油田聯(lián)合站注水泵結(jié)垢成因研究

張健 李芮 王光宇（中國(guó)石油玉門油田分公司老君廟采油廠聯(lián)合站，甘肅 酒泉 735200）

油田聯(lián)合站注水泵結(jié)垢成因研究

張健 李芮 王光宇（中國(guó)石油玉門油田分公司老君廟采油廠聯(lián)合站，甘肅 酒泉 735200）

為了更好的優(yōu)化油田的工作質(zhì)量，本文以老君廟采油廠聯(lián)合站4#注水場(chǎng)為例，探討注水管線、注水泵內(nèi)發(fā)生結(jié)垢的主要成因，并提供有效的處理措施，為今后相關(guān)工作人員提供理論參考依據(jù)。

油田注水；注水泵；結(jié)垢；成因

伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于油類能源資源的需求量也在不斷提升，間接提高了對(duì)采油效率的要求。但是，因?yàn)橥度胧褂脮r(shí)間較長(zhǎng)的因素影響，導(dǎo)致當(dāng)前許多采油廠注水站注水泵存在嚴(yán)重的結(jié)垢問題，對(duì)油田的開發(fā)與油氣的生產(chǎn)有著明顯的影響。對(duì)此，探討油田注水站注水泵結(jié)垢成因具備顯著現(xiàn)實(shí)、經(jīng)濟(jì)意義。

1 油田注水站注水泵結(jié)垢簡(jiǎn)介

在油田注水站投入使用之后，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間后注水泵出現(xiàn)注水管線壓力明顯上升，通過對(duì)問題的分析，逐一排查后，將注水泵拆開發(fā)現(xiàn)其存在明顯的結(jié)垢問題。注水泵由于結(jié)垢的影響，必須經(jīng)常進(jìn)行拆卸清洗工作，而經(jīng)常性的拆卸很容易影響注水泵的使用壽命。因此，對(duì)注水站注水泵結(jié)垢的主要成因進(jìn)行分析，采取有效措施，從而預(yù)防和杜絕結(jié)垢問題的發(fā)生有著重要的意義。

2 結(jié)垢樣品分析方法

對(duì)4#注水站注水泵結(jié)垢樣品的定性分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)垢中含有一定含量的石油類、碳酸鹽類有機(jī)物，鐵化合物微量存在。為了更好的明確垢樣的主要成分，在采樣定性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)注水泵結(jié)垢的樣品給出了定量的分析。結(jié)果顯示，結(jié)垢樣品中不含硫、有磁性物質(zhì)顆粒，酸不容物的濃度為18.65%，水分含量濃度為0.65%，有機(jī)質(zhì)含量的濃度為22.37%，水中的可溶物含量濃度為5.00%；燒失量（800℃，2h）濃度為48.41%，燒余物中，CaO濃度為78.19%，P2O5濃度為21.81%。除此之外，為了更好的明確泵結(jié)垢的主要原因，對(duì)注水泵前后分別進(jìn)行了兩次水質(zhì)分析。

3 結(jié)垢樣品分析結(jié)果

在結(jié)垢成分當(dāng)中，石油類物質(zhì)含量最多的是有機(jī)物，通過結(jié)垢樣品定量分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)水當(dāng)中CaCO3的含量最高，能夠達(dá)到72%，其次是有機(jī)質(zhì)的含量，能夠達(dá)到22.37%，再次是P2O5含量，能夠達(dá)到11.25%。由此可見，注水泵的結(jié)垢樣品當(dāng)中碳酸鈣的含量相當(dāng)高。另外，注水泵樣品當(dāng)中混雜了一部分石油類的有機(jī)質(zhì)。對(duì)此，注水泵結(jié)垢的主要成分應(yīng)當(dāng)是以碳酸鹽沉淀為主的結(jié)垢物質(zhì)。

通過對(duì)注水泵的水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，注水泵前后的水質(zhì)PH值均為7.8，變化不明顯，呈現(xiàn)弱堿性，其礦化度明顯超過8000mg/ L，成垢之后的離子濃度相對(duì)較高。碳酸鹽結(jié)垢趨勢(shì)主要是借助飽和指數(shù)法與穩(wěn)定指數(shù)法來進(jìn)行分析和判斷。最終發(fā)現(xiàn)，在注水泵之后，通過飽和指數(shù)法發(fā)現(xiàn)，SI含量為1.21%，存在結(jié)垢的可能；通過穩(wěn)定指數(shù)法發(fā)現(xiàn)，SAI為5.79，同樣存在結(jié)垢的可能。另外，在注水泵之前，飽和指數(shù)法發(fā)現(xiàn)，SI含量為0.92%，存在結(jié)垢的可能，而穩(wěn)定指數(shù)法結(jié)果中SAI為6.36，并不存在結(jié)垢的可能。對(duì)此，注水泵之后的水質(zhì)存在碳酸鹽結(jié)垢的可能，而在注水泵之前的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果中，碳酸鹽結(jié)垢趨勢(shì)有明顯的降低。另外，通過硫酸鹽結(jié)垢趨勢(shì)的分析發(fā)現(xiàn)，在注水泵之前與之后，其濃度積分別為1.29×10-3與1.48×10-3，均不存在結(jié)垢的趨勢(shì)。

從結(jié)垢樣品當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，注水泵的結(jié)垢主要成分是以碳酸鹽沉淀為主，從水質(zhì)分析的結(jié)果而言，注水泵之前的水質(zhì)存在碳酸鹽的結(jié)垢趨勢(shì)，而注水泵之后的水質(zhì)碳酸鹽結(jié)垢趨勢(shì)存在明顯的上升。注水泵前后的水質(zhì)均不存在硫酸鈣的結(jié)垢可能。這也直接證明注水泵之前的水質(zhì)已經(jīng)存在碳酸鹽的結(jié)垢問題，而水中已經(jīng)懸浮了一部分的碳酸鹽沉淀物。在注水泵的中間部位，一方面存在更多的碳酸鹽沉淀物，另一方面因?yàn)楦鞣N原因?qū)е绿妓猁}沉淀在這一部分并結(jié)垢。在體系當(dāng)中二氧化碳的分壓提升、PH值提高、成垢之后例子濃度提升的情況下，水中的溶解CO2濃度會(huì)提升，此時(shí)H+的濃度會(huì)降低，Ca2+濃度會(huì)提高，最終生成過多的碳酸鈣沉淀物，導(dǎo)致結(jié)垢問題的發(fā)現(xiàn)。在整個(gè)生產(chǎn)體系中，溫度上升時(shí)，溶液當(dāng)中的各種離子濃度會(huì)提升，這也間接的推動(dòng)者碳酸鈣沉淀物的生成。對(duì)此，在注水泵的上游管線中借助二氧化碳分壓、成垢離子濃度、PH值以及溫度四項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)可以明確碳酸鈣沉淀的主要原因。

4 結(jié)語

綜上所述，通過本次研究，總結(jié)出以下三點(diǎn)結(jié)論與建議：1、注水泵在注入水之前如果水質(zhì)存在異常，很容易形成碳酸鹽的結(jié)垢問題，注水泵中存在碳酸鹽垢的成分。對(duì)此，需要在是注入水之前對(duì)水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制；2、通過研究發(fā)現(xiàn)，可以在注水泵的上游管線位置從二氧化碳分壓、成垢離子濃度、PH值以及溫度四項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)來探討碳酸鈣沉淀的形成原因，并在具體的位置上添加碳酸鹽結(jié)垢的阻垢劑，以此解決結(jié)垢問題；3、對(duì)于注水泵當(dāng)中已經(jīng)存在的垢，可以采用相應(yīng)含量的稀酸溶液進(jìn)行浸泡，雖然這種方式能夠有效解決結(jié)垢問題，但是長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)影響注水泵的使用壽命。

[1]曹宏.原油外輸泵結(jié)垢原因分析及治理對(duì)策[J].石油石化節(jié)能,2012,11:43-44+47.

[2]黃雪松,郭學(xué)輝,宋繼宇,劉愛雙,石偉,候瑩.中原油田注入水水質(zhì)改性效果及結(jié)垢可能性研究[J].油田化學(xué),2001,02:132-135.

張?。?975-）男，漢族，甘肅金塔人，助理工程師，主要從事原油處理、儲(chǔ)輸及設(shè)備管理工作。