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刘 巍 中国石油大港油田分公司第五采油厂
【摘 要】结垢是油田开发过程中遇到的最常见的问题之一，影响结垢的因素很多，如压力、温度、流速、矿化度、pH值等多种因素，通过大量试验，分析出了大港周青庄油田油井形成垢质的主要原因，并针对油田进入高含水开发后期，地层结垢严重，致使电泵井检泵周期较短现象，采取了针对性的防、除垢综合工艺技术解决此问题。通过这些防除垢措施的应用可以有效地延长电泵井的检泵周期。【关键词】电泵井结垢；防治措施；周青庄油田 避雷系统
一、油井结垢原因
在一定条件从水中析出的固体物质。油田常见垢是CaCO 3、CaSO 4、SrSO 4和BaSO 4，通常把腐蚀产物（如：FeCO 3、FeS、Fe 2O 3、Fe(OH)3等）以及盐垢（NaCl）也包括在内。
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大港采油五厂周青庄油田，开采油层多为沙河街油层，深度普遍超过3000米，甚至达到4000米，井下环
境温度高（90～100℃），水质矿化度高。随着油田开采不断推进，油层压力必然下降。为了使得油层压力下降不致过快，最直接有效的方法就是对油田进行注水。但是注入水几乎不可能与原地层油水性质一样，就会使得原始地层的化学场、水动力场和温度场发生改变，这将导致油水中部分矿物溶蚀和沉淀。随着注入的水量增加和时间的延续，注入水与地层的不配伍性 也会越来越严重，必将导致油井结垢。上网行为管控
通过观察发现，在低压高温情况下油水中溶解度小的离子容易结晶析出。在相同的地层环境下与抽油机井相比，由于电潜泵的电机高速运转，散出热量大、温度下降慢，在油管下部易出现低压高温现象，加之电潜泵井采用放大压差开采，压力下降快，结垢的速度必然要比抽油机井快得多。
油井结垢总起来说主要分为两个大的原因，其中内因是地层水会有大量无机离子水中存在有机质、泥砂等。外因是两种或两种以上不配伍水混合、环境条件变化（温度、流速等）。
电泵井结垢原因总结，油井温度过高时，离心泵泵壳和叶导轮附近的液体很容易出现过饱和状态，易形成结晶核，地层流体易形成垢的物质会在这里沉积成垢。而且结垢后会在泵的壳体上形成一个隔热层，阻止电机运转时热量的散发，导致电机过热而烧毁。潜油电泵叶轮也会结垢，这样会增大流动摩擦阻力，大大降低泵的效率，从而导致泵过早损坏。电泵井结垢，会使井筒炮眼附近垢堵，影响地层出液，造成供液变差，供液差又加剧结垢，这就形成恶性循环，最终导致躺井。
二、电潜泵井结垢后果
经检测采油厂周青庄油田电潜泵井所结的垢主要成分是碳酸钙、硅酸钙和杂质铁，且有一定腐蚀性。碳酸钙的溶解度随着水温上升而急剧下降。当油井内井温升高时，离心泵泵壳及叶导轮附近的液体很容易出现过饱和状态（一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫做过饱和现象。过饱和也可以指蒸汽中某物质蒸汽压超过该温度和压力下该物质的饱和蒸汽压而不发生相变的现象。该蒸汽称为过饱和蒸汽），且泵壳需要的形核功较低，很容易形成结晶核。因此，油水内易形成垢的物质会在这里出来沉积成垢。在泵的壳体上结垢后会形成一个隔热层，阻止电机运转时热量的散发，导致电机因过热而烧毁。另外潜油电泵的叶轮也会结垢，并且结垢后增大流动摩擦阻力，大大降低泵的效率，使泵过早损坏，或造成泵上止推轴启动运转时电机过载。
三、电泵井结垢防治措施
电泵井结垢是因为水中含有结垢离子（Ca 2+、Mg 2+），由于温度、压力的变化，而结晶析出，沉淀吸附所致。目前，现场应用的防垢技术主要有物理方法和化学方法。
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1.物理方法
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主要是应用超声波除垢器和强磁除垢器。超声波除垢器利用流体通过发声装置的时候，声波在金属和流体中传播的相速差，引起结垢微粒与金属表面发生振动而破碎，阻碍垢的形成。固体强磁除垢器利用磁场的作用力使电荷中和形成磁 致结晶效应。使成垢离子大大减少，从而很难在电泵机组上吸附而结垢。
2.化学方法
（1）酸洗除垢：HCl和沉积的垢发生反应，促使垢溶解或疏松脱落，是一种非常有效的除垢方法。（2）化学加药：通过分散作用阻止晶体进一步碰撞后形成大的钙垢，通过在相关井制定加阻垢剂制度，作业发现结垢情况减轻。
酸洗除垢反应机理：CaCO 2+2HCl=CaCl＋CO 2↑+H 2O CaMg(CO 3)2+4HCl=CaCl 2+MgCl 2+2CO 2↑+2H 2O Fe 2O 3+6HCl=2FeCl 3+3H 2O
现场应用的除垢剂作用：炮眼附近及管壁结垢主要为碳酸钙，通过泵正挤入酸液，关井一段时间，盐酸与碳酸钙充分反应，生成可溶于水的氯化钙，水及气体，达到除垢、恢复炮眼导流能力的目的。
对于井况较好，运转较稳定的电潜泵结垢井，可以从环空中向油井加入一定量的除垢剂（防垢剂能防止或延缓水中盐类成垢沉积），利用化学药剂与垢发生化学反应，将垢融解后而除去。
对于油井井况一般的电潜泵井，可以在上面安装一个强磁防垢设备，利用磁场的作用力形成油水混合物的破乳和降粘作用机制，使电荷有效“中和”，形成磁化结晶效应。由于成垢离子消失或大大减少，因而不会或很难在电潜泵机组上吸附放电而结垢。
结论
随着油田开采的逐年推进，砂岩油藏的油井出砂和结垢的现象不可避免，电潜泵井表现的更加突出。如何将电泵井检泵周期实现有效延长是一个系统问题，需要进行长期的实践和理论研究。只有进行合理地选井、选泵，加强潜油电泵井的管理，并及时开展影响检泵周期的因素分析和研究工作，提出合理有效的防治措施，才能更好地延长电潜泵的检泵周期，提高生产效率和经济效益。
参考文献：
[1]刘建军，陈丽梅.大港油田高含水期储层出砂问题分析[J].中国石油和化工标准与质量,2016,12(25):106-107．
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