XX油田加热炉结垢趋势分析

黑龙江 陈尚振

XX油田加热炉结垢趋势分析

黑龙江 陈尚振

本文主要针对XX油田A区块、B区块、C区块的地下水源区域的加热炉结垢趋势进行分析，分析三个不同区域加热炉垢的成因，分析不同区域加热炉的结垢速度和结垢趋势。根据来水中所含的离子和垢的成分，分析结垢机理；结构趋势是根据油田水结垢趋势预测标准中的饱和指数和稳定指数确定结垢趋势；最后为了分析加热炉的结垢速度分别对a联合站、b联合站、c联合站三个站点的加热炉进行了流程改造，在进出口安装了挂片装置，运行一段时间后取回各站点的挂片进行称重分析，根据时间的长短和结垢重量计算出不同区域的结垢速度。

加热炉；结垢趋势；分析

在油田生产中加热炉结垢是常见的问题，时常加热炉损坏，每年因加热炉加热盘管等结垢，进行维护和清垢都要投资几十万元甚至上百万元，尤其是xx油田A区块、B区块、C区块的地下水源区域的加热炉，结垢更为严重，影响了油田的经济效益。因此有必要分析三个不同区域加热炉垢的成因，分析不同区域加热炉的结垢速度和结垢趋势。以便为今后如何预防和解决加热炉结垢问题奠定基础。

1 xx油田加热炉现状

xx油田自投入开发以来，集输油系统共建成加热炉139台，其中，A区块有加热炉13台、B区块有加热炉4台、C区块有加热炉14台。

2 加热炉垢的形成原因

2.1 水质分析

为分析加热炉结垢原因，我们对A区块的a联合站、B区块的b联合站、C区块的c联合站三个站点的加热炉水样、进行了分析，具体情况如下：

（1）a联合站水样的总含盐量和悬浮固性物指标很高，其中氯离子含量、钾+钠离子、镁离子、碳酸氢根离子含量较高。

（2）c联合站水样总含盐量和悬浮固性物指标很高，其中氯离子含量、钾+钠离子、碳酸氢根离子、镁离子含量较高。

（3）b联合站水样总含盐量和悬浮固性物指标很高，其中氯离子含量、钾+钠离子、碳酸氢根离子、镁离子含量较高。

2.2 加热炉垢的形成原因

由于水中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子、铁离子、钾+钠离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、氯离子等离子及其组成的盐类，当环境条件发生变化时（如：压力降低或温度升高时），就会发生化学反应通过结晶作用或沉降作用形成碳酸钙、硫酸钙、各种镁盐及各种铁铝化合物沉淀形成水垢。

铁铝化合物较多的垢样呈棕褐色；含有硫化物的垢样呈棕黑色；含有碳酸盐的水垢呈白色；含有硫酸盐的水垢呈黄白色；含油垢较多的水垢呈黑色。

另外，除了以上水垢外，还有有机物质（油、细菌、有机残渣）、淤泥及粘土等形成的污泥。

2.3 垢质分析

垢样是分别在三个区块加热炉出口管线内壁上取的，分析结果如下：

从a联合站加热炉出口管线内壁结垢情况看，结垢厚度1.8mm，灰褐色硬片状，垢质较硬。从垢质分析上来看，Al2O3、Fe2O3含量、油垢、氧化钙镁含量较高，属于以铁铝氧化物、油垢、氧化钙镁等为主的水垢。

从c联合站加热炉出口管线内壁结垢情况看，结垢厚度4.1mm，垢质疏松，黑色松散快状，从垢质分析上来看，Al2O3、Fe2O3含量、油垢、氧化钙镁含量较高，属于以碳酸钙、铁铝氧化物、油垢等为主的水垢。

从b联合站加热炉出口管线内壁结垢情况看，结垢厚度1.4mm，垢质疏松，灰黑色硬片状。从垢质分析上来看，Al2O3、Fe2O3含量、氧化钙镁含量较高，属于以碳酸钙、铁铝氧化物、油垢等为主的水垢.

3 结垢趋势分析

根据水样化验的结果，依据《油田水结垢趋势预测》（SY/T0600-1997）标准，对三个区块结垢趋势进行了分析，见表。

结垢趋势分析表

从数据表上看，三个区块结垢趋势均很严重。

4 结垢速度分析

为了研究加热炉的结垢速度，我们于7月6日、11日、12日分别对a联合站、b联合站、c联合站三个站点的加热炉进行了流程改造，在进出口安装了挂片装置。

于8月27日、28日、29日分别取出在c联合站、b联合站、a联合站安装的挂片进行分析，并计算出结垢速度（见表）。

a联合站挂片结垢厚度0.3mm，c联合站挂片结垢厚度2.3mm，b联合站挂片结垢厚度0.7mm。

结垢速度分析表

从结垢速度上看，A区块的加热炉结垢速度明显高出很多，其次是C区块地区，再其次是B区块地区。

5 几点认识

5.1 XX油田三个区块加热炉结垢的原因主要是因为加热炉进口水中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子、铁离子、钾+钠离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、氯离子等离子及离子组成的盐类，当环境条件发生变化时（如：压力降低或温度升高），就会发生化学反应通过结晶作用或沉降作用形成碳酸钙、硫酸钙、各种镁盐及各种铁铝化合物沉淀形成水垢。a联合站加热炉出口管线内壁结垢以铁铝氧化物为主，其次是油垢、氧化钙镁等；c联合站以碳酸钙、铁铝氧化物为主，其次是油垢等；b联合站以碳酸钙、铁铝氧化物为主，其次是油垢等。

5.2 三个区块加热炉结垢趋势均很严重，从轻到重依次是a联合站、c联合站、b联合站。有必要采取的除防垢措施，解决加热炉结垢问题。

（作者单位：大庆油田第十采油厂）

（编辑 王旸）