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1、集輸系統(tǒng)結垢治理淺析王麗麗潘曉軍陶章文王蛟(長慶油田第八采油廠，陜西西安710018)摘要：本文以樊學區(qū)塊結垢具體實際為基礎，從結垢現(xiàn)狀和結垢特點出發(fā)，闡述了結垢機理，分析了結垢的危害，從物理、化學、工藝方面提出了綜合治理對策并進行了效果分析。結合客觀實際，本文還有針對性地提出了實現(xiàn)根源治理和建立長效防垢機制的一些建議。關鍵詞：結垢；物理防垢；化學防垢；工藝防垢樊學區(qū)塊開采層位多，地層水、注入水礦化度高，富含Ba“、Ca2+等成垢離子，結垢導致地面工藝系統(tǒng)結垢嚴重，造成加熱爐進口壓力升高、盤管腐蝕、換熱效率下降，外輸泵外
2、輸壓力不斷升高，排量減小甚至管道堵塞，直接影響到原油正常生產(chǎn)，并存在嚴重的安全隱患。1結垢機理分析原油生產(chǎn)過程打破了地下油水系統(tǒng)的平衡體系，使得成垢離子、膠質、泥沙等在物理、化學和生物的共同作用下在管線表面結晶、沉淀、聚集，從而形成結垢。2結垢的危害結垢給原油生成帶來諸多問題，成為制約油田開發(fā)的重要瓶頸，給油田安全生產(chǎn)帶來巨大挑戰(zhàn)，嚴重影響企業(yè)經(jīng)濟效益。在集輸方面，概括起來，有以下幾方面危害。2．1管道表面結垢，造成通徑變小，摩阻增大，壓力損失增加，甚至發(fā)生垢下腐蝕穿孔，嚴重時會引起管道破裂，造成不良后果。2．2設備結垢
3、，引起泵體磨損加大，閥門失靈，機封不嚴，增加運行、維護操作費用。2．3注水系統(tǒng)結垢，使注水壓力增加，安全風險增大，影響配注合格率和油田穩(wěn)產(chǎn)。另外，結垢影響因素多，范圍廣，成垢場所特殊，多種結垢混雜，對技術、工藝要求高，清防垢難度大。3治理對策及效果分析3．1物理措施機理：應用某些物理儀器設備的功能清除或抑制垢的形成，通過某種作用阻止垢沉積于系統(tǒng)壁上，同時允許無機鹽在溶液中形成晶核甚至結晶，但要求這種結晶懸浮于溶液中而不粘附于系統(tǒng)的器壁上。3．1．1機械清垢依據(jù)機械刀具拉力擴孔原理，在管線一端投入清垢器，利用熱洗車加壓，將
4、垢從另一端強力清除。優(yōu)勢：操作簡便、價格低、施工周期短、設備簡單、強度低、無污染等。不足：對管線要求高，管線不能變形，清垢重復次數(shù)多。3．1．2電子感應技術電子感應水處理器通過主機在水中產(chǎn)生一個頻率和強度都按一定規(guī)律變化的感應電磁場。該電磁場使水中的成垢離子結合成大量的文石晶核，當水中的礦物質含量超過水的飽和溶解度時，成垢離子就會析出并優(yōu)先生長在這些晶核上形成文石晶體，從而隨水流帶走，從而達到防垢和除垢的目的。特點：性能穩(wěn)定，智能感應，安裝方便，使用范圍廣，節(jié)能環(huán)保。不足：有效距離短，只能緩解集輸系統(tǒng)關鍵“點”結垢。3．
5、1．3超聲波防垢技術超聲波在液體介質、垢物和管線壁上的傳播速度不同，其速度差在不同介質的界面處會形成強大的剪切力，使垢粒物質在管壁上附著力降低，垢粒物質不易在管壁上沉積、板結，管壁上原有垢物也會隨著附著力降低而逐漸脫落；當超聲波聲場強度達到一定時，液體介質隨超聲波振動拉伸擠壓形成的微細泡爆炸現(xiàn)象加劇，產(chǎn)生高溫(上千度)、高壓(幾百個大氣壓)的沖擊波能量，將液體介質中的垢微粒粉碎、細化，經(jīng)過超聲波處理后的垢微粒在成垢條件下，只能析出疏松粉末狀的垢物，不再沉積板結，這樣就達到了防垢除垢的目的。特點：施工簡單、綠色環(huán)保、節(jié)能降
6、耗、性能穩(wěn)定、自動化程度高、運行費用低。不足：超聲波在管線內(nèi)衰減嚴重，對遠距離的介質收效不大，因此在超聲波波及不到的地方依然會存在結垢問題。3-2化學措施機理：在注水系統(tǒng)投加阻垢劑，通過阻垢劑吸附機理，一方面活性基團吸附在晶體的活性點上，使微晶不能按特有次序生長，而形成松散的非晶體顆粒，容易被水流帶走。另一方面，在垢粒或結垢表面形成擴散雙電層，靜電斥力抑制了垢晶的長大和沉積。優(yōu)勢：操作簡單、防垢效果明顯、實用性高。不足：工作量大，品種多，類型不容易確定，加藥量不易掌握，投加量如不合適會給油田水造成二次污染，增大采出水處理
7、難度，易損壞管道，污染環(huán)境且時間長、成本高。3．3工藝措施機理：改變或控制某些工藝條件來破壞或減少結垢的生成條件。思路：分層加溫，集中結垢，活拆活卸，定期清理。在集輸流程前端到井組實現(xiàn)分層進站，在進站后進行工藝流程改造，增加換熱器、除垢器及其工藝配套。工藝改造后一是在總機關進行分層進站加溫；二是在站內(nèi)制造3個結垢帶，一級結垢帶是換熱器、二級結垢帶是除垢器、三級結垢帶是緩沖罐，讓成垢離子盡量在結垢帶內(nèi)結垢；三是站內(nèi)建有備用流程，管線采用分段法蘭連接，一旦發(fā)生結垢，便于設備及管線的及時清垢。優(yōu)勢：集中結垢，保護了重點設備和管
8、線，活拆活卸，清垢簡單方便。不足：工作量較大，無法從源頭上防垢。4認識與建議原油生產(chǎn)系統(tǒng)一旦結垢，治理困難，且投入大，因此，對已結垢區(qū)塊，需尋找對策，突出“清防并重，標本兼治”，對于新建或者未結垢區(qū)塊，要提高警惕，突出“優(yōu)化方案，以防為主”。(1)以油藏保護為根本，深化認識，加強地層研究攻關。(2)加大注水井管理，注
