油田結垢機制
按垢形成機制,可將壁面上結出的垢分為顆粒垢、結晶垢、腐蝕垢、化學反應垢、凝固垢以及微生物垢等,這些基本結垢機制中以結晶垢最常見。結晶垢是溶解度較小的無機鹽成分,由于物理或化學因素的變化,如溫度壓力變化等,從過飽和的溶液中析出,并沉積于各種設備壁表面而形成,其中最普遍的是難溶的鹽類如碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鍶、硫酸鋇等。溶液的過飽和是形成結晶垢的必要條件, 即只有當水溶液中有某些成分過飽和時,熱力學上才具備結垢的可能。
在實際工程中,結垢過程十分復雜,且形態各異。油田管線結垢主要由兩種原因產生,一是由于注入水體的溫度、壓力等熱力學相關條件發生改變,致使水體中離子平衡的狀態發生改變,形成過飽和的溶液,結垢組分析出,結晶變大后沉淀;二是由于結垢離子組成不相容的水體之間相互混合,導致結垢組分過飽,從而產生沉淀。
在油田注水開發生產過程中,在油田地下儲層,采油井井筒內,各部分的輸送管線,都有可能產生各種形式的垢層,同時產生垢下腐蝕,這種垢下腐蝕緩蝕劑效果一般較差,需要結合阻垢劑進行處理;結垢問題嚴重影響油田生產在國內外有很多案例,我國的勝利油田砂巖油藏的開采開發就受到嚴重的CaCO3結垢危害,處理之前,日產量僅有5噸,處理之后日產量幾乎翻倍增長,提升至9.7噸;美國Murchson油田的地層水HCO3-濃度和Ca2+濃度較高,有天然的結垢傾向,一旦儲層的壓力下降,會形成碳酸鹽垢。
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2015年07月21日
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