油田結垢的原因

油田生產過程中，壓力、溫度的變化或不相容的水相混合，會造成地層、井筒和管線表面結垢，影響原油生產。目前我國很多油田已經進入高含水期，結垢問題日益突出。

油田結垢主要有兩大原因：一是地層水中含有高濃度易結垢鹽離子，在采油過程中壓力、溫度或水成分變化改變了原先的化學平衡而產生垢，主要垢成分是碳酸鈣，可混有碳酸鎂、硫酸鈣/鎂等，我國陸上油田結垢大都由此引起。二是兩種或兩種以上不相容的水混合，結垢離子相互作用而生成垢，常見的有硫酸鋇和硫酸鍶垢。特別是海上油田注海水開采過程中，地層水常含有鋇鍶離子，而海水含有大量的硫酸根離子，兩者混合產生難溶的硫酸鋇鍶垢。

此外，油田垢產生的原因還因為一些離子結合后會形成在水中不溶、難溶和微溶的物質，這些物質都很容易成為積累的水垢，也即鹽類垢。通常，這類垢是由碳酸鹽和硫酸鹽組成的，典型的有碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶等。這種垢的形成一般會經歷成核長大的過程，先是少量垢核心在管道表面形成、附著，然后更多的其它成垢化合物在這些核心周圍聚集，成為更大的垢團。隨著水流的沖刷，一部分垢被沖掉，但其它的垢繼續生成，最終可能阻塞管道，隨著環境水溫的升高，這些難溶或微溶鹽的溶解度下降，就有更多的物質從水中析出，成為水垢。在一些管道中，當溫度高于60℃時才會出現明顯的結垢趨勢，溫度越高，結垢的趨勢越嚴重。

水的流速也會明顯地影響結垢的趨勢。水的流動越緩和，成垢核心生長的環境越穩定，隨著管道輸送介質流速的降低，水垢出現的概率逐漸提高，流速和流向的突然改變也會使結垢加劇。

油田結垢的危害及常用防垢措施

垢內通常含有腐蝕產物（如碳酸亞鐵、硫化亞鐵等）以及在一定條件下析出的鹽（如氯化鈉等）。結垢對油田生產的影響包括：①油層及近井地帶結垢，會堵塞油氣通道，降低油層滲透率，使油井產液量下降（低滲透油田更加嚴重）；②井筒結垢，會增加抽油桿的負荷，降低泵效，或者造成卡泵現象；③集輸管道和設備表面結垢，會造成垢下腐蝕，甚至穿孔；④注水系統結垢，使注水壓力上升，能耗增加而生產能力降低。

目前國內應用較多的化學防垢技術主要是酸洗法和投加防垢劑法（包括向油管或油套環空連續注入防垢液和向井底投加固體防垢塊兩種方式）。酸洗法除垢有效期短，返排液還會對環境造成污染。連續注入防垢液對泵的要求較高，且操作復雜；投放固體塊同體防垢塊的溶解速度不易控制。

還有物理法防垢，即通過物理方法阻止無機鹽沉積的方法。其作用原理有：振散作用、振壁作用、電解作用、電化學效應、磁場效應、輻射作用、催化作用、轉嫁作用。物理法防垢的常用方法有：晶種技術，用一個晶種在液體中作為結垢體，組織其他部位結垢。超聲波防垢，利用超聲波的振動作用和空化作用防垢。

此外還有工藝法防垢，如通過油田水的處理、工藝方法的改變來防垢。

作為原油含水率在線檢測分析設備，為充分應對結垢工況，市面上研發生產了一款FKC02-CC帶擦除機構管段式原油在線含水分析儀，該儀器適用于稠油和高含蠟原油工況，除了不粘材料的應用，在探頭周圍還設計了刮板結構，通過刮板的往復運動將探頭上粘連的雜質去除，從而保證探頭表面的清潔，提高儀器長期使用時的穩定性和精度，免去人工維護的麻煩。FKC02-CC帶擦除機構管段式原油在線含水分析儀具有耐高溫，防護等級高，防腐能力強，長久耐用的優點，已在結垢結蠟嚴重的油田工況得到廣泛應用。