油井内波纹板表面结垢规律及预测模型

针对油田开发过程中井下抽油泵结垢问题，采用波纹板作为泵前预结垢装置的结垢元件，分析其结垢规律。基于Kern-Seaton结垢速率模型，推导了结垢沉积的半经验公式；运用湍流-化学相互作用模型和DPM模型模拟了CaCO₃颗粒在管道内波纹板表面的结垢过程，定量分析了温度、流速和颗粒质量浓度的倍数对结垢速率的影响规律；复配井下产出液，进行了室内结垢试验。试验结果表明：数值模拟和室内试验有着较好的一致性，温度上升颗粒质量浓度增加，对碳酸钙的结垢沉积具有促进作用；而流速的升高则能抑制碳酸钙的结垢沉积。在实际生产过程中，井内温度和结垢离子的质量浓度不可控，可以通过适当降低产出液的流速，增加波纹板表面的结垢量，以此达到减轻抽油泵结垢的目的。所得结论可为油田防垢、除垢提供理论依据和新思路。