油井结垢原理

第1章绪论

在油田开辟过程中，随着地层压力的下降、开采过程中气油比的降低、地层温度的

下降等因素的变化，使油井生产过程中产生蜡和大量的垢。当油田开辟进入中高含水期，

结蜡结垢成为油井生产过程中的一个常见的破坏性问题，结蜡结垢可能发生在油井系统的

任何位置，如井筒内或者地层中，地面注水设备的结垢可以端成阻塞，而地层内结垢会引

起地层伤害，而垢又会引起油井盐卡、盐堵、抽油杆断脱现象频繁发生，严重.时造成油

井大修，使油井生产无法正常进行。油井结蜡、结垢已成为制约原油生产的重要因素，

所以

我们要做好防蜡和防垢工作。

1.1结蜡机理及清防蜡技术

1.1.1结蜡机理

石油是多种碳氢化合物的混合物，严格地说，原油中的蜡是指那些碳数比较高的正构

烷姓2。通常把Cl6H4〜C3Hi28的正构烷嫌称为蜡，纯净的石蜡是略带透明的白色无味

晶体。

蜡在地层条件卜通常是以液体状态存在，然而在开采的过程中，的着温度和压力的下

降以及轻质组分布断逸出，原油溶蜡能力降低，蜡开始结晶，析出，会萃，不断地沉积、

阻塞、直接影响生产。因此，油井的防蜡和清蜡是保证含蜡原油正常生产的一项十分重

要的技术措施]

IHW14HNC-

实际上，采油过程中结出的蜡并非纯净的蜡，它是原油中的那些高碳正构烷烧混合

在一起的，既含有其它高构碳烧类，又含有沥青质、胶质、无机构、泥沙、铁锈和油水乳

化物等的半固态和固态物质，即俗称的蜡"。各油田的不同的原油，不同的生产条件所

形成的蜡，其组成和性质都市•较大的差异。

在原油开采过程中，随着温度的降低温和体的析出，石蜡便以晶体析出、长大、会萃并

沉积在管壁上，即浮现结蜡现象。油田开辟后期，由于采油地质，工艺条件的变化，导致油

井的结始机理发生变化，结蜡范围扩大，溶于原油中的可形成固相晶格的石蜡份子，是造成

油井结蜡的惟••根源。蜡形成时，原油携蜡机理为薄膜吸附和液滴吸附19,10].

薄膜吸附：当油水乳化液与油管和设备表面接触时，通常形成两种定向层，即憎水定

向层和亲水定向层。一方面，夕空类中的油溶表面活性剂被油管或者设备表面吸附，形成具有

憎水倾向的定向层和一层原油薄膜：另一方面，该原油薄膜与不含表面活性剂的水接触

时破裂，在其表面上形成亲水定向层。此时，烧类中大量未被金属表面吸附的表面活性剂,

开始以亲水基吸水，憎水基吸油的方式吸附在这一新的油水界面上，从而在金属表面形

成由双

层表面活性剂份子组成的憎水层，油膜薄层则浸润油管和设备表面并向周围延伸，当温度

降至低于石蜡结晶温度时，在油膜上形成蜡晶格网络，并不断长大，形成沉积

这一过程的循环往复可便结蜡层不断增厚。

液滴吸附：在紊流搅动下，油水乳化液沿油管向上运动时的能量足以使孤立液滴径

向运动并与油管壁相撞。计算表明，在距泵入口20m的范围内液流中的每一•油滴与油管壁

的接触多于100次，这时含有沥青、胶质和石蜡的油滴被金属表面的油膜吸附，其中具有

足够动昆的油滴进入油膜，石蜡则在油管壁上沉积。

1.1.2油井清防蜡技术

油田常用的油井消防蜡技术，土要有机械清蜡技术、热力消防蜡技术、表面能技术、

化学药剂清防蜡技术、磁防蜡技术和微生物清防蜡等16,17」

1.1.2.1机械清蜡技术

机械清蜡机械处理法的原理是采用清管器。刮蜡刀或者刮蜡钩将管壁上沉积的石蜡

刮掉，这种方法已应用了几十年，在有些油田中的使用效果相当不错，但在一些油田中使

用时也暴露出其清蜡量不够的缺点。除了上面列出的清蜡方法外，还有一些其它清

蜡方法

如化学放热法、电加热法及新近发展起来的超声波清幽法和生物清蜡法等。

白喷井清蜡技术包括机械刮蜡设备和机械清蜡设备,，主要设备包括绞车、钢丝、扒杆、

滑轮、防喷盒、防喷管、钢丝封井器、刮蜡片和铅锤。刮蜡片依靠铅锤的重力作用向下运

动刮蜡。上提时靠绞车运动拉动钢丝经过滑轮拉刮片上行，如此反复定期刮蜡，并靠液流

将刮下的蜡带到地面，达到清蜡的目的。

铅锤的质量矿场常用下列经验公式计算：

W=(6-8)Pt(i-i)

式中：IL铅锤质量，kg;如果计算时结果小于9kg;

Pt-油管压力，Mpa0

当油井结蜡相当严重时.卜刮蜡片已经有艰难.则改用钻头清蜡的办法清除油井枳蜡.

使油管内通径。达到刮蜡片能顺利地起下时则可改回刮蜡片清蜡。钻头清蜡的设备与

刮蜡片清蜡设备类似，其不同点是将绞车换成通井机，钢也换为钢丝绳，扒杆换成清蜡井

架，防喷管改为10m以上的防喷管，钢丝封井器换为清蜡闸门，铅锤换为直径3274cm

的加重钻杆，下接清蜡钻头。

通常油井尚未堵死时用麻花钻头，它既能刮蜡又能将部份蜡带出地面。但是结蜡非常

严重时麻花钻头下不大这时就要使用毛刺钻头，将蜡打碎，然后用刮蜡钻头将蜡带出地

面。

自喷井机械清蜡方法是最早使用的一种清蜡方法。它是以机械刮削方式清除油管

内的沉枳的蛆，合理的清蜡制度必须根据每II油井的具体恬况来制定。首先要掌握清蜡周

期。使油井结蜡能及时清除，保证压力，产量不受影响。清蜡深度普通要超过最深点或者

析

蜡点以下50nl

有杆泵抽油井机械清蜡，它是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器清除油管上的蜡目前

2

使用的是尼龙刮蜡器。尼龙刮蜡器表面亲水不易结蜡，磨擦系数小，强度高，耐冲击，耐

磨，耐腐蚀，普通都是铸成型，不须机械加工，创造方便，其高度为65m值得注意的

是，螺旋要有一定的夹角以保证油流冲击螺旋面时可以产生足够的旋转力，使尼龙刮蜡器

在上卜运动时同时产生旋转运动，尼龙刮蜡器成圆柱体状，外围有若干螺旋斜槽，斜槽的

上卜端必须重叠，以保证管内30度都能刮上蜡，斜槽作为油流通道，其流通而枳应大于

12.17cm2o为44mm稠油泵游动阀座孔面积的3.2倍以上。尼龙刮蜡播内径大于抽油杆外

径1mm外径比油管内径小4mm,在抽油的过程中，作往复运动的抽油杆带动刮蜡器作上下

挪移和转动，从而起到刮蜡的作用。

1.1.2.2热力清防蜡技术

热力清防蜡技术是利用热能提高抽油杆、油管和油流的温度，当温度超过析蜡温度时，

则起到防止结蜡的作用，当温度超过蜡的熔点时，则起到清蜡的作用，普通常用的方法是

热油处理法、热水清蜡法、油井直接电加热清理法。

1.1.2.2.1热油处理法

热油处理法的原理是用热洗车装载油罐底部的原油，将原油加热到UOe以上注入油

井的油套环形空偶尔集油管线中，热油自接与管壁上沉私”为石蜡接触或者通过油管壁将热

量传递给油管壁上沉积的石蜡而使之熔化，这种方法的优点是除蜡效率高，成本较低：缺

点是

油质不好时会损伤地层.热洗油在加热过程中有轻储份损失及不安全⑵2

1.1.2.2.2热水处理法

热水处理法的原理与热油处理法相同，热水处理法较热油处理法的优点是比较安全，

缺点是水对石蜡和沥青的溶解和携带的能力较小，操作条件控制不好时可能会导致从管里

上熔化下来的沉积石蜡发生再沉积而阻塞管线和设备。在实施热水处理法的过程中应保证

发生石蜡沉枳的部位的温度高于该处沉积石蜡的熔点，美国Sandia国家实验室已开辟出

预测应用热油处理法和热水处理法时井底温度的软件(25)

1.1.2.2.3油井直接电加热清蜡

最近，俄罗斯雕靶石油公司和阿克秋巴油气开采管理局科研所，共同研制成功了一种

油井直接电加热成套装置，它是由电加热装置和可使油套管保持电绝缘的沉没式元件

组成，其基础部份是电力变压器和可使电流与油井产液温度成反比的可控硅变流器，采用

该装置可以保证必须的电流强度和加热温度，以有效地熔化油井的结蜡和其他沉积，它甚

至可将电流强度调节到500A,使井口原油温度达到40C。

1.1.2.3表面溶解防蜡技术

这种方法的防蜡作用主要是创造不利于石蜡沉积的条件，如提高表面光滑度，改善

表面润湿性，使其亲水憎油，或者提高井筒流体的流速具体的方法是：油管内衬就是在

油管内衬•层由Si02(74.2%),Na2O(14%)CaO(5.3%).Ai203(4.5%)B203(1%)等组成的玻

璃衬里，具有亲水憎油，表面光滑的防蜡作用，特殊是油井含水后油管内壁先被水水润

湿，油中析出的蜡就不容易吸附着在管壁上，同时内壁表面光滑，使析出的蜡不易粘附,

比较容

易被油流冲走，减缓了结蜡速度，但这种油管部耐冲击，运输和起下油管要求得条件苛刻，

因此一般在白喷井温和举井上使用，矿场使用时要加强性能检验，普通要做以下四

方面的检验。（1）溶蚀量检验：浸泡48h,4（rc恒温下，酸失量小于0.95g/cm2,碱失量

小于0.002g/cm2.（2）耐冷热急变性能检验：要求由-40度即将升温到120度骤冷到-40

度，油管内衬布炸裂。（3）机械强度的检验：拉伸2800N,扭力1176N.m,耐压20MPa,油

管内衬布炸裂。（4）抗冲击检验：油管从距地面1.4m处自由下落，油管内衬布炸裂，以

此检验合格后，方能下井使用。

涂料油管，就是在油管内壁涂一层固化后表面光滑且亲水性强的物质，其防赠原理与

坡璃衬油管相似，最早使用的是普通的清漆。但由于具化管壁上粘合强度低，效果若被淘

汰。目前应用最多的是聚氨基甲酸酯涂料油管有一定的防蜡效果。特殊是新油管便

于清洗，涂层质量高，方腊效果较好，今年来华北以油田已机厂从美国埃克公司引进钢管

涂层生产线，已开辟出系列涂料，包括液体和粉末状涂料。特殊是PC-300,PC-400和

DPC液体涂料，都获得较好的防蜡效果，吐哈油田原油中含高碳蜡，清防蜡比较艰难，PC

-400在吐哈油田部6-5井做过防蜡对照试验,在346〜786mFPC-400的涂料油管，停

止清蜡6d,起出油管,录取结蜡剖面如图示。

图ITPC-400涂层油管在吐哈油田6-5井防蜡试验剖面图

Fig.1-1SectionofthePC-400coatingtubingoftheTuHaoilfield6-5wellparaffincontrolexperiment

图1-1中图a为未下PC-400油管涂料结蜡剖面，Hb是在346〜756m深度下PC

TOO涂料油管后结蜡剖面，由此可见，下PC700涂料油管的部位基本没结蜡，效果较

好，但是由于油管部耐磨，不易在有杆泵抽油井和螺杆泵油井中使用。主要使用于自喷井

温和举井防蜡。

1.1.2.4强磁防蜡技术

永磁技术应用于石汨工业防蜡，始于1966年，前苏联A季霍若夫和B.米亚格科夫

k庆油岑：除匚和硒工匚业经代，论女

发现磁化处理不仅降低盐类结垢物生成，而且还减少了沥青和石蜡沉积的生成。卡甘经

过认真研究后确认，电磁场作用于含蜡煤油后，石蜡的析蜡点大幅度下降。由于当时创造

磁性材料的水平限制，应用推广较艰难，高到1983年第三代稀土永磁材料钦铁硼的浮现，

磁技术在石油工业领域中的应用才有较快的发展。90年代初，中科院金属所、化学所、

物理所以及大庆油田联合攻关，在理论上取得了一些初步的认识。主要有，正构烷燃经磁

场处理后，粘度降低50%摆布，凝固点下降2〜7℃,析蜡点下降1〜3℃。试验证明：GgH3g

经磁处理后结的蜡孔隙较多，比较松散，油流冲刷易于清除，在用温常压条件下磁效应保

持时间约为48h。磁防蜡技术机理的初步认识主要有：

（1）•磁致胶体效应，原油经过磁化处理后，使本来没有磁矩的反磁性物质一石蜡，在

磁场作用下，其份子形成电子环流（即电子的轨道运动状态发生了改变），在环流中产生了

感应磁场，即诱导磁矩，干扰和破坏了石蜡份子中瞬间极妁取向，使蜡份子在磁场作用下

定向罗列，作有序流动，克服了石蜡份子之间的作用力，使基不能按结晶的要求形成石蜡

晶体。对于已形成蜡储的微粒通过磁场后，削弱了石鹤份子结晶时的粘附力，抑制石

蜡晶核的生成，阻挠了石蜡晶体的生长与会萃，而且析出的蜡粒子细小而松散（粒子的尺

寸小到胶体范围）。此外，在有相变趋势的原油中，磁场的作用促进了相变的发生，磁场

通过对带电粒子的作用，使纳米至微米这个尺度内的颗粒,表面形成双电层，使粒子成亚

稳状态，以较稳定的形式存在，不易会萃，并且有“记忆”效应，前述普通不超过48h

是指在常温常压条件下。而在井筒条件下，“记忆”效应有可能短得多，据实际资料统计，

目前生产的磁防蜡器的有效距离惟独300〜1000m。

（2）氢键异变。对于那些能够在份子偶尔份子内产生氢键的份子而言，氢键很大程度

上抑制着其互相作用的大小和性质。凡是具有极性原子的物质对磁场的作用都比较敏感。

当磁场强度比较弱时，不足以打断氢键，但它可以使其价电子发生新的取向，造成缔合分

子间新的罗列组合，这样就产生了改变氢键形态的可能性，使其发生弯曲、扭动、改变其

键角或者键的强度。因为磁场作用很弱，所以发生扰动的程度与磁场强度、磁场的方向、

磁场梯度、磁处理时的流速（即作用时间），均有密切关系。对不同碳数的石蜡而言，碳

数越

高要求的磁场强度、磁场方向、磁场梯度越强、磁处理时间越长。

（3）“内晶核"原理。依靠磁场作用改变晶核的形成过程，使晶体凝结成大而松散的

颗粒，易于被液流带走减少蜡的沉积。

我国具有丰富的稀土资源，80年代中期先后研究成功了系列的强磁防蜡器，通过现

场应用试验取得了较好的效果。近年来在全国油田中推广应用的结果，以大庆油田的效果

为最好，截至1992年底统计大庆油田已累计在7000多口抽油机井上安装不同参数的磁防

蜡器。平均有效率达到90%以上，平均单井热洗周期由原来的30d延长到150d,7年增产

原油近40X10^5其他油田都有不同程度的效果。惟有吐哈油田几乎没有效果。这是因

为磁防蜡技术与原油的特性有密切的关系。大庆原油。3OH5以下的石蜡占68.6%,C3OH2

以上的石蜡惟独2%而吐哈原油CgH62以下的石蜡惟独37.4%,C4oHg2以上的石蜡占5端

第1命结论

因此吐哈油HI的石蜡属于高碳蜡，磁化处理时需要的磁场强度，磁场梯度更高，磁场分布位

型要改善，磁处理时间也需要调整。此外从政体化学的观点分析人庆原油中的布蜡质点带

有负电荷，带电质点在强磁场中切割磁力线运动时♦，产生了感应磁场，石蜡质点在感应磁

场的作用下，其份子间的力受到干扰，再也不接原来的规律罗列。抑制了蜡品的生长，使

其

不易搭成骨架，破坏了蜡晶间的会萃，于是大庆油田磁防蜡效果最好。

影响磁防蜡器应用效果的各种因素基丁目前的认识与实践，影响磁防蜡器应用效果

的因素不少，其主要影响因素有：

（1）井内流注速度。抗磁伤质造过急场的挂度（磁处理时间）是决定磁极化效率及随后

的去磁极化恢第到初始状态所需时间的重要因素。固然不同碳数的蜡所需要的处理时间也

不同，在使用磁技术防蜡时应当使抗磁质达到足够的磁化程度，并在维持磁极化状态卜.尽

可能快地通过管线或者设备的结蜡部位，大量实践表明，中低产量井（日产液20_50t）磁

防蜡效果较好，高产并较差。从机理分析，应当是抗破物质磁处理时间不够，要针对不

同蜡性（碳数）和不同产量的油井，加大磁场强度或者延长磁处理时间（或者分级反复处理）

有可能突

破上述界线。

（2）磁场强度与原油及蜡的性质。磁化器的磁场强度是决定磁化效果的重要因素，不

同的原油及蜡的组成，必然要求不同的磁场强度、磁程,磁形、惟独匹配得好，才「获得

最优的防蜡效果。总体来说，蜡的碳数越高，要求的磁场强度越高，磁化时间越一长，可

以采用串联磁化器或者多级磁化器的办法来弥补不足。

（3）油井含水量和环境温度的影响。使用磁防蜡器的油井以中低含水油井效果较好，

普通含水最好不超过60%,使用温度要低于磁防蜡器的铭牌温度，否则磁场强度将大幅度

下降。

1.1.2.5微生物防蜡技术

微生物清蜡是近年来发展的一种技术，在我国已逐步推广应用。试验证明利用微生物

单井技术处理含蜡油井，可以获得比较理想的油井增产和油井维护的效果微生物和

类不少，有细菌、放线菌和真菌（包括霉菌和酵母菌）几大类，用于清蜡的微生物主要有两

种：一种是食蜡性微生物，一种是食胶质和沥青质性微生物。

（1）基本原理

油井清蜡用微生物其形状为长条螺旋状体，长度为1.4um,宽度为0.卜0.3um,该

类微生物能够降低原油凝固点，降低蜡含量，它能在温度为1100C,压力为49.2MPa的厌

氧环境中生存，以石蜡为食物，微生物注入油井后，它主动向石蜡方向游去，获取食物，

使蜡和沥青质降解，微生物中的硫酸盐还原菌的增殖，产生表面活性剂，降低油水界面张

力，同时微生物中的产气菌还可以生成溶于油的气体，如COZ、电、电等，使原油膨胀降

粘，这样就可以达到清蜡、降粘的目的。

（2）微生物清蜡剂的筛选标准

我国目前尚未推出对微生物在油田应用的筛选标准，但有关都门推出了建议性质的筛

大庆石油学院工程硕士专业学位论文

选标准，以确定微生物在油井的应用范围。

（3）使用方法

将微生物用水稀释（通常用5倍的水稀释）直接加入油套环形空间。通常每天每口井

加入8kg原液即可收到良好的清蜡效果，可以明显延长结蜡油井的热洗周期。使用微生物

前最好将油井洗净，严禁其他化学药剂（如杀菌剂、缓蚀剂、破乳剂）与之混用，同时还要

对油井水质进行分析，确认油井采出液的水中不存在对微生物有害的杂质。

1.1.2.6化学药剂清蜡技术

化学药剂清防蜡技术是利用化学剂对油井进行清防蜡.是目前油田应用较为广泛的一

种技术，通常将药剂从油套管环形空间注入，不影响油井正常生产和其它作业，除可以收到

清防蜡效果外，使用某些药剂还可以收到降凝、降粘和解堵的效果。目前，化学清防

蜡剂有油溶型、水溶型和乳液型三种液体清防蜡剂，此外还有固体防蜡剂。

1.1.2.6.1高份子防蜡剂d

对于高份子防蜡剂防蜡效果与份子量有密切关系，所以我们选用了二种防蜡剂LDPE、

EVAo（DLDPE（高压聚乙烯）它的链节结构和石蜡十分的相似，其份子可以进入到生长

的石蜡中，靠空间障碍作用阻挠蜡晶长大而起大防蜡的效果。（2）EVA又名乙烯醋酸乙烯

酯共聚物，使最常用的防蜡剂之一，在较高的实用浓度之内可以起到很好的防蜡效果。防

蜡的效果见下表。通过实验证明两种防蜡剂的都有一定的防蜡效果，EVA的防蜡效果比

LDPE要好。

表1JLDPE防蜡效果测定结果

Tab.I-1LDPEmensurationresulteofparaffincontroleftection

加入浓度(mg/L)结蜡量(g)防蜡率R)

04.30

202-9132.33

502.6239.07

表1-2EVA防蜡效果测定结果

Tab.1-2EVAmensurationresulleofparaffincontroleffeclion

加入浓度(mg/L)结蜡量(g)防蜡率作)

04.30

202.0851.63

501.7260.00

1.1.2.6.2表面活性剂

表面活性剂可分为水溶性的和油溶性表面活性剂，在油III通常使用的是水溶性的表面

活性剂，水溶性的表面活性剂的润湿反转作用可以使油井结蜡表面反转为亲水表面，有利

于蜡从结蜡表面脱落，可起到防蜡和清蜡的双重作用。比较常用的各种工业表面活性剂：

Tween65.Tween40、Span60、0P-30、尼纳尔、AEO-7、OfM.烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠

等，通过一系列的实验数据得出由表中可以看出，烷基苯磺酸钠、尼纳尔(油溶性)和

AE0-7的防蜡效果较好,防蜡率都超过了60舟,优于其它表面活性剂。

1.2油井结垢机理及防垢技术

1.2.1结垢机理

油井结垢是指抽油机井井筒内的抽油泵和油管等井下机械构件，在油井产出液的长

期作用下通过化学反应使其表面结垢的现象。石油从油井底部进入管道开始，由于油井经

常要注水及石油、天然气自身含水等原因，油井的出油含有不少矿化度非常高的水，并从

油井底部采油泵便开始结垢，结垢会使得抽油泵等机械装置的工作效率急剧下降，严重的

还会导致卡泵加重抽油杆偏磨以及抽油杆断脱等事故的发生。

结垢的形成过程普通可分成下面四步：

第一步：水中离子结合形成溶解度很小的盐类份子；

第一步：结晶作用，份子结合和罗列形成微晶体，然后产生晶粒化过程。

第三步：大量晶体堆积长大，沉积成垢。

第四步：由于不同的条件，形成不同形状的结垢。

在油井油套管环形空间，由于有很好的结晶中心(如蜡)，有充分的结晶时间，温度

也不太高，所以井中发现的结垢均是很好的晶体。各种条件对形成结垢的各个阶段产生不

同程度的影响。

1.2.1.1无机物结垢机理

碳酸盐垢［QCOs,CaMg(CX)3%］是由于钙、镁离子与碳酸根或者碳酸氢根结合而生

成

的，反应式5口下：

Ca2+0032;CamI

碳酸盐垢是油田生产过程中最为常见的一种沉积物。常温下，碳酸钙溶度积为

2.9X10°,在25℃,溶解度为0.053观。在油井生产过程中，当流体从高压地层流向压

力较低的井筒时，⑩分压下降，水组分改变，沉积平衡⑴式和⑵式向右挪移，区0、

悔(骗不断析出沉淀，这就是油井生成aca垢的主要原因。

1.2,1.2有机物结垢机理

由于原油中含蜡量比较高，含量在M.07%〜23.90此间，且析蜡点(44.6〜55.2℃)

和凝点(30〜37©都比较高，因此原油从地^侬怫匚的过程中，温度压力逐渐下降，

轻质组分逐渐从原油中分离出来，蜡等有机物就有可能析出而成垢。

事实上，例/厮和项版的形成是相互进行的，早先形成的垢又成为了结垢的晶核，

CaCQ和有机物又不断地沉积下来，形成新的垢层，最后得到无机物和有机物的混合垢。

1.2.2垢的影响因素

油田水垢的种类不少，影响结垢的因素也不少：

成垢离子浓度：水中成垢离子含量越高，形成垢的可能性就越大。对某一恃定的垢，

当超过了它在一定温度和pH值下的可溶性界限时，垢就沉积下来。

水的成份：水中盐含量增加，通常能增大垢的溶解度.这是一种盐效应。如对QCO,

来讲，它在200g/L盐水中溶解度较在高纯水中大2.5倍4012。

压力和温度：碳酸锌的溶解度随着温度的升高和OQ的分压降低而减小，后者的影响

尤其重要。因为在系统内的任何部位，压力降低都可能产生碳酸钙沉淀。

222422

Ca(HCO3)2==Ca*+2HCO3=H2CO3+CO3+Ca=CO2t+H2O+CO3+Ca+

在此平衡过程中，QCHCQ%的溶解度远高于CaCQ,当体系压力降低后，CQt析

出，平衡向右挪移，导致C0沉淀生成。

此外，当体系压力解氐时，原油中轻质组份(Clb、CHClb等)由液态转化为气态析

出，轻质组份在原始地层状态下以液态存在，起到有机溶剂溶解重质有机物端胶质、

沥青质)的作用。压力降低，有机溶剂减少，重质有机物析出，为垢的进步生成提供了

条件。

在垢的组份中，SQ及粘工是不可避免的也是无法史理的两种垢组份，因此，在生产

及管理过程也注意保持环空压力合理的高值，对于避免垢物的生成是十分重要的。

闭值：降低闭值使溶解度增大，减弱了成垢倾向，这种作用对Ca◎垢的影响非常

明显。

润湿与粘附：在油田生产过程中使用不同材质，其内表面有不同的润湿物性。裸钢表

而润混佰小干an°,这对干品核的形成和在材质表面的粘附作用是十分重要的，润湿角越

面润湿角小于90°,这对于晶核的形成和在材质表面的粘附作用是十分重要的，润湿用越

小，成核所需能量越小，晶核形成越容易，则结垢趋势就越大。

油田无内涂层的管线内壁常见结垢，一旦垢生成0氐层垢),对新的晶核粘附力很强，

就很容易继续积垢，即产生次生垢，若管线内衬粗糙，加大了沉淀面积，使垢更易形成。

1.2.3除垢及阻垢技术

1.2.3.1机械法除垢技术

机械法是最早使用的除垢方法，主要是针对井筒的垢物。该技术较为复杂，费用高，

效率低，又不能清除近井产层的垢物，因此目前已很少采用所有机械法都是对系统器壁施

加一个力进行刮磨垢蚀。

具体方法有：

(1)把砂粒掺人到热交换器进水中m使其与热交换器!由面接触，达到冲刷的目的。

(2)在系统的结垢部份安上电刷自动清洗。

(3)使用软泡沫塑料球，通过系统对设备进行自由地清洗。

(4)流态化除垢只能应用于溶液直接沿器壁面的流动除垢。

1.2.3.2物理法除垢技术

(1)高强声激波处理法

本原理是利用声激仪产生的高强声激波震掉和击碎较松散的垢物，然后由液流带出地

面或者流出管道.。当垢物致密而坚硬时，这种方法并不奏效。

(2)永磁除垢法

基本原理是在油气集输管道的易结垢地段安装永磁除垢器，当永磁除垢器产生磁力线

作用于已产生或者正在产生的沉淀垢时，将产生一定的电动势；由于无机盐沉淀在水中本

来就有