化学+物理组合阻垢在兴隆台采油厂的研究与应用

杨丰铭（中国石油辽河油田分公司兴隆台采油厂生产技术科，辽宁，盘锦 124011）

化学+物理组合阻垢在兴隆台采油厂的研究与应用

杨丰铭（中国石油辽河油田分公司兴隆台采油厂生产技术科，辽宁，盘锦 124011）

针对兴隆台采油厂潜山区块系统设备、管网结垢严重的问题，研究分析结垢原因，通过筛选确定化学阻垢药剂，同时对广泛运用的物理阻垢法作了简单介绍和比较，着重对变频电磁同性荷电共振技术进行深入研究，采用智能交变扫频技术研发的变频电磁阻除垢装置，最终通过前端添加化学阻垢剂，后端使用物理阻垢组合方式，解决了该厂的技术难题。

化学阻垢；物理阻垢；组合阻垢

1 概述

兴隆台采油厂潜山区块集输系统设备、管网结垢严重，加热炉结垢速度为1.1mm/月，严重的达到1.5mm/月，造成兴三联合站三台加热炉一到两个月就要清垢，结垢影响传热效率，增加能耗，还影响后续破乳脱水效果，同时由于加热炉炉管结垢导致加热炉进出口压差大，最大压差达到0.1MPa，导致前端油井回压高，严重影响油井产量。目前是人工清理解决加热炉结垢问题，但是人工除垢费时费力，清理一台加热炉需要15天左右，影响日产正常生产，而每台加热炉每次清垢费用五万元左右，增加了生产处理成本。

2 技术原理及简介

2.1 前期分析

前期水质分析：老区污水和潜山污水的PH值、Ca2+、Mg2+、Na++K+、SO42-、CO32-、HCO3-、OH-、Cl-等含量如表1。

所取污水测得数据表可以看出：污水、潜山单井中所含有成垢离子主要是阳离子Ca2+、Mg2+，而阴离子主要是SO42-、CO32-、HCO3-，MgCO3比CaCO3易溶于水，而MgSO4是溶于水的，初步分析成垢类型主要为CaCO3和CaSO4。

前期垢样分析：对集输系统设备设施产生的垢样分析如下表：

编号1 2颜色灰黑色灰色取样地点锅炉垢管线垢外观描述层状沉积层状沉积滴酸试验起泡微起泡气味原油味原油味

通过对水质数据分析，潜山集输系统结垢原因主要是：地层水矿化度高、成垢离子含量高为结垢的产生提供了重要的物质基础，是集输系统产生难溶结垢的主要原因，同时潜山区块地面输油系统，采出液加热破乳或加热输送，水中CO32-和HCO3-含量很高，温度升高时，HCO3-分解成CO32-，和Ca2+结和形成碳酸钙沉淀，就易在加热炉盘管中或附近发生碳酸钙结垢。

2.2 化学方法防垢研究

化学法防垢主要是通过稀释和加入化学阻垢剂的方法阻止或减少无机盐在溶液和流体通道壁上的结晶沉淀。其机理主要为：a、稀释作用；b、增溶作用；c、分散作用；d、静电斥力作用；e、晶体略变作用；f、去活化作用。

2.3 物理方法防垢研究

物理法防垢是通过某种物理作用阻止无机盐沉积于系统壁上，同时允许无机盐在溶液中形成晶核甚至结晶，但要求这种结晶悬浮于溶液中而不粘附于系统的器壁上。

几种常见的物理法防垢技术

（1）晶种技术

（2）超声波处理

（3）变频电磁共振除垢技术

针对不同水质的结垢特征，技术人员进行了变频电磁同性荷电共振技术的深入研究，采用智能交变扫频技术研发的变频电磁阻除垢装置，效果显着。

变频电磁处理对混合溶液既影响溶液的结垢诱导期，也影响此后的热阻上升趋势。相比未经处理的混合溶液，结垢诱导期有所延长（不同电磁强度效果不同），此后的热阻曲线上升趋势会变得比较平坦，而且出现热阻渐进趋势比较早。可见变频电磁处理对混合溶液的结垢热阻影响比较大，作用效果受到溶液与变频电磁作用条件的影响，会有不同程度的效果。

3 现场应用情况

通过前期试验分析及研究，潜山集输系统采用ST-3型阻垢剂与微电振变频防垢技术相结合可以解决结垢问题。前期先在部分潜山计量站、兴三联合站加热炉进口、潜山油井按1000ppm连续投加入阻垢剂；然后调整到兴三联合站总进液口按1000ppm连续加入阻垢剂进行防垢试验；最后形成前端加阻垢剂、后端在集输系统生产节点处（加热炉进口）安装防垢仪进行物理防垢相结合的阻垢方式进行系统防垢。

表1