油气田开采过程中的结盐现象和防盐剂研究进展

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0594

摘要/Abstract

摘要：

石油和天然气的高效开采与利用关系着中国能源发展的安全，不断提高油气开采效率与资源利用率，是中国油气开采的重要发展方向。然而，在油气田开采过程中经常会出现盐垢析出堵塞输送油气管道、钻具和油气井等现象，严重影响了油气开采的效率。探明油气田结盐现象的原理并开发新型防盐技术，是应对该挑战的重要方向。综述了现有油气田结盐成分与机理的研究成果，系统梳理了现有常用的防盐技术，重点总结了现已开发的防盐剂种类和原理，归纳了防盐剂的筛选原则及其研究面临的挑战和未来的发展趋势，为未来油气田体系中新型防盐剂的设计开发提供理论支撑与实践指导。

关键词: 油气田, 盐垢, 结盐机理, 结晶抑制, 防盐剂

Abstract:

The efficient extraction and utilization of oil and natural gas are closely related to the security of China′s energy development.Continuously improving the efficiency of oil and gas extraction and resource utilization is an important development direction for China's oil and gas extraction.However，salt scaling is often accompanied by the exploitation of oil and gas fields，leading to the blockage of key equipment such as pipelines，drilling tools，and oil and gas wells and seriously reducing the efficiency of oil and gas exploitation.To conduct in-depth analyses of the principles behind salt scale formation in oil and gas fields and develop a series of anti-salting techniques is the direction to address the challenge.The research results on the composition and mechanism of salt crystallization in existing oil and gas fields were reviewed. The commonly used antisalt technologies were systematically analyzed.The types and principles of developed antisalt agents were summarized.The screening principles of antisalt agents，the challenges faced in their research，and the future development trends were summarized，providing theoretical support and practical guidance for the design and development of new antisalt agents in future oil and gas field system.

Key words: oil and gas field, salt scale, salt formation mechanism, crystallization inhibition, antisalt agents

中图分类号:

TQ131.12

康香, 陆丽, 王曼云, 申雅利, 魏浠, 宋秀茹, 李旻蔚, 汤伟伟, 杨海, 龚俊波. 油气田开采过程中的结盐现象和防盐剂研究进展[J]. 无机盐工业, 2025, 57(9): 1-12.

KANG Xiang, LU Li, WANG Manyun, SHEN Yali, WEI Xi, SONG Xiuru, LI Minwei, TANG Weiwei, YANG Hai, GONG Junbo. Research progress on salt formation and antisalt agent in oil and gas field development process[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2025, 57(9): 1-12.

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图1

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图2

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参考文献 64

[1]	赵芳.缓释型防盐剂的制备研究［D］.济南：山东大学，2006.
	ZHAO Fang.Preparation of controlled-release anti-scaling agent［D］.Jinan：Shandong University，2006.
[2]	张继超，张本艳，涂文利.国外海上油田产出液排放对环境的影响研究［J］.油气田地面工程，2003，22（10）：24.
	ZHANG Jichao， ZHANG Benyan， TU Wenli.Study on the environmental impact of produced fluid discharge from overseas offshore oil fields［J］.Oil-gasfield Surface Engineering，2003，22（10）：24.
[3]	Xianghong LÜ， ZHANG Xinxin， ZHAO Kaifeng，et al.Study on corrosion resistance mechanism of Cr-containing steel in simulated oilfield produced fluid［J］.International Journal of Electrochemical Science，2023，18（6）：100154.
[4]	ARAUJO REIS M， LUIZA BRANDENBURG DOS SANTOS B， CRESTANI L，et al.Purified residues from the production of biogenic silica as resources for the remediation of oilfield produced water：A strategy for phenol removal［J］.Separation and Purification Technology，2024，347：127623.
[5]	赵德喜，兰峰，郭海军，等.埕北油田现状及产出液稳定原因研究［J］.应用化工，2013，42（S1）：89-92，94.
	ZHAO Dexi， LAN Feng， GUO Haijun，et al.Study on the present situation of Chengbei Oilfield and the reasons for the stability of produced fluid［J］.Applied Chemical Industry，2013，42（S1）：89-92，94.
[6]	周生杰.吴起采油厂多层产出液混合结垢的研究与防治方法［D］.西安：西安石油大学，2015.
	ZHOU Shengjie.Study on scaling of multi-layer produced liquid mixtures in Wuqi Oil Factory and prevention methods ［D］.Xi'an：Xi'an Shiyou University，2015.
[7]	LIU Gang， LI Shuo， CHENG Cheng.Study on scaling mechanism of injected water in yujiaping oilfield［J］.Journal of Physics：Conference Series，2023，2594（1）：012056.
[8]	李丹平，贺波，孙世轩，等.煤层气区块管柱结垢原因及固体酸除垢研究［J］.石油管材与仪器，2021，7（6）：67-73.
	LI Danping， HE Bo， SUN Shixuan，et al.Causes of pipe string scaling in a block of coalbed methane and solid acid descaling measures［J］.Petroleum Tubular Goods & Instruments，2021，7（6）：67-73.
[9]	SARI A， CHEN Yongqiang， MYERS M B，et al.Carbonated waterflooding in carbonate reservoirs：Experimental evaluation and geochemical interpretation［J］.Journal of Molecular Liquids，2020，308：113055.
[10]	殷艳玲.结垢对储层渗流能力的影响［J］.油田化学，2013，30（4）：594-596，608.
	YIN Yanling.Experimental research of the impact of scale on percolation ability of reservoir［J］.Oilfield Chemistry，2013，30（4）：594-596，608.
[11]	孙爱平，贺建英，李飞，等.南海西部油田钡锶防垢剂挤注体系［J］.科学技术与工程，2017，17（18）：198-202.
	SUN Aiping， HE Jianying， LI Fei，et al.Squeeze injection system of barium strontium sulfate scale inhibitors in the South China Sea west oilfield［J］.Science Technology and Engineering，2017，17（18）：198-202.
[12]	KIREEVA T A， MINIKAEVA R I， ANISIMOV L A.Forecast of the deposition of sulfate salts，taking into account the content of strontium，in the exploitation of oil deposits［J］.Moscow University Bulletin Series 4 Geology，2017（6）：55-63.
[13]	王乙竹.姬塬油田硫酸钡结垢防治理论研究［D］.大庆：东北石油大学，2020.
	WANG Yizhu.Theoretical study on barium sulfate scaling prevention and control in Ji Yuan Oilfield ［D］.Daqing：Northeast Petroleum University，2020.
[14]	康少冉，铁文安，祁蓉，等.油井管道复合除垢剂的研制及性能评价［J］.化工技术与开发，2021，50（3）：7-10.
	KANG Shaoran，Wenan TIE， QI Rong，et al.Preparation and performance evaluation of oil well pipeline compound descaling agent［J］.Technology & Development of Chemical Industry，2021，50（3）：7-10.
[15]	ZHANG Yizhong， ZHANG Maolin， MEI Haiyan，et al.Study on salt precipitation induced by formation brine flow and its effect on a high-salinity tight gas reservoir［J］.Journal of Petroleum Science and Engineering，2019，183：106384.
[16]	XU B， KABIR C S， HASAN A R.Nonisothermal reservoir/wellbore flow modeling in gas reservoirs［J］.Journal of Natural Gas Science and Engineering，2018，57：89-99.
[17]	林伟民.文23气田结盐机理及预测方法研究［J］.钻采工艺，2011，34（6）：79-82，10.
	LIN Weimin.Study on salt deposit mechanism and prediction techniques for Wen23 gas field［J］.Drilling & Production Technology，2011，34（6）：79-82，10.
[18]	武德宁，宗进旗，张少标，等.濮城油田油井结盐机理分析及防治措施［J］.钻采工艺，2002，25（1）：91-93.
	WU Dening， ZONG Jinqi， ZHANG Shaobiao，et al.Mechanism and preventive measures of salt deposition in Pucheng oilfield［J］.Drilling & Production Technology，2002，25（1）：91-93.
[19]	EVANS D J， HOLLOWAY S.A review of onshore UK salt deposits and their potential for underground gas storage［J］.Geological Society，London，Special Publications，2009，313（1）：39-80.
[20]	靳海鹏.高含盐油田结盐机理及开发技术研究［D］.北京：中国地质大学（北京），2011.
	JIN Haipeng.Study on salt scaling mechanism and development technology in high-salinity oil fields ［D］.Beijing：China University of Geosciences （Beijing），2011.
[21]	张士宾，董景岗，丁吉生，等.氯化钠晶体在盐田中生长的结晶动力学条件及控制［J］.海湖盐与化工，1996，25（5）：25- 28.
	ZHANG Shibin， DONG Jinggang， DING Jisheng，et al.Crystallization kinetic conditions and control of sodium chloride crystal growth in salt field［J］.Journal of Salt Science and Chemical Industry，1996，25（5）：25-28.
[22]	王彬.气田近井地带高矿化度地层水蒸发和结盐规律研究［D］.成都：西南石油大学，2016.
	WANG Bin.Study on evaporation and salt scaling laws of high-salinity formation water in the near-well zone of gas fields ［D］.Chengdu：Southwest Petroleum University，2016.
[23]	文守成，何顺利，赖必智，等.气田地层结盐机理试验研究及影响因素分析［J］.石油天然气学报，2009，31（5）：145-147， 434.
	WEN Shoucheng， HE Shunli， LAI Bizhi，et al.On the mechanism of salt precipitation in formation of gas well and factors analy-sis［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2009，31（5）：145-147，434.
[24]	陈妍.缓释型复合防盐剂的制备与应用［D］.荆州：长江大学，2023.
	CHEN Yan.Preparation and application of controlled-release composite anti-scaling agent ［D］.Jingzhou：Yangtze University，2023.
[25]	腰世哲，熊万里，雷俊杰.文96地下储气库结盐机理及防治措施［J］.天然气技术与经济，2021，15（1）：32-37，67.
	YAO Shizhe， XIONG Wanli， LEI Junjie.Mechanisms of salt precipitation and control measures：An example from Wen 96 gas storage［J］.Natural Gas Technology and Economy，2021，15（1）：32-37，67.
[26]	周长军，赵伟，王卫国，等.油井清防盐技术的研究与应用［J］.中外能源，2008，13（2）：61-64.
	ZHOU Changjun， ZHAO Wei， WANG Weiguo，et al.Study and application of cleaning and preventing salt technology in oil well［J］.Sino-Global Energy，2008，13（2）：61-64.
[27]	王哲.盐析对致密砂岩气层岩石物理性质的影响［D］.成都：西南石油大学，2018.
	WANG Zhe.Impact of salt precipitation on the physical properties of tight sandstone gas reservoir rocks ［D］.Chengdu：Southwest Petroleum University，2018.
[28]	SAFARI M， GHOLAMI R， JAMI M，et al.Developing a porosity-permeability relationship for ellipsoidal grains：A correction shape factor for Kozeny-Carman′s equation［J］.Journal of Petroleum Science and Engineering，2021，205：108896.
[29]	ZHANG Dujie， KANG Yili， SELVADURAI A P S，et al.Experimental investigation of the effect of salt precipitation on the physical and mechanical properties of a tight sandstone［J］.Rock Mechanics and Rock Engineering，2020，53：4367-4438.
[30]	何瑞兵，谭伟雄，白瑞婷，等.高温致密砂砾岩储层盐敏及盐析损害机理［J］.钻井液与完井液，2024，41（2）：155-165.
	HE Ruibing， TAN Weixiong， BAI Ruiting，et al.Formation damage in high temperature dense glutenite reservoirs by salt sensitivity and salt precipitation［J］.Drilling Fluid & Completion Fluid，2024，41（2）：155-165.
[31]	王联防.研析目前气井结盐机理及防治对策［J］.化工管理，2014（5）：116.
	WANG Lianfang.Research and analysis of salt deposition mechanism and prevention countermeasures of gas wells at present［J］.Chemical Enterprise Management，2014（5）：116.
[32]	李富国.低压气田气井结盐生成机理研究与预防措施效果评价［J］.当代化工，2020，49（5）：923-926.
	LI Fuguo.Study on mechanism of salt formation in gas wells of low pressure gas field and evaluation of preventive measures［J］.Contemporary Chemical Industry，2020，49（5）：923-926.
[33]	Г ГAЛЕЕВ P，ДИЯШЕВ P H，魏淑娟.油矿设备中盐垢成因及其矿物成分的研究［J］.国外油田工程，1999（2）：46-51.
	ГAЛЕЕВ P.г，P.H. P.H.ДИЯШЕВ，WEI Shujuan.Study on the origin and mineral composition of salt scale in oil mine equipment［J］.Foreign Oilfield Engineering，1999（2）：46-51.
[34]	杨玉贞.油井清防盐的认识及技术应用［J］.内蒙古石油化工，2012，38（8）：119-122.
	YANG Yuzhen.Understanding and technical application of salt cleaning and prevention in oil wells［J］.Inner Mongolia Petrochemical Industry，2012，38（8）：119-122.
[35]	HEN J L.Inhibition of scale formation from oil well brines utilizing a slow release composition：US，5399270［P］.1995-03-21.
[36]	QAZI M J， LIEFFERINK R W， SCHLEGEL S J，et al.Influence of surfactants on sodium chloride crystallization in confinement［J］.Langmuir，2017，33（17）：4260-4268.
[37]	张静，文守成，王力勇，等.储气库抑盐剂抑盐机理及优选复配-以文96储气库为例［J］.应用化工，2020，49（S2）：327- 330.
	ZHANG Jing， WEN Shoucheng， WANG Liyong，et al.Mechanism and optimum mixture of salt inhibitors in gas storage-taking Wen96 gas storage as an example［J］.Applied Chemical Industry，2020，49（S2）：327-330.
[38]	张文峰，林雪梅，姜丽霞，等.“井筒：地层一体化清防盐” 解堵技术在文留油田的推广与应用［J］.化工设计通讯，2017，43（12）：58，73.
	ZHANG Wenfeng， LIN Xuemei， JIANG Lixia，et al.Popularization and application of “inclusion technology” of “ShaftIntegral clear salt prevention” in Wenliu oilfield［J］.Chemical Engineering Design Communications，2017，43（12）：58，73.
[39]	蒋志，沈武冬，马超，等.复合抑盐剂除盐解堵技术在输气管线中的应用［J］.自然科学，2020（4）：233-238.
	JIANG Zhi， SHEN Wudong， MA Chao，et al.The application of the technology of desalting and plugging in gas transmission pipeline with compound salt inhibitor［J］.Open Journal of Nature Science，2020（4）：233-238.
[40]	汪召华，陈元强，赵磊，等.文23气田地层复合防盐技术的优化应用［J］.内蒙古石油化工，2012，38（20）：71-72.
	WANG Zhaohua， CHEN Yuanqiang， ZHAO Lei，et al.Optimal application of compound salt prevention technology in Wen 23 gas field［J］.Inner Mongolia Petrochemical Industry，2012，38（20）：71-72.
[41]	林伟民.降滤缓释抑盐剂［J］.油气田地面工程，2011，30（10）：99-101.
	LIN Weimin.Filtration-reducing slow-release salt inhibitor［J］.Oil-Gasfield Surface Engineering，2011，30（10）：99-101.
[42]	岳淑娟，刘亚勇，刘晶.文23气田清防盐压裂液体系研究［J］.内江科技，2011，32（10）：135-136.
	YUE Shujuan， LIU Yayong， LIU Jing.Study on fracturing fluid system for cleaning and preventing salt in Wen 23 gas field［J］.Neijiang Science & Technology，2011，32（10）：135-136.
[43]	陈妍，马超，任文东，等.一种缓释型固体抑盐剂的研制与性能［J］.中国科技论文，2023，18（1）：50-56.
	CHEN Yan， MA Chao， REN Wendong，et al.Development and performance of a sustained-release solid salt inhibitor［J］.China Sciencepaper，2023，18（1）：50-56.
[44]	余刘杰.井下缓释型缓蚀阻垢剂的制备性能研究［D］.青岛：中国石油大学（华东），2020.
	YU Liujie.Study on the preparation and performance of downhole controlled-release corrosion and scale inhibitor［D］.Qingdao：China University of Petroleum（East China），2020.
[45]	叶群丽.硅酸钠对3.5% 氯化钠溶液中6063铝合金缓蚀作用的研究［D］.重庆：重庆大学，2012.
	YE Qunli.Study on the corrosion inhibition of 6063 aluminum alloy in 3.5% sodium chloride solution by sodium silicate［D］.Chongqing：Chongqing University，2012.
[46]	迪娜·木拉提，郑文龙，乌效鸣.钻井液用无机盐类抑制剂评价方法适应性探究［J］.无机盐工业，2021，53（3）：60-64.
	Murat Dina， ZHENG Wenlong， WU Xiaoming.Study on adaptability of inhibitor evaluation methods of inorganic salt for drilling fluids［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（3）：60- 64.
[47]	LEE S， SANSTEAD P J， WIENER J M，et al.Effect of specific anion on templated crystal nucleation at the liquid-liquid interfa- ce［J］.Langmuir，2010，26（12）：9556-9564.
[48]	颜杰，王秀丽，邵旭.防盐结块技术研究进展［J］.盐业与化工，2011，40（2）：43-46.
	YAN Jie， WANG Xiuli， SHAO Xu.The research and the progress of the anticaking technology for salt［J］.Journal of Salt and Chemical Industry，2011，40（2）：43-46.
[49]	李海波，李霞，聂艳，等.油井抑盐剂DXGYZ-1的室内实验研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2012，32（4）：53.
	LI Haibo， LI Xia， NIE Yan，et al.Laboratory experimental study on oil well salt inhibitor DXGYZ-1［J］.China Petroleum and Chemical Standard and Quality，2012，32（4）：53.
[50]	TIAN Liang， QIAN Kun， WEI Shuhai，et al.Ferrous Tartrate recognition of sodium chloride｛111｝and its effect on crystal growth［J］.Crystal Research and Technology，2016，51（10）：610-616.
[51]	刘志飞.苄氯氰化反应中氰化试剂无毒化研究［D］.洛阳：河南科技大学，2011.
	LIU Zhifei.Study on the detoxification of cyanide reagents in benzyl chloride cyanation reactions［D］.Luoyang：Henan University of Science and Technology，2011.
[52]	WEI Xiaoxiao， YANG Jian， LI Zhiyong，et al.Comparison investigation of the effects of ionic surfactants on the crystallization behavior of calcium oxalate：From cationic to anionic surfactant［J］.Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，2012，401：107-115.
[53]	韩玲.盐间泥质白云岩油藏防盐技术的研究和应用［J］.江汉石油职工大学学报，2017，30（1）：38-42，54.
	HAN Ling.Research and application of anti-salt technology in inter-salt argillaceous dolomite reservoir［J］.Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers，2017，30（1）：38-42，54.
[54]	王三乐，李发荣.尤甘斯克油气股份公司防结盐的经验和前景［J］.国外油田工程，2006，22（10）：28-30.
	WANG Sanle， LI Farong.Experience and prospect of salt prevention in yugansk oil and gas company［J］.Foreign Oilfield Engineering，2006，22（10）：28-30.
[55]	刘荆山.油井清防盐技术研究及应用［D］.青岛：中国石油大学（华东），2014.
	LIU Jingshan.Research and application of oil well cleaning and salt prevention technology［D］.Qingdao：China University of Petroleum（East China），2014.
[56]	蒋涵艳.高含盐储层盐析机理及解堵技术研究［D］.成都：西南石油大学，2019.
	JIANG Hanyan.Study on salt precipitation mechanism and blockage removal technology in high-salinity reservoirs ［D］.Chengdu：Southwest Petroleum University，2019.
[57]	曹高维.复合防盐解堵技术的研究与应用［J］.内蒙古石油化工，2006，32（7）：99-101.
	CAO Gaowei.Research and application of compound salt prevention and plugging removal technology［J］.Inner Mongolia Petrochemical Industry，2006，32（7）：99-101.
[58]	李寿椿，王春鼎，程长进.膦酸、羧酸化合物与水处理性能的研究［J］.工业水处理，1987，7（2）：26-28.
	LI Shouchun， WANG Chunding， CHENG Changjin.Study on phosphonic acid，carboxylic acid compounds and water treatment performance［J］.Industrial Water Trentment，1987，7（2）：26-28.
[59]	艾仕云.有机膦酸盐缓蚀阻垢剂的研究和发展［J］.化学清洗，1997，13（1）：27-30.
	AI Shiyun.Study and development on organophosphonate corrosion and scale inhibitor［J］.Cleaning World，1997，13（1）：27- 30.
[60]	马超，李伦，肖杰，等.复合抑盐剂在高盐地层水中的抑盐效果［J］.科学技术与工程，2016，16（2）：143-147.
	MA Chao， LI Lun， XIAO Jie，et al.Compound inhibiting agent and effect of inhibiting salinization in high salt formation water［J］.Science Technology and Engineering，2016，16（2）：143-147.
[61]	CAO Zhiqian， HU Yandi， ZHAO Huazhang，et al.Sulfate mineral scaling：From funclamental mechanisms to control strategies［J］.Water Research，2022，222：118945.
[62]	齐随涛，车婷华，谭潇，等.致密砂岩气井结盐抑制剂的研究进展［J］.应用化工，2019，48（9）：2231-2234.
	QI Suitao， CHE Tinghua， TAN Xiao，et al.Research progress of salt precipitation inhibitors for tight sandstone gas wells［J］.Applied Chemical Industry，2019，48（9）：2231-2234.
[63]	李艳，段永刚，魏明强，等.缓释技术在油气田开发中的应用进展［J］.应用化工，2022，51（1）：194-198.
	LI Yan， DUAN Yonggang， WEI Mingqiang，et al.Research on application of slow release technology in oil and gas field development［J］.Applied Chemical Industry，2022，51（1）：194-198.
[64]	何松，马岩，冯桓榰，等.某油田A井盐析预测及防治［J］.石化技术，2018，25（7）：325-326.
	HE Song， MA Yan， FENG Huanzhi，et al.Prediction and prevention of salting-out in well A of an oilfield［J］.Petrochemical Industry Technology，2018，25（7）：325-326.

组分	质量分数/%	组分	质量分数/%
沥青质	7.93	芳香族	16.21
饱和分	40.47	胶质	19.63

防盐剂型号	性能指标
防盐剂型号	防盐率/%	盐溶解增加率/%
TM 3100	90.5	8.4
DSH-1	92.4	4.3

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