三元复合驱油井结垢分析及防垢剂研制石油化工腐蚀与防护蒋伟，郑云萍，司先锋，等油田水结垢预测研究综述特种油气藏肖曾利，蒲春生，时宇，等油田水无机结垢及预测技术研究进展断块油气田蒋伟陆梁油田生产系统结垢机理及预测技术研究四川西南石油大学，相信不久的将来超声防垢技术将会给现代工业和社会带来巨大的变革。三工艺法防垢措施对于切可能结垢的流体环境，都是因为流体环境中存在生成垢物的内部因素结垢离子，采用上述化学的或物理的方法防治结垢，各有其特点和功效。但是，从垢物形成的外部条件来看，采用工艺法是有效的也是必要的。工艺法的具体措施有正确选用注水水源，确保注入水与地层水在化学性质上配伍，这就要求事先对地层水进行必要的化学测试，掌握有关性质数据控制油气井投产流速和生产压差，以免因此而加快结垢物质生长和形成使油气井井底流压高于饱和压力采用井下油嘴，使产液形成油包水型乳状液封堵采油井中的大产水层段采用有套层的装置及管柱提高管内油水液流速度。第三章水驱结垢预测及治理措施的研究本章概述油田工艺管道设备由于结垢而产生堵塞的现象较为普遍，垢问题的解决，能够直接提高油气水系统运行的热力和动力效率，同时可以大大降低设备管道的更新维护费用，也为应用高效节能加热设备优势的发挥奠定基础，是实现油田低能高效指标的不可忽视的工作。而油田常用化学加药的除垢方法是向水中加入化学药剂，如阻垢剂等。但是在循环水冷却用水的工作温度下，水中的微生物是极易生长的，并且许多阻垢剂常常又是微生物的营养源，所以，通常在加阻垢剂的同时，还需加入大量的杀菌剂灭藻剂平衡剂等辅助药剂，而且阻垢剂针对性较强，阻垢剂的成分要随着水中矿物质成分的改变而改变。另外化学药剂本身对设备管道的腐蚀也是相当严重的。因此，与之相对应的各种物理防垢技术越来越受人们的重视。本章引用萨南油田水驱的结垢问题研究结果，运用油田结垢预测公式对其成垢趋势进行预测，并对英国净元电子感应防垢仪韩国防垢仪德国防垢仪和超声波防垢仪等几种国内外先进的防垢措施进行介绍，寻求切实可行的防垢方法。油田结垢预测通过已测定的采出水中离子的含量，运用预测公式对油田结垢趋势进行预测，来判断油田的结垢趋势。二防垢仪的在线评价评价对象及机理英国净元电子感应防垢仪英国净元电子感应水处理器通过主机在水中产生个频率强度都按定规律变化的感应电磁场，使水中成垢离子结合成大量的文石晶核，当水中矿物质含量超过水的饱和溶解度时，成垢离子就会析出并优先生长在这些文石晶体上，这样向容器壁析出水垢的趋势被转化成向悬浮在水中的大量文石晶核上析出，形成文石晶体。由于其粘附性很弱，悬浮于水中，容易被水流挟带，从而达到防垢目的。而器壁上原有的垢在不断的向水中溶解，成垢离子向器壁上的析出变成向悬浮在水中的大量文石上析出，原有粘结水垢逐渐溶解。由于溶解速度不均，垢变得疏松并脱落达到除垢效果。韩国产品为采用聚苯并咪唑材料的特殊永久磁铁。不仅具有强磁场带来的防垢效果，同时由于采用了技术，使得产品磁场稳定性较高。德国产品内部形成的锌阳离子溶化于水中，由于静电的引力，周围很多阴电荷离子，等向锌的中心聚集。而且，聚集于锌中心的阴电荷离子，形成带有阴电荷的聚集，将周围的阳电荷的离子图，用静电引力拉过来，形成很大的离子载体，暂时减少水中形成垢的和。通过这软化水效果，抑制垢的产生。除垢器释放的大量锌离子，对管壁上上硬垢具有缓使其软分离水垢的阴阳离子结合，解散水垢组织。通过球状粒子不断敲打管壁内水垢，水垢被慢慢清除掉，实现除垢效果。在线评价测试方法根据物理防垢仪的防垢原理，评价指标确定为加热浓缩状态成垢离子变化防垢率三项主要指标。上述三种物理防垢装置机理均适合此类评价测试方法。加热浓缩状态测试原理水经电磁超声波等物理防垢仪处理后，可以引起电子激发，影响所析出沉淀的离子键，致使所生成的沉淀物结合强度低，不再是致密的结晶，而是像雪花那样松散的堆积。由于沉积物和器壁的结合力很弱，可不附在器壁上而随水流冲走，处理后的水经加热浓缩后，析出的沉淀应呈絮状聚集在底部。如果装置防垢效果差或无效，则容器壁上附着硬质水垢。此方法最直观反映防垢效果。成垢离子变化原理因物理防垢仪特有的性质，经过其处理的液体物理形态和化学性能有所改变，直接影响到溶液中离子的含量。防垢率防垢率测试采用现场挂片法，利用空白管段与试验管段上挂片结垢量的对比确定垢率。实验后期，取下挂片于烘干后称量，测得结垢量和结垢率。三超声波防垢的研究采用加热棒加热，每五度取个点。实验是在铁质，圆筒形，上边有开口的槽中进行，半径约厘米，长厘米左右，中间另有半径厘米的中空铁管，并与筒内联通。两个加热棒，铁管内外各个，超声防垢器在另端。对水中离子的测定，均根据油田水分析方法进行测定。成垢趋势的预测有效防垢的前提除了掌握垢物形成机理和现场实际情况外，还需依靠有效的结垢预测技术。垢的预测对油田结垢的预防和治理是非常有必要的。此项研究是根据饱和指数法和稳定指数法，结合现场的实际数据，来预测萨南油田的结垢趋势。计算所需的数据见表表预测所需数据平均浓度总碱度的电离常著的经济效益。本实验通过分析超声波处理前后水中成垢离子的变化，来研究超声波对成垢的影响。下面引用大庆油田采油二厂超声波成垢离子实验，研究超声波对成垢离子的影响。超声波对成垢离子的影响南站现场应用分析引用这个实验的水取自南站污水外输泵出口处未处理水，然后加入过量碳酸钠和氯化钙，以保证水中碳酸根离子和钙离子的过饱和度。我们对有无超声实验进行了对比，以了解超声波防垢除垢的效果。钙离子讨论图是无超声条件下，钙离子浓度随温度升高的变化趋势。从图中可知未过滤的离子含量大于过滤的离子含量，并随温度的升高有靠近的趋势，说明水中有微晶的存在，图无超声钙离子浓度随温度的变化且随着温升向沉淀或离子转化。无超声情况下，在时，过滤与不过滤钙离子量非常接近，说明在这两种情况下，微晶的含量已很少，大部分转化为了沉淀。图是在超声作用下，钙离子浓度随温度升高的变化趋势，相比于图，钙离子浓度下降的程度小得多，微晶的量略有减少，说明超声波在很大程度抑制了钙离子向微晶转化和微晶增长为沉淀的趋势。延长了结垢诱导期，结垢速度非常缓慢。图超声波作用下钙离子浓度随温度的变化镁离子讨论图图分别是有无超声波作用的情况下，镁离子的浓度随温度升高的变化趋势图。两组实验中过滤与不过滤的差别不大，可知镁离子基本不以微晶形式存在。单超声情况下，镁离子含量随温度升高的变化不大，说明由于超声波的作用，镁离子基本不随温升而产生沉淀以致结垢。无超声在时，镁离子量大量降低，开始沉淀并形成垢。图无超声镁离子浓度变化图图超声波作用下镁离子浓度变化图本章小结通过饱和指数法和稳定指数法对萨南油田水驱的预测可知，萨南油田水驱中结垢趋势严重，已经到了非治理不可的地步。由防垢率可知，英国净元电子感应防垢仪和德国防垢仪对水驱的防垢效果较好，防垢率分别达到了，而的防垢仪防垢率只有。超声波具有活化作用，能增大成垢离子的溶解度，延缓了，和的结垢诱导期。超声波具有抑制效应，使以微晶形式存在，抑制晶核生成速度和晶粒长大速度，延长结垢诱导期。第四章小结本文通过对大量的有关油田结垢文献的综合归类，取各家所长，系统的阐述了国内外油田防垢现状，油田的结垢原因及防垢机理，引用实验对水驱结垢预测及治理措施进行研究，论证其方法的可行性。本文为油田的放垢措施进行了可行性的指导作用。水驱结垢和三元复合驱的主要成分为碳酸盐和硅酸盐。根据垢的主要成分，分别对和硅离结垢的影响因素进行研究，研究结果表明温度是影响结垢的重要因素，对有定的增溶作用单硅离子体系中，随着值和温度的降低硅离子结垢严重，聚丙烯酰胺和表面活性剂单作用时，对其结垢影响不明显聚丙烯酰胺表面活性剂钙镁与硅离子复合作用时，复合体系更易结垢油田常用化学加药的除垢方法是向水中加入化学药剂，如阻垢剂等。但是在循环水冷却用水的工作温度下，水中的微生物是极易生长的，并且许多阻垢剂常常又是微生物的营养源，所以，通常在加阻垢剂的同时，还需加入大量的杀菌剂灭藻剂平衡剂等辅助药剂，而且阻垢剂针对性较强，阻垢剂的成分要随着水中矿物质成分的改变而改变。另外化学药剂本身对设备管道的腐蚀也是相当严重的。因此，与之相对应的各种物理防垢技术越来越受人们的重视。参考文献高清河油田用绿色高效阻垢分散剂的研究及应用大庆大庆石油学院，孙莉坪桥油田采油管道结垢机理与防治措施西安西安建筑科技大学，刘世祥马王庙油田注水系统结垢原理与防护江汉石油职工大学学报蔡爱斌，吴建军，侯德霞，等中原油田回注水结垢问题分析石油化工腐蚀与防护陈志刚，梅平油田水结垢及其预测软件的应用石油仪器王良均，吴孟周石油化工废水处理手册北京中国石化出版社，王兵，李长彼，朱伟，等结垢及除垢技术在管道中的应用研究石油化工腐蚀与防护韦良霞，肖英玉，曹怀山纯化油田油井腐蚀结垢原因分析及治理措施石油与天然气化工马超，赵林，占程程，等碱驱过程中硅酸盐垢的形成机理，影响因素及解决途径西部探矿工程王玉普，程杰成三元复合驱过程中的结垢特点和机采方式适应性大庆石油学院学报付剑，高亚丽，吴卫国孤岛油田三元复合驱结垢机理与防垢技术西安石油大学学报自然科学版陈世琛威远气田井下油管结垢因素的探讨天然气工业舒福昌，赖燕玲，张煜，等吴旗油田结垢原因及防垢研究石油地质与工程，碳酸钙的溶度积饱和指数法和于年提出的稳定指数法是预测油田水中结垢趋势较成功的方法之。此法方便简单，应用较广。稳定指数