注水开发中油层结垢伤害机理与防治措施.pdf

第!"卷第#期长安大学学报（地球科学版）$%&’!"(%’#
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注水开发中油层结垢伤害机理与防治措施

潘爱芳+，!，曲志浩+，马润勇*

（+’西北大学地质学系，陕西西安B+))CD；!’西安建筑科技大学理学院，陕西
西安B+))""；*’长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安B+))"#）

［摘要］油层结垢是油田注水开发中主要油层伤害类型，严重影响油田开发的经济效益。为了解决油
田结垢伤害问题，国内外各油田采用了机械除垢、化学除垢等多种方法，并开发了针对不同油田、不同垢
类的除垢、防垢产品，但到目前为止还没有找到一种经济实用、简单易行，并能从根本上解决该问题的有
效方法。针对该难题，首次提出了一种防治结垢新方法———油田水源混配防垢法。该方法主要是通过
采用地层水或油田污水与注入水在地表提前以最佳比例混配，用（）调节值，一方面可去除水
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中的!I、!I、*I、!K、、K、!I、!K等成垢离子，避免地层水和注入水在油层内相遇而
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结垢，达到保护油层的目的；另一方面使铁进入腐蚀钝化区，防止输水管道结垢与锈蚀。此方法改变了
传统的防垢、除垢思路，把地层水或油田污水作为除垢的沉淀剂，通过在地表提前消除混合水中的成垢
离子，实现了对各种成垢物的一次性清除，不但防止了油层结垢伤害，而且解决了输水管道结垢与锈蚀
问题，同时还可实现油田污水的利用。该法可大大降低采油成本，并适用于任何油田。
［关键词］结垢机理；注入水；油田水；防垢措施；水源混配

［中图分类号］L=*"B’C+［文献标识码］M［文章编号］+))BKDD""（!))*）)#K)))CK)*
［作者简介］潘爱芳（+DC!K），女，河南叶县人，高级工程师，博士研究生，现从事油层伤害教学研究工作。
注水开发作为保持地层压力和提高采油率的有出，并沉淀在油层中以及集输管道内，形成各种类型
效手段，已为国内外广泛采用。然而因注水过程中的油层结垢。目前除碳酸根、硫酸根方法主要是钙
引起的油层原有平衡被破坏，而造成的各种油层伤法和钡法等沉淀法，而防垢除垢方法主要采用加防
害问题也接踵而至。油层结垢就是注水开发过程中垢剂、除垢剂。但是不同油田中成垢离子种类不同，
油层伤害的常见类型。由于结垢发生在埋深大、地所以只能使用不同的除垢防垢方法，从而进一步增
下波及面广、物理化学条件复杂的油层内部，尤其是大了除垢难度。由于油田注水需求量大，用上述方
在除垢过程中要最大限度做到既不能使管道遭腐蚀，法成本高、工艺复杂，而且会对水形成不同程度的二
也不能造成环境污染，更不能伤害油气资源，还要综次污染，因而至今尚未找到一种经济实用、简单易行
合考虑开采成本的问题，因而在结垢之后再进行大规且在各种油田普遍适用的除垢、防垢方法。
模的除垢非常困难。因此，解决油层结垢伤害问题许多研究者认为，把两种或两种以上不配伍的
时，首先从防垢入手考虑最为理想。如果能在地面，［］
水相混合是非常错误的+，因此有人认为，在实际
对注入水流入输水管道之前，将结垢因素彻底消除，
操作中应尽量避免两种水混合注入［!!*］。笔者认
就可同时达到油层和输水管道都不结垢的目的。
为，正因为如此，反而可利用地层水或油田污水作为
油田结垢最主要原因是油田开采时注入水与地
除垢的沉淀剂，使地层水与注入水在流入输水管道之
层水的不配伍，导致注入水中所含的成垢阴离子如
前，能够实现沉淀完全的比例混合，使成垢的阴阳离
!K、!K、!K等与地层水中所含的成垢阳离子
2E*>E#>子提前完全沉淀，从源头上彻底消除成垢源物质，防
!I、!I、!I、*I等相遇而产生的难溶物析
20H0>.J9患于未然。在对主要成垢离子及成垢物性质进行研
究的同时，以结垢严重并具一定代表性的华池油田为

［收稿日期］!))*K)*K+)例，在对结垢伤害机理进行理论分析和实验研究的基
［基金项万方数据目］国家重点研究项目（N+DDD)#*!++）础上，首次从思路上、方法上提出一种简单易行，经济
第)期潘爱芳等：注水开发中油层结垢伤害机理与防治措施3

有效的结垢防治新方法———油田水源混配防垢法。:9;实验方法
’9&9!静态实验
!结垢理论分析（!）常温常压下，将地层水与注入水以!=!混
合，即见白色浑浊，轻轻振荡试管，静止’;>?，可见
影响注水系统结垢的因素很多，将硫酸盐和碳试管底部有大量白色沉淀产生，随时间的延长沉淀
酸盐结垢全部简单的认为是由温度、压力等热力学明