B41oa oil and Gas Processing Section a flow Assurance Heriot-Watt University

2.1.3 Scale Formation 
Solubility calculations are used to predict the formation of various types of 
scales. All minerals are soluble in water to a limited extent and many are salts 
that will dissociate into ions. 

---

TOPIC 2: Oilfield Scale 
 
 
 
5 
©H
ERIOT
-W
ATT
U
NIVERSITY B41OA December 2018 v3 
For example sodium chloride will dissolve in water and then dissociate: 
−
+
+
→
Cl
Na
NaCl
Solubility values of the most common scales are shown in Table 1. 
Table 1: Comparison of Various Properties of the Most Common 
Oilfield Scales (Lide, D. R. (Editor-in-Chief): 
CRC Handbook of 
Chemistry and Physics
, 75th Ed., CRC Press Inc., 1995 
http://www.minerals.net.) 
The scales in Table 1 are ranked in order of solubility and hardness. BaSO
4
is 
the least soluble and hardest, and therefore the most difficult to remove once 
formed (the properties of sand is provided as a reference). 
There are various measures used to gauge how likely an aqueous solution is 
to form scales. These are related to how saturated a solution has become and 
the kinetics of scale formation: 
Ion Product and Solubility Product Constant 
Multiplying the concentrations of the ions together 
)
(
−
+
×
Cl
Na
will give the 
Ion Product 
IP
(
). If the solution is saturated with respect to that mineral, and 
in equilibrium, the ion product will equal the Solubility Product Constant 
SP
K
. 
The solubility product constant for any salt will vary with pressure, 
temperature, ionic strength, and possibly pH.