油田采油及集输系统结蜡结垢腐蚀因素分析

油田采油及集输系统结蜡结垢腐蚀因素分析

刘庆龙胡叶萍尚赛梅

长庆油田分公司第五采油厂，陕西 西安 718600

摘要：面对油田采油及集输系统结蜡结垢腐蚀问题，要科学制定全面的油田管理计划。不断评估和优化治理策略和技术手段，根据实际情况进行调整和改进，采用新的材料、技术和设备，以提高治理效率和效果。全面考虑油田生产系统的各个环节，并与相关部门密切合作。最大程度地减少结蜡、结垢和腐蚀等问题对油田生产造成的影响，确保生产系统的稳定和安全运行。

关键词：结蜡;结垢;腐蚀;水质

1 油田采油及集输系统结蜡因素分析

油田采油及集输系统结蜡是一个常见的挑战，尤其在寒冷环境中。蜡的结晶可能导致管道和设备堵塞，影响油田的正常运营。

1.1温度

在寒冷的气候条件下，原油中的蜡成分容易结晶。低温会导致油中的蜡凝固，形成颗粒并沉积在管道、阀门等设备表面。季节性气温的波动，尤其是冬季来临时，可能使原油中的蜡更容易结晶，增加结蜡风险。

1.2油品性质

原油中的蜡含量是导致结蜡的主要因素之一。不同油田的原油蜡含量有差异，高蜡含量的原油更容易在低温下结晶。蜡有不同的类型，某些蜡更容易形成颗粒并堵塞管道。了解原油中蜡的类型对预防结蜡问题至关重要。

1.3流动速度

当原油在管道中的流速较低时，蜡有更多的机会在管道内结晶。这可能发生在管道的某些部分，如弯道或阀门附近。

1.4油田设备和管道设计

不同材质的管道对于蜡的附着性有所不同。一些管道材料可能更容易使蜡附着在表面，增加结蜡的可能性。一些采油设备的设计可能会促使原油在设备中停留更长的时间，增加结蜡的风险。适当的设备设计可以减少停留时间，降低结蜡的概率。

2 油田采油及集输系统结垢因素分析

油田采油及集输系统结垢是由于管道内油中溶解的盐类、矿物质等物质在管道内逐渐沉淀而形成的。这些沉积物可能导致管道内径变小，影响流体的正常流动，降低系统的效率。

2.1油品性质

原油中的含盐量是结垢的重要因素之一。高含盐量的原油会导致盐类在管道内沉淀，形成垢层。油中携带的水分可能含有溶解的盐类，当水分蒸发或油中的水分离时，盐类就会沉淀在管道内。

2.2水质

如果水中含有高浓度的硬水成分，如碳酸钙、碳酸镁等，这些成分在管道内可能结晶形成垢层。在高温条件下，水中的溶解气体减少，导致溶解在油中的盐类更容易析出，形成结垢。

2.3操作条件

低流速可能使流体中的固体颗粒沉积在管道内，逐渐形成垢层。高压状态下，水中的溶解气体减少，盐类更容易沉淀。不同材质的管道表面对垢层的形成有不同的影响。有些管道材料可能更容易使沉淀物附着在表面，促进结垢。管道内金属腐蚀会释放金属离子，促使结垢的形成。腐蚀产物本身也可能是垢的成分之一。

3 油田采油及集输系统腐蚀因素分析

油田采油及集输系统腐蚀是由于管道和设备在油田环境中暴露于腐蚀性物质或条件下，逐渐失去金属表面的过程。高硫含量的原油可能含有硫化氢（H₂S）和其他硫化合物，这些物质会引起腐蚀。特别是在存在水的情况下，形成硫酸腐蚀。高酸度的油品可能导致酸性腐蚀，使金属表面失去。 氧气是引起氧化腐蚀的主要因素之一。水中的氧气与金属表面反应，形成金属氧化物高盐含量的水可能加速腐蚀的发生，特别是在存在氧气的条件下，形成电化学腐蚀。高温条件下腐蚀速率通常较高。在高温环境中，金属表面可能更容易受到氧化和其他腐蚀形式的影响。温度的变化可能引起金属表面的腐蚀疲劳，尤其是在存在水分的情况下。气氛中的腐蚀性气体，如硫化氢、氯气等，对金属表面可能造成直接腐蚀。工业污染物质，如酸雨、化学废物，可能使环境中的腐蚀性物质增加，对管道和设备造成腐蚀。不同金属对腐蚀的抵抗能力不同。在选择材料时，需要考虑油品性质和环境条件，选择抗腐蚀性能良好的金属。

4油田采油及集输系统结蜡结垢腐蚀治理策略

4.1结蜡治理策略

在管道和设备中安装加热系统，通过提供额外的热量，确保原油的温度维持在适当的范围内，避免蜡的结晶和沉积。这可以防止管道和设备受到结蜡问题的影响，维持系统的正常运行。向原油中添加抗结剂，这些化学物质能够改变蜡的结晶行为，使其更难在低温条件下凝固。抗结剂的使用有助于防止蜡在管道和设备中沉积，减轻结蜡带来的堵塞和运行问题。实施定期的管道和设备清理，去除已经沉积的蜡层。这项工作可以通过机械或化学方法进行，确保管道内部保持干净，减少结蜡的累积，防止系统运行受到影响。管理油品的流速和温度，避免在低流速和低温条件下蜡的沉淀。通过调整操作参数，确保油品在管道中的运动速度和温度维持在能够防止结蜡的范围内。

4.2结垢治理策略

4.2.1采油水处理

对采油水进行处理，去除水中的硬水成分和盐类。硬水中的钙和镁成分可能导致碳酸盐和硫酸盐的沉淀，形成垢层。采用合适的水处理方法，如软化、脱盐等，降低水中的盐分含量，减少对管道的结垢影响。

4.2.2添加抗垢剂

向水中添加抗垢剂，这些化学物质能够改变盐类的沉淀行为，减少结垢的形成。抗垢剂可以阻止盐类颗粒的聚集，降低它们在管道内的沉积率，有助于保持管道的畅通。

4.2.3定期清理管道和设备

定期清理管道和设备表面，去除已经沉积的垢层。这可以通过机械或化学方法进行，确保管道内部的通畅性，提高系统的效率和可靠性。

4.2.4控制水的含量和水质

管理水的含量和水质，避免在高水含量和高温条件下盐类的沉淀和结垢。通过监控水质参数，及时采取措施，如调整水处理过程或改变操作条件，以减少结垢的风险。结垢治理策略的综合应用有助于减轻管道和设备的结垢问题，提高系统的可靠性和维护效率。在实施这些策略时，定期的管道检查和维护是必不可少的，以确保系统长期运行的顺畅性。

4.3腐蚀治理策略

4.3.1选择抗腐蚀材料

在管道和设备的设计和建造阶段，选择抗腐蚀性能良好的材料，如不锈钢、耐腐蚀合金等。这可以减少金属在恶劣环境中的腐蚀程度，延长设备的寿命。

4.3.2涂层保护

对管道和设备表面进行涂层保护，采用耐腐蚀性的涂料或涂漆。这种涂层可以形成一层保护膜，提高金属表面的抗腐蚀性能，防止腐蚀物质的直接接触。

4.3.3阴极保护系统

安装阴极保护系统，通过在金属表面产生阴极电流，形成保护性的腐蚀层，减缓腐蚀的发生。这对于埋地管道等难以定期维护的设备尤为重要。

4.3.4定期检查和维护

定期检查管道和设备的表面，及时发现和修复腐蚀问题。这包括对涂层的检查、腐蚀程度的评估以及必要时的修复工作。及早发现并处理问题，有助于防止腐蚀引起的设备损坏。

4.3.5实时监测系统

部署实时监测系统，对管道和设备的腐蚀情况进行实时监测。这可以通过传感器、监测设备等实现，提供即时的腐蚀信息，使操作人员能够及时采取措施，预防腐蚀问题的发生。综合的腐蚀治理策略有助于最大程度地减缓腐蚀的发生，确保油田采油及集输系统的设备和管道长期稳定运行。

4.4综合治理策略

制定综合的油田管理计划，涵盖结蜡、结垢和腐蚀等问题的治理策略，确保系统的稳定和安全运行。对油田工作人员进行腐蚀、结垢和结蜡等问题的培训，提高其对问题的认识和处理能力。不断优化治理策略和技术手段，根据实际情况进行调整和改进，提高治理效率和效果。

结论

综合考虑结蜡、结垢和腐蚀问题的治理策略，采取针对性的措施，可以有效地保护油田采油及集输系统的设备和管道，延长其使用寿命，确保生产运行的稳定性和安全性。

参考文献：

[1] 华北某区块井筒结蜡原因分析及结蜡程度预测[J]. 李子胥.世界石油工业,2022

[2] 加剂大庆原油结蜡规律研究[J]. 苗青,石蕾.油气储运,2004

[3] 输油管道最佳结蜡厚度的研究[J]. 杨顺;范开峰;于鑫泰;陈宁.当代化工,2009

[4] 原油集输管线结蜡机理分析及动态结蜡实验研究[J]. 胡文庭;李关虎;胡小冬;范虎;侯义梅.内蒙古石油化工,2011

[5] 低产结蜡井管理[J]. 姜丽红;程春刚;张庆华;杨维侠.中国石油和化工标准与质量,2011