水垢形成過程的第一階段是成核，在溶液中（均相成核）或在基質(zhì)上（異相成核）；油田中的典型基質(zhì)包括砂粒，粘土（和其他）礦物，金屬表面和水垢本身（后者稱為二次成核）。成核是由幾個(gè)單獨(dú)的縮放離子組成的子粒子或離子簇的產(chǎn)生。
  
  它們?cè)诒倔w溶液中或在基材上形成，簇的大小可以變化，但通常約為10個(gè)離子，較小的離子簇在熱力學(xué)上不穩(wěn)定并且分裂。一旦形成，隨著更多離子或更多離子簇附著到生長的晶體表面，簇可沿著明確定義的晶面生長。一旦晶體足夠大，它就不能保持懸浮狀態(tài)，并且由于重力會(huì)從流體中掉出來。
  
  許多晶體脫落導(dǎo)致水垢沉積，只有在所施加的物理?xiàng)l件下，結(jié)垢離子的濃度超過所討論的礦物垢的溶解度極限時(shí)，才會(huì)發(fā)生成核。尺度增長可以繼續(xù)，逐漸從溶液中去除結(jié)垢離子，直到結(jié)垢離子的濃度降至飽和以下。