青海跃进油田集输管道结垢的综合治理.pdf
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1、第 3 3 卷第 1 1 期 ( 2 0 1 4 1 1 )( 建设 管理) 青海跃进油田集输管道结垢的综合治理 李澍 田继军 新 疆大 学 地质与 矿 业工程 学院 摘要:以青海跃进油田集输管道为例 ,对其结垢机理、结垢成因和影响结垢的因素进行分 析,从化学法除垢、高压水枪喷射除垢、机械除垢、超声波除垢等方面进行治理研究提出相 应结垢治理技术措施。集输管道清扫时,尽量缩短酸液与管道接触的时间,清洗后尽快将残余 酸液排尽,防止清晰余留酸液引起结垢。建立管道结垢监测系统,及时发现结垢部位和结垢数 量、性质特征等情况,及时采取治理措施,避免结垢物增多。开发针对性强、效率高的结垢物 化学处理剂 ,采
2、用管内移动式除垢器及 电动控制除垢设备 ,对集输管道 内存在 的结垢物进行 自 动清理。 关键词:油田;集输管道;结垢;物理防垢;化学防垢 d o i : l O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 6 8 9 6 2 0 1 4 1 1 0 5 3 集输管道由于输送的油气含有有机物、H 。S 、 C O 、细菌等杂质 ,容易形成污垢并黏附在管道内 壁 ,造成集输管 道压力损失 、内径减小 、排量减 小、流通不均匀等,严重影响了集输系统的输送效 率和稳定性。同时,结垢还可能弓 I 起管道局部腐 蚀,导致穿孔、破损等现象,进而引发安全事故, 后果严重。以青海跃进油田集输管道为例,
3、对其结 垢机理、结垢成因和影响结垢的因素进行分析,提 出科学有效的集输管道结垢治理措施,对解决青海 油 田日益严重的管道结垢问题 ,提高设备传热效 率、集输管道输送效率,提高集输系统使用寿命和 油田经济效益具有十分重要的促进作用。 1 集输管道结垢分析 1 1 结垢机理 ( 1 )物质不相容机理理论 。由于管道液体中含 有的离子或气体 ,在发生化学反应的腐蚀过程中, 产生了不稳定的物质,这些物质与管道液体不相 容,进行沉淀后就形成垢物。例如,水型为N a H - C O 。 的油气井条件和含有C a C 1。 的油田采出物混合输 送后就会在集输管道内形成结垢物。 ( 2 )热力学条件影响结垢机
4、理。油气井开采过 程中。由于开采和输送环境的变化,集输管道内压 力下降,温度上升导致输送物质的矿化度增高,沉 积速率加快且容易结垢。 ( 3 )吸附机理理论。在发生腐蚀后,结垢物经 历析出、长大和沉积3 个过程。垢是晶体结构,集 输管道表面是凹凸不平的粗糙面,垢形成后会吸附 在管道表面,然后以其为中心不断长大形成密集的 结垢物 。 ( 4 )结垢因素。这3 个结构理论机理直接表明 了集输管道结垢因素:一是地层中含有高浓度易结 垢离子,化学平衡破坏产生硫酸镁、硫酸钙等结垢 物 ;二是两种或两种以上不相容的水混合在一起 , 离子相互作用产生硫酸钡、硫酸锶等结垢物,以及 大量的硫酸盐结垢物 。 r
5、1 2 结垢成因 根据油田集输管道结垢机理理论,针对青海油 田特征进行分析,青海油田水中含有较高的C a 2 、 、B a 2 + 等成垢离子。地壳中钙的丰度仅次于氧 、 硅 、铝 、铁 ,占第 5 位 显然钙是含量较高的元素 之一 。因而地层水显示出C a 2 + 含量高 的特征。根据 结构机理 ,C a 属成岩垢的主要离子之一 ,它与 C 0 3 2- 、S O 2- 等阴离子的结合轻易产生碳酸钙、硫酸 钙等结垢物。同时,青海油田还存在以下结垢形成 条件 :地层水中含有 C a 2 、S M 、B a 2 等成垢离 子 ,是由于岩石矿物长期反应缓慢形成的。这些都 是成垢离子 ,是各种矿石如
6、斜长石 、黑云母 、沸 石、方解石等自然释放形成而进入地水层 ,从而形 成结垢物。黏土岩和黏土矿物的阴离子交换,黏 土岩表面吸附C a 2 + 、 、B 等进入孔隙水中,增 加了管道结构的危险性,也是结构成因之一。青 海油田油层形成空间条件 ,一方面一定的空间是成 垢的必然条件,另一方面孔隙为成垢过程提供成垢 离子。 有了上述条件,青海油田集输管道就极容易产 生硫酸钡 、硫酸锶等结垢物,同时还有碳酸钙、硫 酸钙和少量的碳酸镁等结垢物。 1 3 管道结垢影响因素 影响青海油田集输管道结垢的因素很多,除了 油气田地面工程( h t t p : v y q t d mg c c 。 m ) 一9 7
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