华庆油田集输管线结垢影响因素分析

李皓洁

(西安石油大学，陕西 西安 710065)

油田结垢造成的危害一直是不可回避的问题，伴随油田开采步入中后期阶段，结垢现象将会更加突出。油田一旦结垢不仅会导致地面管网堵塞，缩小其过流面积，增加注水的压力，而且也会导致储层被堵，引起储层受损[1-3]。我国油田大部分处于内陆，水资源短缺，因为油田井底没有足够的压力，开采的时候需要通过回注水来给予维护。伴随油田开采阶段的推进，产出液变多，结垢现象更加突出。根据2015年大庆油田所做的调研，本地区超过40%的油井深受结垢的负面影响，比如，检泵周期变短等。而此种问题井的数目正在快速增长，增长幅度为12%。针对该问题本文分析了不同离子和站点工况对华庆油田集输管线结垢的影响，在机理层面揭示了华庆油田集输管线结垢的背后原因，从而为后续研发一系列防垢技术和防垢装置奠定理论基础。

1 不同离子对结垢影响分析

表1 不同站点成垢离子除垢周期表

从图1看出，所检测站点中钙离子浓度差别较大。元西一转未检出钙离子，而庆一联钙离子浓度最高，为316.98 mmol/L。检测结果显示，元西一转中阴离子碳酸根、碳酸氢根离子浓度远超其他站点，含量较高，与钙离子配伍性较差，结果造成钙离子虽未检出，但可能在管道中形成了较多碳酸钙垢。据图1所得，当钙离子含量较低时，站点平均除垢周期从30天到180天都可能存在，当钙离子含量较低或较高时，其平均除垢周期可能相同，因此综合可以看出钙离子含量对各站点结垢程度影响较小。

图1 结垢站点钙离子浓度与平均除垢周期关系

由图2看出，检测站点中镁离子浓度都在0 ～35 mmol/L。元西一转检出镁离子浓度为1.07 mmol/L，元东三转镁离子浓度最高为33.84 mmol/L。根据检测结果及成垢规律可知，各站点镁离子浓度较小，钡锶离子浓度含量较高，说明形成了较多的钡锶垢，形成的碳酸镁，硫酸镁垢较少，因此站点镁离子浓度较小与平均除垢周期并无关系。

图2 结垢站点镁离子浓度与平均除垢周期关系

由图3看出，检测站点中钡离子浓度差别较小。元西一转，元29增未检出钡离子，关7增钡离子浓度最高，为3.07 mmol/L。检测结果显示，元西一转，元29增两地中成垢的阴离子浓度含量较高，与钡离子配伍性较差，可能在管中形成沉积，结果造成钡离子虽未检出，但其平均除垢周期较短，据图所得，当钡离子含量较低时，站点平均除垢周期从30～180 d都可能存在，当钡离子含量较低或较高时，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出钡离子含量对各站点结垢程度影响较小。

由图4可看出元17增未检出锶离子，关7增锶离子浓度最高，为10.179 mmol/L。检测结果显示，元17增阴离子含量较高，与锶离子配伍性较差，可能在管中形成沉积，结果造成锶离子虽未检出，但其平均除垢周期较短，为30 d。据4图，当锶离子含量较低时，站点平均除垢周期从60～180 d都可能存在，当锶离子含量较低或较高时，其平均除垢周期可能相同，分析可知，锶离子含量对各站点结垢程度影响较小。

图4 结垢站点锶离子浓度与平均除垢周期关系

检测站点中硫酸根离子浓度均较低，浓度范围在0～1.6 mmol/L之间。元西一转站点硫酸根离子浓度最高，为1.54 mmol/L。检测结果显示，硫酸根离子浓度与平均除垢周期呈现负相关，即随着硫酸根离子浓度增加，平均除垢周期不断降低，说明硫酸根离子是影响站点结垢程度的主要因素。

所检测站点中碳酸根与碳酸氢根离子浓度差距较小，浓度范围在0～25 mmol/L之间。检测结果显示，元西一转站点碳酸根碳酸氢根离子混合浓度最高，为24.2 mmol/L，刘玲玲站混合离子浓度最低为2.2 mmol/L，结果表明刘玲玲站、关7增、元17增、元29增混合离子浓度较低，但其成垢阳离子浓度较高，造成其平均除垢周期较低，为30～60 d。当碳酸根与碳酸氢根离子含量较低时，站点平均除垢周期从30～180 d都可能存在，当碳酸根与碳酸氢根离子含量较低或较高时，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出碳酸根与碳酸氢根离子含量对各站点结垢程度影响较小。

2 站点工况对结垢影响分析

结垢站点除庆一联日处理液量较大外，其余站点日处理液量在75～210 m3/d。结果表明，日处理量与平均除垢周期无必要关系，以上几个站点平均除垢受周期受日处理液量影响较小。结垢站点综合含水量分布在35%～78%，元东三转综合含水量最高，为77.9%，庆一联综合含水量最低，为30.05%。检测结果表明，站点综合含水量过低或过高都会减缓结垢，当综合含水量在50%左右时，结垢情况最为严重，平均除垢周期最低，现场操作时，应尽量避免使站点含水量达到50%。

3 结论

1)研究表明钙离子、钡离子、锶离子含量对各站点结垢程度影响较小,而硫酸根离子是影响站点结垢程度的主要因素，碳酸根与碳酸氢根离子含量对各站点结垢程度影响也较小。2)各个站点平均除垢周期受日处理液量影响较小。站点综合含水量过低或过高都会减缓结垢，当综合含水量在50%左右时，结垢情况最为严重，平均除垢周期最低，因此现场操作时应尽量避免使站点含水量达到50%。