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油田注入水结垢评价及治理措施

文档作者：郑忠文，田世伟，李俊华，路建萍，焦伟杰，张江平姚磊文档来源： 1．延长油田股份有限责任公司青化砭采油厂 2．陕西省石油化工研究设计院		点击数：	更新时间： 2025年09月25日
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化学工程师
Chemical Engineer 2015年第o7期
；油
鞠：
张
DOI：10．16247~．cnki．23-1171，tq．20150738
油田注入水结垢评价及治理措施
郑忠文 ，田世伟 ，李俊华 ，路建萍 ，焦伟杰 ，张江平 ，姚磊
(1．延长油田股份有限责任公司青化砭采油厂。陕西延安716003；2．陕西省石油化工研究设计院。陕西西安710054)
摘要：对青化砭油田注水系统的长6地层水及注入水进行了水质分析，采用饱和指数和热力学溶解度
法对结垢类型及趋势进行理论预测的基础上，并对混注水进行配伍性分析，运用化学分析、XRD、SEM等手段
分析了典型结垢部位垢样，并提出了综合防垢措施。
关键词：油田；注水系统；结垢；防垢措施
中图分类号：TE357．6 文献标识码：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
在油田的不断开采过程中，地层能量逐步下
降，表现为油井液面下降甚至供油不足，油井产量
急剧下降。为了保持或增加油层压力，使油田高产
稳产及提高石油采收率，油田逐步进入注水开采阶
段。注水类型有清水注入、清污混注和污水回注等
方式。青化砭采油厂注水系统采用清污混注的方式
进行注水。两种水均含有不同的成垢离子，由于水
的热力学不稳定性和化学不相容性，成垢离子相互
作用，就会产生不稳定的、易于沉淀的物质。同时，
地层水中所含的成垢阴阳离子原有的化学平衡在
压力、温度和pH值等因素的变化下被破坏，成垢组
分溶解度降低而析出结晶沉淀，最终造成管线和设
备的腐蚀，BaSO4(Si)、CaCO3、CaSO4结垢问题和地
层堵塞问题，严重影响油田的正常生产。
1 油田注水系统水质分析
油田注水系统中出现严重的结垢问题多为注
入水和地层水含有不同的成垢离子，导致其配伍性
收稿日期：2015-O3—27
作者简介：郑忠文(1963一)，男，陕西三原人，教授级高工，博士，现从
事科研开发工作。
较差。因此，需要对油田注入水和地层水的水质进
行分析。选择延河水和长6层位水水样，依据《碎屑
岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY／T5329—
94)t-1《油田水分析方法)(SY／T5523—2006)t 】对青
化砭油田注水系统进行水质分析，具体结果见表1。
表1 青化砭注水系统水质分析结果(mg·L- )
Tab．1 Water quali~analysis results of Qinghuabian
water injection system
层位水样来源pH值
河水延河水1 6．00
延河水2 6．00
长6安4l2井 6．00
贾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 油田注水结垢趋势分析
不同来源的水相混时，应根据水中成垢离子的
浓度、理论溶度积常数的大小，进行成垢离子浓度
最大或理论溶度积最小的结垢趋势预测。依据《油
田水结垢趋势预测》(sY厂r 0600—1997)t 】对青化砭
油田注水系统延河水和长6层位部分井水的结垢
2015年第O7期 郑忠文等：油田注入水结构评价及治理措施 39
趋势进行分析。
2．1 CaCo3结垢趋势预测
CaCO 结垢趋势预测可采用由Davis和Stif提
出的预测油田水结垢的饱和指数法【引。根据公式计
算及结垢趋势判断方法可知，延河水无CaCO，结构
趋势；长6除贾88井外，均有CaCO 结构趋势。延
河水和长6层位部分井水的CaCO 结垢趋势结果
几尢表2。
表2 河水和地层水的CaCO 结垢趋势结果
Tab．2 Results of CaCO3 scaling trends on fiver
andformationwater
2．2 CaSo 结垢趋势预测
Skillman等人以热力学溶解度测定为基础，提
出了预测油田水中硫酸盐溶解度的计算方法[5,61，根
据公式计算及结垢趋势判断方法可知，延河水和长
6地层水均无CaSO 结垢趋势。延河水和长6层位
部分井水的CaSO 结垢趋势结果见表3。
表3 河水和地层水的CaSO 结垢趋势结果
Tab．3 Results of CaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
注：结垢预测结果均为不结垢。
2．3 BaSo 结垢趋势预测
BaSO 结垢趋势预测计算公式如下：
B {(m+n)一【(m+0)2-4ma+4k ]j
式中B：水质稳定后水中BaSO 的结垢量，mol·L『 ；
m和0分别为初始条件中Ba2~和so：一的浓度，tool·
IJ- ；Ksp：BaSO4的溶度积。
根据公式计算及结垢趋势判断方法可得：延河
水和长6地层水均无BaSO 结构趋势。延河水和长
6层位部分井水的BaSO 结垢趋势结果见表4。
表4 河水和地层水的的BaSO 结垢趋势结果
Tab ．4 Results of BaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
3 油田注水配伍性分析
青化砭油田注水系统采用清污混注的方式进
行注水，即将延河水注入到长6底层水中。现将两
种水以不同比例互配，进行配伍性分析，分析结果
见图l～3和表5。
孑!
犀
延河水与长6地层水配比
图1 河水与地表水在不同配比下的CaCO 结垢趋势结果
Fig．1 Results of CaC03 sealing trends on fiver and form ation
water under diferent ratios
延河水与长6地层水配比
图2 河水与地表水在不同配比下的CaSO 结垢趋势结果
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页)
理，针对目前油田注水系统出现严重的腐蚀结垢问
题，应从防垢剂的药剂类型、药剂用量、加药方式及
加药位置等方面着手进行试验和研究，找出效果优
异、应用广泛、经济适宜的油田防垢剂及防垢工艺。
(2)注水方式的改进因不同类型的水含有不
同的成垢离子，混合后其配伍性差甚至出现严重的
结垢问题。所以在注人水过程中，应避免清污混合
及不同层位水混合注入，实行清污水分注、同层位
水注入的注入方式。
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