方志刚、宫海霞、赵艳芳
中石化胜利油田现河采油厂现河庄陈官采油管理区
摘要：随着近年来原油需求的不断提升，我国开发低渗透油田的力度也有所增加，使用注水开采能够稳定油藏需要。大部分油田以采出水作为注入水，油田采出水其中具有的复杂成分能够提升结垢形成容易程度，下降地层能量，注水系统能耗加强，油田生产危险性增加。各个油田通过众多防垢技术对低渗透油田的结垢问题进行解决，效果十分显著。
关键词：结垢；注水系统；低渗透油田
前言：我国低渗透油田总边底水活跃度较低，压力传导能力不强，开发过程中单纯利用天然能量，会导致油田生产产量降低，降低地层压力。为确保油田开发质量，开发过程中需要保持压力。油田采出水容易生成结垢，提升油田投入生产的危险程度。本文通过研究众多防垢技术对低渗透油田的结垢问题解决效果，为以后工作提供相关建议[1]。
一、注水系统结垢危害和成因
1.1注水系统结垢危害
结垢现象在低渗透油田注水系统中较为常见，影响油田安全生产，结垢会增加注水系统注水压力，缩减管线流通截面积，导致安全生产风险上升。严重的注水系统结垢会降低注水井工作质量，降低地层压力，油田稳产受到影响。基于结垢场所的特殊性和成垢化学条件物理条件的多变性，结垢现象十分常见，增加注水系统防垢工作的进行。所以，低渗透油田中需要对注水系统结垢问题进行解决，并在实际当中应用。
1.2注水系统结垢成因
我国开发低渗透油田的力度增加，采用注水开发方式能够高效、稳定的对低渗透油田进行开发。一般情况下，从产出液中获取的污水是注入水。该注入水中存在大量杂质，例如氧、硫化氢、机杂、溶解气、无机盐等，易在闸门、管道弯头、配水封隔系统、井筒壁、注水井底部出现化学反应和物理反应，生成多样复杂的结垢。主要包括以下成因：注入水杂质含量过高，注水系统管线被氧的化学物、硫化物腐蚀，地层水和注入水的不配伍，化学离子产生化学反应。
二、注水系统防垢技术的应用
随着科学技术的发展，部分技术用于除垢和防垢上具有明显效果。当前许多防治技术例如物理技术、工艺技术、化学技术等能够用于油田注水系统防垢工作中。物理防垢技术通过特定物理仪器对结垢进行抑制。工艺防垢技术对部分作业工艺条件进行控制或者改变，对结垢生成条件进行减少和破坏。化学防垢技术通过化学防垢剂对结垢现象进行抑制。
2.1物理防垢技术
物理防垢技术用于低渗透油田注水系统中，最常用的是电子防垢技术和超声波防垢技术。电子防垢技术基于电子技术，该技术利用信号发生器产生的电流频率变化高，振幅大，极性，在管道中磁场快速变化，干扰水中的Mg2＋、Ca2＋，对其物理特性和电化学特性进行改变，降低其吸附能力，进而完成结垢抑制，注水系统防垢的作用。
电子防垢技术在所有管材中均可使用，并且使用期限较长，运行费用低，不耗电，方便施工安装，防垢效果显著。目前该技术已经在部分油田当中使用，效果十分理想。超声波防垢技术目前还处于发展中阶段，对垢物类型没有要求，，施工简洁，具有较高的自动化程度，未来前景十分良好。超声波在介质中具有空化、振动传播作用，基于其在管线壁、垢物、液体介质中不同的传播速度，不同介质界面处超声波的剪切力增强，降低管壁上垢物的附着力，减少管壁上垢物的沉积现象，并去除管壁上的垢物。若超声波强度够高，超声波振动会挤压拉伸液体介质，并对微细泡爆炸情况进行强化，生成几百个大气压，上千度高温的冲击波能量，细化、粉碎液体介质中的垢物，降低垢物微粒间的亲和力，对垢微粒形体进行改变，这种超声空化效应在一般物理场所中没有。垢物实施超声波处理后垢物呈疏松粉末状，沉积板结现象消失，从而达到除垢防垢的效果[2]。
2.2工艺防垢技术
工艺防垢技术利用一系列设备进行防垢工作，如搅拌系统、氮气密封系统、加药泵、加药罐、过滤塔等，实施化学物理措施对注入水进行杀菌、除氧、过滤、沉淀等，降低水中的镁离子、钙离子含量，并对注入水水质进行改善，从而起到防垢效果。每一个油田为了防止注水井油管、注水系统中出现垢物做了大量工作。当前将涂层处理技术用于管道表面，该技术能够有效避免垢物在管道表面形成，防垢效果明显。对比而言，管道表面涂层处理技术应用便捷，对现场管理也没有严格要求。该技术早期采用渗氮渗铝涂层、化学镀镍磷涂层，防垢思路为防腐蚀，尽管具有效果，但并不明显。后来采用玻璃钢涂层效果提升，但偶尔会出现涂层脱落情况。当前已有油田使用环氧树脂涂层，虽然成本较高，但是具有显著效果。
2.3化学防垢技术
化学防垢技术在低渗透油田中具有广泛使用，该技术成本不高，应用方便，在注水系统部位注入化学防垢剂，利用防垢剂的晶格畸变机理或者低限抑制机理对垢晶体进行毒化和破坏，从而对垢物生长进行抑制。另外防垢剂具有的鳌合作用能够对镁离子、钙离子的结合进行游离，降低注入水中镁离子和钙离子的浓度，形成的六元化合物、五元化合物可溶于水并且具有稳定性。所以，就算注入水中存在镁离子和钙离子，结垢现象也不容易出现。对每个低渗透油田的结垢类型和条件进行观察和长时间的发展，我国市场上的防垢剂种类已经非常多，其中低分子聚合物、有机磷酸这两种除垢剂较为常见。化学防垢技术在结垢生成期间的所有节点均有涉及，并且不会特备限制注水系统的结垢部位，因此防垢效果十分明显。实际工作中应用除垢剂存在局限性，除垢剂能否在水中均匀散开决定了它的使用效果，在定向井、斜井等部分情况中，除垢剂没有显著效果，正是因为其不能在水中均匀分散。并且在药剂添加时需要其他设备进行辅助，导致费用增加。化学除垢剂药效时间不长，因此药剂费用较高。化学防垢剂的使用还会在一定程度上污染油层，需谨慎使用[3]。
三、结语
许多除垢和防垢技术均能在低渗透油田当中应用，但是基于每个油田不同的水质，需要针对防垢效果、成本、自身情况对防垢技术进行选择。另外防垢技术的不同，其自身的缺点和优点也不相同。所以，为了确保注水系统中防垢的质量，需要结合使用物理防垢技术、工艺防垢技术、化学防垢技术。
参考文献：
[1]杜延军. 采油废水在低渗透油田注水处理工艺中的应用[J]. 中国科技投资, 2019, 001(009):104.
[2]孙杨洁. 低渗透油田精细分层注水开发技术方法的探讨[J]. 中国化工贸易, 2019, 011(007):84.
[3]常世才, 韩利宝, 饶天利,等. 注水和采油技术在低渗油田开发中的应用框架思路构建[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019, 039(015):203-204.