摘要：阻垢剂（SIs）是一类用于减缓或防止水系统结垢的特殊化学药剂。阻垢剂可以减缓或防止不同类型垢的形成。但结垢后需要用除垢剂去除，而添加阻垢剂为主要的防治手段。在某些情况下，阻垢剂不能完全有效地预防垢的形成，阻垢剂的使用不是最好的方法。一旦发生积垢，必须使用除垢剂除去积垢。
关键词：注水开发；油田结垢；化学除垢
前言
油田注水的开发方式，以单井的注水模式，实现正注、反注或者合注的效果。当油田开发进入后期，对低渗透油层实施强化注水，通过精细的地质研究，重新划分油层，对应油层进行精细注水，并结合高效的自动化注水设备和设施的应用，提高注水的精准度，促进注水开发油田的进步。
1油田注水概述
油田注水的技术措施的应用，是将处理合格的水，通过注水井注入到井下的油层部位，注入水沿着水线均匀推进到油井，将油流驱替出井，因此增加了油井的产油量。注水的过程是人为向地层补充能量的过程，属于提高油田采收率的重要手段。注水开发模式被广泛地应用于油田生产的不同阶段，通过注入水的驱替作用，从油井上反应为增产的状态。油田注水的精细化研究，保持小层的吸水能力，达到设计的标准。不断研究油田注水的新工艺技术措施，优化油田注水评价技术措施，掌握注水井的注入状态和油井的生产能力的发挥，为提高油田的采收率，创造有利的条件。
2垢的种类和形成方式
2.1硫化物垢
硫化物（主要是硫化铁）、氧化物（主要是氧化铁）、硫酸盐和碳酸盐垢是最常见的垢。
2.1.1硫化铁垢硫化铁垢是酸性油气井中主要垢类之一。物理形态上，它可以从粘性流体到干燥的黑色粉末。硫化氢气体可与铁离子发生反应，形成硫化铁沉淀。井中硫化氢和铁的来源多种多样。在酸性井中，硫化氢可以作为游离气体存在。硫化氢的其他来源包括:钻井液添加剂的降解、硫酸盐离子的还原、有机含硫化合物的热降解、酸处理、硫酸盐还原菌（SRB）。含硫酸盐矿物的热降解也能产生硫化氢。
2.1.2其他硫化物垢其他一些不常见的硫化物
垢，如锌和铅的硫化物。PbS垢和ZnS垢沉积在油井上部、采出水控制阀和井下安全控制阀中。这些垢主要分布在墨西哥湾和北海的油井中。与硫化铁在水中的溶解度相比，ZnS和PbS的溶解度要低得多。
2.2硫酸盐垢
2.2.1BaSO4垢BaSO4垢在25℃下的溶解度为2.3mg·L-1，溶解度积（Ksp）为10-9.99。BaSO4垢的主要来源是海水注入到该地区，本地有丰富的钡离子，造成BaSO4垢沉积。这种结垢沉积是由于海水（富含硫酸盐离子）和原生水（富含Ba2+）不相容造成的。此外，BaSO4是一种常用于钻井作业的加重材料。在钻井作业过程中，部分BaSO4会侵入地层，沉积重晶石垢，导致岩石渗透率降低。
2.2.2SrSO4垢SrSO4结垢的主要原因是含有Sr－SO4的水的过饱和。
2.2.3CaSO4垢CaSO4已经被公认为会引起严重问题的主要垢之一。CaSO4垢也可以沉积在储层中，改变储层的渗透率和孔隙度。CaSO4的析出很复杂，因为它有3种晶体形态，即石膏、水合物和硬石膏。
2.3碳酸盐积垢
MgCO3的低温溶解度最高，SrCO3的低温溶解度最低。CaCO3垢是碳酸盐垢中最常见的一种，在生产设施和生产油管上部分布最广泛。方解石是储层条件下最稳定的碳酸钙垢。因此，方解石比其他CaCO3垢如霰石、水钙石更常见。碳酸盐垢的形成与pH、温度、Ca2+浓度、碳酸盐浓度和离子强度有直接关系。水中离子与CO2的化学平衡决定了CaCO3垢的沉积。CaCO3垢的沉积随着温度升高、pH值升高、压力降低而增加。油田还存在其他类型的垢，但不常见，如磷酸盐垢、硅酸盐垢、单质硫垢等。
3化学除垢
3.1有机酸
有机酸，如乙酸、甲酸、马来酸等都可以成为盐酸的替代品，在高压高温（HPHT）油藏中，柠檬酸也被认为是HCl的替代品。与HCI相比，大多数有机酸的解离常数非常低[20,21]。由于其较低的腐蚀速率和较长的反应时间，是除垢的理想选择。然而，有机酸比盐酸更昂贵，其溶解垢的性能尤其是对碳酸盐垢的溶解效率比盐酸低。乙酸和甲酸是弱酸，它们是弱电离的。商业用途的醋酸可达100%，但在现场应用时，通常稀释至15%。当浓度超过15%时，其中一种反应产物（Ca（Ac）2），由于其溶解性低而可能形成沉淀。
3.2螯合剂
金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子的配位体作用，生成具有环状结构的络合物，该络合物叫做螯合物。能生成螯合物的这种物质叫螯合剂，也称为络合剂。成垢金属离子和螯合剂的性质决定了金属配合物的稳定性。螯合剂对金属的亲和力是由其稳定常数决定的（较高的稳定常数决定了更稳定的螯合产物）。稳定常数取决于几个因素，如环的大小、环的数量、螯合剂的pH值、配位原子和中心金属离子的性质。大多数螯合剂在碱性溶液中是有效。
3.3螯合剂和酸的混合物
螯合剂和酸的混合物已经在一些研究中被用来有效地去除不同类型的积垢。但是，大多数螯合剂在低pH值（<4）的酸性介质中溶解度低。结果表明，该溶出剂对含40%硫铁矿的现场样品的溶解率可达96%。其他除垢剂，如THPS都是用来除去油田水垢的。THPS的问题是它的腐蚀性很强，会导致很多环境和健康问题。其他的酸如硫酸、硝酸、氨基磺酸则不容易处理。
4结论与未来展望
在为今后解决油田除垢问题时，需要考虑3个主要因素。这些因素包括溶解化学、螯合剂对铁络合物的平衡效应和对pH值敏感性。研究应该集中在防止结垢上，比如找到如何减少井中硫化物的形成所需条件，这可以减少硫化物结垢。近年来，人们引入了垢转化的概念，利用转化剂将硫酸盐垢转化为碳酸盐垢。水垢转化工艺将硫酸盐垢的去除率从60%提高到90%以上。同时应向绿色除垢剂方向发展。
参考文献：
［1］孙莉.坪桥油田采油管道结垢机理与防治措施［D］.西安建筑科技大学,2008.
［2］赵梓涵.油田结垢预测及防垢技术的研究进展［J］.辽宁石油化工大学学报,2018,38（5）:19-23.