，將這兩種水型進行充分混淆，便
會導致油井注水系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢情況。
1．2熱力學條件變化理論
如果井內(nèi)動力學條件以及熱力學條件保持長期恒定，即使
出現(xiàn)不相容離子，并且混合而成的液體過于飽和，也不會喪失
穩(wěn)定性而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。不過油水井生產(chǎn)過程中，井內(nèi)流速、
壓力以及溫度均會出現(xiàn)不同程度的變化，此時高礦化度水便極
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、長大、沉
積三個階段。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，以其為中心進行結(jié)晶，然后經(jīng)過一定時
間的長大，便會形成堅實且致密的垢。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)粒子均可以對懸浮
粒子進行催化，促使其在飽和度較低的溶液中進行分析、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?shù)貙嶋H水質(zhì)條件，擇取適當藥劑改
善注水水質(zhì)。一般情況下，各個注水站中均含有大量陰陽離
子，例如，硫酸氫根、硫酸根、鈣離子、鎂離子等，正是因為這些
離子的存在，油田注水系統(tǒng)才會出現(xiàn)水垢。相關(guān)人員在注水
前，適當處理水質(zhì)，例如，采取離子膜過濾，或是電離沉淀方式，
減少水中離子量，降低化學反應概率，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，各個離子才會出現(xiàn)沉淀反
應，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，便會加快管道腐蝕速度，進而形成水垢。
現(xiàn)階段，主要應用兩種除氧方式：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、離子膜過濾分離除氧、吸附除氧、熱力除氧等。其
二，化學除氧。氧氣具有一定的化學活性，利用此點可以促使
除氧劑與水中氧氣產(chǎn)生記性反應，便會生成可以輕易去除的物
質(zhì)，進而達到除氧目的?，F(xiàn)階段主要應用的化學除氧方法主要
有三種，分別為氧化物還原劑除氧、催化過濾除氧以及無氫催
化除氧。相關(guān)人員化學除氧過程中，要對除氧劑毒性給予重點
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，避免其殘留長大腐蝕管道。
不僅如此，玻璃鋼材具有非常強的化學惰性，耐蝕性較強，抗腐
蝕效果非常顯著。
2．4適當應用殺菌劑
相關(guān)人員可以結(jié)合油田實際水溫、水質(zhì)，對水垢成分進行
有效分析，然后擇取適宜殺菌劑對水體進行殺菌處理?，F(xiàn)階
段，廣泛應用的殺菌劑有三種：其一，異噻唑啉酮殺菌劑；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，其屬于陽離子活性劑，具有抑制菌藻類生長的能效，
而且還能在一定程度上實現(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速率，而防
垢劑可以有機結(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，降低水中陽離子含量以及沉淀發(fā)生
概率，進而達到防垢目的。
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沉淀而成，因此，利用酸性
液體浸泡管道，可以有效實現(xiàn)除污目的。
3結(jié)語
油田注水系統(tǒng)結(jié)垢會嚴重降低油田采出率，相關(guān)人員必須
加大對油田除垢方面的研究力度，不斷研發(fā)具有較高經(jīng)濟性以
及實效性的新措施，保證油田開采質(zhì)量，以此推動我國經(jīng)濟實
現(xiàn)全面發(fā)展。
參考文獻：
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，2011(06)．
獲大慶市科技局項目支持(項目編號：SZDFY一2015—68)。
作者簡介：王秉韜(1993一)，男，黑龍江大慶人，就讀于大慶師范
學院化學工程與工藝專業(yè)。
102【化罩哲理2015年10N

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