油田集输管线集中除垢工艺探讨

2020-12-11邵玮

全面腐蚀控制 2020年7期

邵玮

（大庆油田第三采油厂第二油矿，黑龙江大庆 163000）

0 引言

石油从生产到运输都需要经过其集输管线，因此管线也经常会存在各种油、气、水的介质，且其内部的温度以及压力都会影响着管线，长时间的运行必然会使得管线中出现结垢现象，高效的除垢工艺也就成为了企业所关注的重点。在当前市场上使用比较多的防垢措施有物理和化学的形式，但其使用效果存在着一定的局限。通过将防垢思路转换为除垢理念，采用除垢工艺则起到了明显的效果。通过该工艺能将结垢离子进行去除，从而来确保集输管线的正常运行。

1 集输管线集中除垢工艺的意义

在石油企业的生产中，如果集输管线出现结垢现象，将会对管线的运行以及企业的生产都会产生一定的影响。其不仅会导致管线截面积缩小，引起管线以及系统设备设施的腐蚀，影响系统正常运行，严重时还会发生泄漏甚至是堵塞管线引发爆裂的情况[1]。因此，除垢对于油田企业有着重要意义。在整个集输管线中，见得比较多的为碳酸盐垢，其对属于影响较小的水垢，且通过酸类液体的作用就能够实现清除效果。其中硫酸盐垢对整体的影响相对较大，且其很难被消除。在实际的集输管线的结垢中，通常多种形式的垢混合而成的，而不仅仅是单独某一种垢。影响比较大的有硫酸钙垢、硫酸锶垢、碳酸钙垢和硫酸钡垢等，由于碳酸镁垢和碳酸钙垢有着更低的溶解度，所以一般不会在低温下产生，且被水解形成氯氧化镁。其中硫酸钙垢与硫酸钡垢通常是由于不相容的水进行混合所形成的。

2 结垢影响因素

集输管线在运行过程中出现结垢现象，是受到多方面因素的影响而形成的。其中包括所采出原油的含水率、水流的速度以及水温等因素，根据这些因素做出相关实验研究如下：

2.1 原油含水率对结垢的影响

结垢产生的主要离子有钙离子与镁离子等，其溶解度在水中相对较大。因此如果集输管线中所运输的原有中具有较高的含水率，那么其更容易产生结垢现象。通过将500g的原油水进行研究，采用防止、过滤等步骤，来了解含水率对结垢的影响。根据研究表明，原油中的含水率直接决定着其结垢情况，若含水率越高，则其相应的结垢就越多。特别是当含水率高于25%时，所产生的结垢现象则更为明显。此时，需要通过使用相应的脱水处理，来减少结垢现象的产生。

2.2 流速与结垢的关系

在对水流速度因素进行分析时，同样选用500g原油进行研究，采用连续搅拌、过滤等步骤，来了解其结垢情况。根据研究表明，在不考虑其他因素时，随着水流的速度增加，其所产生的沉淀物在逐步降低，此时的结垢量也相应降低。当水流的速度超过2m/s时，其所产生的结垢现象就开始趋于平稳。所以在一般情况下，为了减少结垢现象，需将流速调至2m/s为最佳[2]。

2.3 温度与结垢的关系

从上文中我们可以知道，钙离子与镁离子等是引起结垢的主要离子。因此，研究温度因素关系时，就需要对不同温度下各离子之间的浓度情况进行分析。根据实验表明，当温度在不断提升时，其中的钙离子与镁离子浓度在逐步降低，此时的结垢现象更为明显。特别是当其高于50℃时，其结构情况尤为明显。因此，要想减少结垢情况的发生，通常需要将温度控制在50℃以内。

3 集中除垢工艺

根据结垢影响因素，制定相应的除垢工艺，来减少集输管道中的结垢现象。其除垢工艺通常采用集中除垢的方式，通过横串联以及竖并联，将各除垢装置进行有效关联。该装置中包括进液管线、不锈钢筒体、出液管线、筛网、阀门、连接法兰、管道加热器以及末端法兰等。采取竖并联进行连接不仅能够满足整个工艺的使用，还能够在根据使用情况进行备用。当系统需要进行清除结垢时，那么相应的装置需要停止运行，此时竖并联中的其他装置就可以继续除垢，从而确保除垢的正常工作。在横串联中，在进行除垢装置的选择时，以其结垢程度为依据来进行，从而确保结垢能够得到彻底的清除，且不会在出现结垢现象。

在集中除垢工艺中，其主要流程如下：首先将所需的原油介质输入至除垢装置，根据实验我们可以知道温度对结垢的影响。因此，在装置中通过加热器将介质加热到合适的温度。同时，通过筛网将流速控制到合适范围，其表面也相对比较粗糙，从而将所输送的介质中钙离子、镁离子等的析出。系统中所采用的法兰属于密封金属构件，因此其在使用过程中具有较好的密封性，同时也利于整体的拆卸。不仅如此，还可以根据系统中的各阀门对介质的流向进行控制，从而确保介质的运输与除垢清垢工作不产生影响，以此提高工作效率。

4 集中除垢工艺的具体应用

通过该工艺对某油井集输管道进行除垢处理。该油田所产的原油含水率在25%左右，而钙离子浓度为1300.4mg/L，其矿化度为59463.77mg/L，每天的原油产量是25T。在该集输管线中的有着明显结垢现象，为了解决结垢现象，每周都需采取热洗措施，同时还要对单井集输管线进行定期更换。

以此为背景在该油田集输管线采取除垢工艺，针对具体情况采取串联或并联的形式，将专用的设施进行合理安装。通过加热器，对管线中的介质进行加热处理，并通过筛网来进行沉淀。因此，整套系统只需13d采取一次除垢即可，且没有明显的结垢情况，从而取得了较好的除垢效果。且通过该工艺进行除垢还具备较强的稳定性，以确保生产的稳定运行。通过各阀门来控制介质流向，来进行清垢处理，同时不影响生产，为生产提供了较大的帮助。