人们一提到垢,首先想到的是做饭的锅、烧水的壶、喝茶水的杯子,时间久了内壁上经常会有一层水垢,这些垢要清除很费劲,通常是用铁刷子刷,还有用白醋清洗,而且每过一段时间就要清洗一次。
油气开采过程中,地层中的油气经井筒、井口到地面集输系统,由于温度、压力和油气水平衡状态发生变化,容易发生无机盐类的沉淀,就会生成垢。一般来说,只要有水的存在,就不可避免地会产生一些无机盐沉淀,这些沉淀物一旦聚集并附着在油水井井下设备上,就会生成油田上特殊的垢。这些垢结在不同的地方,造成的危害也不尽相同,有的堵塞油层,有的堵塞油管或井下设备,还有的会卡死抽油杆、损坏井下设备,给油气生产带来不利影响。
对于油田结垢现象,首先应弄清楚垢的形成原因、条件和性质,这样才可以确定是用化学清洗还是机械方法有效地清除垢层,同时也有助于采取不同措施防止或减轻结垢。
研究发现,垢的形成有多种成因,包括沉淀、结晶、化学反应、腐蚀和微生物的生长等,现实中很少是单一的一种结垢形式,而是一种复合的和各种因素综合在一起形成的结垢过程。
具体来说,油田结垢分为近井地带结垢、设备内部结垢、注蒸汽热采高温造成结垢、聚合物驱结垢、复合驱因pH值过高结垢等。
防垢有两种方式,一种是化学防垢,首先进行诊断,搞清楚垢的类型和结垢条件,然后经过室内实验优化筛选配方,采用循环加药使结垢部位始终保有防垢剂的配方成分,起到防垢作用。另一种为改变结垢条件,包括调整井下pH值,使其偏酸性,达到防垢的目的。
除垢方法有机械清洗、化学清洗、高压水冲洗和交变电磁场除垢技术等。机械清洗方法可以清除所有垢层,且对金属管材和井下设备基体没有腐蚀性,但清洗效率较低;化学清洗方法清洗效率很高,但作业时要求高,处理不当可能损坏管道,甚至造成事故;高压水冲洗利用高压水射流的冲击力除垢,效率高,不污染环境;交变电磁场除垢技术在工业管道除垢方面效果非常显著,它是将交变电磁场传输至整个系统,改变水中离子的运动方式,在二氧化碳的辅助下,原有的旧水垢逐渐溶解脱离,所有的新垢和老垢都不会再出现在管壁上,溶解后的微小水垢颗粒随水流排出。