李皓潔

(西安石油大學，陜西 西安 710065)

油田結(jié)垢造成的危害一直是不可回避的問題，伴隨油田開采步入中后期階段，結(jié)垢現(xiàn)象將會更加突出。油田一旦結(jié)垢不僅會導致地面管網(wǎng)堵塞，縮小其過流面積，增加注水的壓力，而且也會導致儲層被堵，引起儲層受損[1-3]。我國油田大部分處于內(nèi)陸，水資源短缺，因為油田井底沒有足夠的壓力，開采的時候需要通過回注水來給予維護。伴隨油田開采階段的推進，產(chǎn)出液變多，結(jié)垢現(xiàn)象更加突出。根據(jù)2015年大慶油田所做的調(diào)研，本地區(qū)超過40%的油井深受結(jié)垢的負面影響，比如，檢泵周期變短等。而此種問題井的數(shù)目正在快速增長，增長幅度為12%。針對該問題本文分析了不同離子和站點工況對華慶油田集輸管線結(jié)垢的影響，在機理層面揭示了華慶油田集輸管線結(jié)垢的背后原因，從而為后續(xù)研發(fā)一系列防垢技術(shù)和防垢裝置奠定理論基礎(chǔ)。

1 不同離子對結(jié)垢影響分析

表1 不同站點成垢離子除垢周期表

從圖1看出，所檢測站點中鈣離子濃度差別較大。元西一轉(zhuǎn)未檢出鈣離子，而慶一聯(lián)鈣離子濃度最高，為316.98 mmol/L。檢測結(jié)果顯示，元西一轉(zhuǎn)中陰離子碳酸根、碳酸氫根離子濃度遠超其他站點，含量較高，與鈣離子配伍性較差，結(jié)果造成鈣離子雖未檢出，但可能在管道中形成了較多碳酸鈣垢。據(jù)圖1所得，當鈣離子含量較低時，站點平均除垢周期從30天到180天都可能存在，當鈣離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此綜合可以看出鈣離子含量對各站點結(jié)垢程度影響較小。

圖1 結(jié)垢站點鈣離子濃度與平均除垢周期關(guān)系

由圖2看出，檢測站點中鎂離子濃度都在0 ～35 mmol/L。元西一轉(zhuǎn)檢出鎂離子濃度為1.07 mmol/L，元東三轉(zhuǎn)鎂離子濃度最高為33.84 mmol/L。根據(jù)檢測結(jié)果及成垢規(guī)律可知，各站點鎂離子濃度較小，鋇鍶離子濃度含量較高，說明形成了較多的鋇鍶垢，形成的碳酸鎂，硫酸鎂垢較少，因此站點鎂離子濃度較小與平均除垢周期并無關(guān)系。

圖2 結(jié)垢站點鎂離子濃度與平均除垢周期關(guān)系

由圖3看出，檢測站點中鋇離子濃度差別較小。元西一轉(zhuǎn)，元29增未檢出鋇離子，關(guān)7增鋇離子濃度最高，為3.07 mmol/L。檢測結(jié)果顯示，元西一轉(zhuǎn)，元29增兩地中成垢的陰離子濃度含量較高，與鋇離子配伍性較差，可能在管中形成沉積，結(jié)果造成鋇離子雖未檢出，但其平均除垢周期較短，據(jù)圖所得，當鋇離子含量較低時，站點平均除垢周期從30～180 d都可能存在，當鋇離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出鋇離子含量對各站點結(jié)垢程度影響較小。

由圖4可看出元17增未檢出鍶離子，關(guān)7增鍶離子濃度最高，為10.179 mmol/L。檢測結(jié)果顯示，元17增陰離子含量較高，與鍶離子配伍性較差，可能在管中形成沉積，結(jié)果造成鍶離子雖未檢出，但其平均除垢周期較短，為30 d。據(jù)4圖，當鍶離子含量較低時，站點平均除垢周期從60～180 d都可能存在，當鍶離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，分析可知，鍶離子含量對各站點結(jié)垢程度影響較小。

圖4 結(jié)垢站點鍶離子濃度與平均除垢周期關(guān)系

檢測站點中硫酸根離子濃度均較低，濃度范圍在0～1.6 mmol/L之間。元西一轉(zhuǎn)站點硫酸根離子濃度最高，為1.54 mmol/L。檢測結(jié)果顯示，硫酸根離子濃度與平均除垢周期呈現(xiàn)負相關(guān)，即隨著硫酸根離子濃度增加，平均除垢周期不斷降低，說明硫酸根離子是影響站點結(jié)垢程度的主要因素。

所檢測站點中碳酸根與碳酸氫根離子濃度差距較小，濃度范圍在0～25 mmol/L之間。檢測結(jié)果顯示，元西一轉(zhuǎn)站點碳酸根碳酸氫根離子混合濃度最高，為24.2 mmol/L，劉玲玲站混合離子濃度最低為2.2 mmol/L，結(jié)果表明劉玲玲站、關(guān)7增、元17增、元29增混合離子濃度較低，但其成垢陽離子濃度較高，造成其平均除垢周期較低，為30～60 d。當碳酸根與碳酸氫根離子含量較低時，站點平均除垢周期從30～180 d都可能存在，當碳酸根與碳酸氫根離子含量較低或較高時，其平均除垢周期可能相同，因此可以看出碳酸根與碳酸氫根離子含量對各站點結(jié)垢程度影響較小。

2 站點工況對結(jié)垢影響分析

結(jié)垢站點除慶一聯(lián)日處理液量較大外，其余站點日處理液量在75～210 m3/d。結(jié)果表明，日處理量與平均除垢周期無必要關(guān)系，以上幾個站點平均除垢受周期受日處理液量影響較小。結(jié)垢站點綜合含水量分布在35%～78%，元東三轉(zhuǎn)綜合含水量最高，為77.9%，慶一聯(lián)綜合含水量最低，為30.05%。檢測結(jié)果表明，站點綜合含水量過低或過高都會減緩結(jié)垢，當綜合含水量在50%左右時，結(jié)垢情況最為嚴重，平均除垢周期最低，現(xiàn)場操作時，應盡量避免使站點含水量達到50%。

3 結(jié)論

1)研究表明鈣離子、鋇離子、鍶離子含量對各站點結(jié)垢程度影響較小,而硫酸根離子是影響站點結(jié)垢程度的主要因素，碳酸根與碳酸氫根離子含量對各站點結(jié)垢程度影響也較小。2)各個站點平均除垢周期受日處理液量影響較小。站點綜合含水量過低或過高都會減緩結(jié)垢，當綜合含水量在50%左右時，結(jié)垢情況最為嚴重，平均除垢周期最低，因此現(xiàn)場操作時應盡量避免使站點含水量達到50%。