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油田注入水結垢評價及治理措施

文檔作者：鄭忠文，田世偉，李俊華，路建萍，焦偉杰，張江平姚磊文檔來源： 1．延長油田股份有限責任公司青化砭采油廠 2．陜西省石油化工研究設計院		點擊數：	更新時間： 2025年09月25日
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化學工程師
Chemical Engineer 2015年第o7期
；油
鞠：
張
DOI：10．16247~．cnki．23-1171，tq．20150738
油田注入水結垢評價及治理措施
鄭忠文 ，田世偉 ，李俊華 ，路建萍 ，焦偉杰 ，張江平 ，姚磊
(1．延長油田股份有限責任公司青化砭采油廠。陜西延安716003；2．陜西省石油化工研究設計院。陜西西安710054)
摘要：對青化砭油田注水系統的長6地層水及注入水進行了水質分析，采用飽和指數和熱力學溶解度
法對結垢類型及趨勢進行理論預測的基礎上，并對混注水進行配伍性分析，運用化學分析、XRD、SEM等手段
分析了典型結垢部位垢樣，并提出了綜合防垢措施。
關鍵詞：油田；注水系統；結垢；防垢措施
中圖分類號：TE357．6 文獻標識碼：A
Evaluation on the oilfidd water injection scaUng and treatment measures
ZHENG Zhong—weni~TIAN Shi-weiI,LI Jun-hua2,LU Jian-ping2，JIAO Wei-jie‘，ZHANG Jiang-ping1,YAO Lei
(1．Qinghuabian Refinery，Prolong Oilfield Shares Lliability Company，Yah"oll Shaanxi 716003，China；
2．Shaanxi Research Desgn Tnstitute of Petroleum and Chemical Idustry，Xi an 710054，China)
Abstract：The long-six formation water and the injected water from the water injection system of Qinghuabian
Oilfield were analyzed in water quality．On the basic of predicting theoretically scaling types and trends by satura—
tion index and thermodynamic solubility method，the compatibility analysis of mixed water injection was carried．
The typical parts of scaling sample were analyzed by using chemical analysis，XRD and SEM．Finally the compre—
hensive anti-scaling measures were put forward．
Key words：oiltield；water injection system；sealing；anti-scaling measures
在油田的不斷開采過程中，地層能量逐步下
降，表現為油井液面下降甚至供油不足，油井產量
急劇下降。為了保持或增加油層壓力，使油田高產
穩產及提高石油采收率，油田逐步進入注水開采階
段。注水類型有清水注入、清污混注和污水回注等
方式。青化砭采油廠注水系統采用清污混注的方式
進行注水。兩種水均含有不同的成垢離子，由于水
的熱力學不穩定性和化學不相容性，成垢離子相互
作用，就會產生不穩定的、易于沉淀的物質。同時，
地層水中所含的成垢陰陽離子原有的化學平衡在
壓力、溫度和pH值等因素的變化下被破壞，成垢組
分溶解度降低而析出結晶沉淀，最終造成管線和設
備的腐蝕，BaSO4(Si)、CaCO3、CaSO4結垢問題和地
層堵塞問題，嚴重影響油田的正常生產。
1 油田注水系統水質分析
油田注水系統中出現嚴重的結垢問題多為注
入水和地層水含有不同的成垢離子，導致其配伍性
收稿日期：2015-O3—27
作者簡介：鄭忠文(1963一)，男，陜西三原人，教授級高工，博士，現從
事科研開發工作。
較差。因此，需要對油田注入水和地層水的水質進
行分析。選擇延河水和長6層位水水樣，依據《碎屑
巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》(SY／T5329—
94)t-1《油田水分析方法)(SY／T5523—2006)t 】對青
化砭油田注水系統進行水質分析，具體結果見表1。
表1 青化砭注水系統水質分析結果(mg·L- )
Tab．1 Water quali~analysis results of Qinghuabian
water injection system
層位水樣來源pH值
河水延河水1 6．00
延河水2 6．00
長6安4l2井 6．00
賈88井 6．00
蟠30# 6．00
上40井、王53井6．00
房423、421、415井6．00
ca2t Ba2++s M Hc0 c Na． SO：
5n90 0．00 23．34 l90．26 101．74 87．83 110．00
51．加0．00 23．42 l90．30 101．92 88．43 ll2．00
11314．25 429．19 227．9l 134．44 4l608．o2 l3485．58 0．00
9035．89 30656 l08．53 掘62 39181．47 l4760．73 0．00
642．40 343．35 60．85 224．47 32801．18 15922．58 0．00
l1773．50 1859．81 20．26 290．50 55866．72 22182．14 0．00
ll48I．25 858．38 3 52 187，26 43854．49 14388．0l 0~0
2 油田注水結垢趨勢分析
不同來源的水相混時，應根據水中成垢離子的
濃度、理論溶度積常數的大小，進行成垢離子濃度
最大或理論溶度積最小的結垢趨勢預測。依據《油
田水結垢趨勢預測》(sY廠r 0600—1997)t 】對青化砭
油田注水系統延河水和長6層位部分井水的結垢
2015年第O7期 鄭忠文等：油田注入水結構評價及治理措施 39
趨勢進行分析。
2．1 CaCo3結垢趨勢預測
CaCO 結垢趨勢預測可采用由Davis和Stif提
出的預測油田水結垢的飽和指數法【引。根據公式計
算及結垢趨勢判斷方法可知，延河水無CaCO，結構
趨勢；長6除賈88井外，均有CaCO 結構趨勢。延
河水和長6層位部分井水的CaCO 結垢趨勢結果
幾尢表2。
表2 河水和地層水的CaCO 結垢趨勢結果
Tab．2 Results of CaCO3 scaling trends on fiver
andformationwater
2．2 CaSo 結垢趨勢預測
Skillman等人以熱力學溶解度測定為基礎，提
出了預測油田水中硫酸鹽溶解度的計算方法[5,61，根
據公式計算及結垢趨勢判斷方法可知，延河水和長
6地層水均無CaSO 結垢趨勢。延河水和長6層位
部分井水的CaSO 結垢趨勢結果見表3。
表3 河水和地層水的CaSO 結垢趨勢結果
Tab．3 Results of CaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
注：結垢預測結果均為不結垢。
2．3 BaSo 結垢趨勢預測
BaSO 結垢趨勢預測計算公式如下：
B {(m+n)一【(m+0)2-4ma+4k ]j
式中B：水質穩定后水中BaSO 的結垢量，mol·L『 ；
m和0分別為初始條件中Ba2~和so：一的濃度，tool·
IJ- ；Ksp：BaSO4的溶度積。
根據公式計算及結垢趨勢判斷方法可得：延河
水和長6地層水均無BaSO 結構趨勢。延河水和長
6層位部分井水的BaSO 結垢趨勢結果見表4。
表4 河水和地層水的的BaSO 結垢趨勢結果
Tab ．4 Results of BaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
3 油田注水配伍性分析
青化砭油田注水系統采用清污混注的方式進
行注水，即將延河水注入到長6底層水中?，F將兩
種水以不同比例互配，進行配伍性分析，分析結果
見圖l～3和表5。
孑!
犀
延河水與長6地層水配比
圖1 河水與地表水在不同配比下的CaCO 結垢趨勢結果
Fig．1 Results of CaC03 sealing trends on fiver and form ation
water under diferent ratios
延河水與長6地層水配比
圖2 河水與地表水在不同配比下的CaSO 結垢趨勢結果
Fig．2 Results of CaSO4 scaling trends on fiver and formation
water under diferent ratios
O 8 6 4 2 0 2 4 6 8
O O O 0 O

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(上接第40頁)
理，針對目前油田注水系統出現嚴重的腐蝕結垢問
題，應從防垢劑的藥劑類型、藥劑用量、加藥方式及
加藥位置等方面著手進行試驗和研究，找出效果優
異、應用廣泛、經濟適宜的油田防垢劑及防垢工藝。
(2)注水方式的改進因不同類型的水含有不
同的成垢離子，混合后其配伍性差甚至出現嚴重的
結垢問題。所以在注人水過程中，應避免清污混合
及不同層位水混合注入，實行清污水分注、同層位
水注入的注入方式。
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