七个泉油田集输管道结垢机理及除垢措施

集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质,在水中浓度达到饱和状态时,集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。油田集输管道防垢通常采用化学防垢剂,但是常用的阻垢剂防垢仅有一定的效果,对于已结垢进行清除比较困难,在阻垢剂基础上,加入除垢剂（溶垢剂）,复合使用提高除垢效果。七个泉集输站的酸洗实验表明,采用复合除垢剂对结垢严重管段循环清洗24 h,除垢率可以达到98%以上。超声波除垢也是一种新型的防垢除垢技术,投资小、处理量大,自动化程度高,除垢过程清洁,可以有效清除集输管道内壁结垢物,阻止垢物产生。     

碱性钡锶垢除垢剂的性能研究

为克服现有硫酸盐除垢剂的不足,增加螯合剂与添加剂之间的协同作用,提高除垢效率,研制了一种以螯合剂为主剂的碱性除垢剂SA-209,考察了除垢剂浓度、除垢时间、pH值、温度、盐浓度对硫酸钡锶垢除垢率的影响。结果表明：随SA-209 浓度、除垢时间和温度的增加,除垢剂对钡锶垢的除垢率先增加后逐渐趋于稳定;随pH值的增加,除垢率先增加后降低;随溶液中KCl浓度的增加,除垢率缓慢减小。SA-209 对钡锶垢除垢的最佳使用条件为：加量4%～12%、除垢时间4～12 h、溶液pH值11～12、除垢温度80～120℃。SA-209 对硫酸钡和硫酸锶的除垢率约为55%和65%,对以硫酸钡垢为主要成分的海上油田垢样的除垢率为72.4%;4%和12%的SA-209对N-80 钢片的腐蚀速率分别为0.2022 和0.4412 g/（m²·h）,明显低于行业标准。SA-209 具有除垢率高,对设备、管柱腐蚀低的特点,适用于酸液难溶垢的处理。图6 表2 参19     

柠檬酸羟基铝防膨剂的制备及其性能评价

以柠檬酸、Al Cl36H2O、丙三醇和Na OH为原料,采用先络合后中和的方法制备了柠檬酸羟基铝防膨剂(THL-1),分析了防膨机理。THL-1中含有大量的多核羟桥铝离子,多核羟桥铝离子带有大量正电荷,对钠基膨润土表面的负电荷具有较强的吸附作用。考察了在无Al(OH)3沉淀生成的条件下,柠檬酸与Al Cl36H2O的配比关系,研究了Al Cl36H2O含量及p H对防膨率的影响,考察了THL-1的防膨效果、耐水冲洗性能及其与压裂液的配伍性等。实验结果表明,当Al Cl36H2O含量大于17.5%(w)时,THL-1对钠基膨润土的防膨率大于90%,且趋于平缓。THL-1的防膨率与KCl相当,达93.6%,但耐水洗性能比KCl好,具有长期稳定钠基膨润土的作用;与TDC-15等阳离子聚合物型黏土稳定剂相比,THL-1具有防膨速率快、防膨率高、防后水质清等优点,且与压裂液具有良好的配伍性。     

DTPA对BaSO4垢清除作用的影响因素研究

以二乙基三胺五乙酸(DTPA)为主剂,考察了不同转化剂和表面活性荆对DTPA溶BaSO_4垢率的影响。实验结果表明,随DTPA浓度增大,其溶解BaSO_4垢的能力增强。分子含共轭双键的一类物质能明显增加DTPA的溶垢速率,其中与肉桂酸的协同效应最佳;适量的非离子表面活性剂能增强除垢效果。在25℃、pH值为12、反应时间10h的条件下。通过正交实验得到DTPA、肉桂酸和脂肪醇聚氧乙烯醚(PPJ)的最佳浓度分别为0.075、0.075和0.02 mol/L,在此加量下测得BaSO_4除垢率为89.01%。用油田采出水配制该配比的溶液进行岩心溶垢实验。岩心渗透率恢复率达到94.67%。     

共聚物阻垢剂MA/AM/HPA的性能

采用水溶液自由基聚合法,以过硫酸铵为引发剂,马来酸酐(MA)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为单体合成了MA/AM/HPA共聚物阻垢剂。评价了MA/AM/HPA对硫酸钙、碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶的阻垢性能。当聚合物阻垢剂的加量为一定值时,其对前述垢的阻垢率可达95%以上。考察了温度、Na Cl含量、p H值和恒温时间对聚合物阻碳酸钙和硫酸钡垢性能的影响。结果表明,MA/AM/HPA在p H=7数9范围内对碳酸钙和硫酸钡的阻垢性能较好;在90℃下,需要增加剂量以抑制碳酸钙的形成,而对硫酸钡则不需要;阻垢剂在较高氯化钠浓度环境中对碳酸钙和硫酸钡的阻垢率大于90%;MA/AM/HPA在较长的恒温时间(12数72 h)内对碳酸钙有较高的阻垢率,而对硫酸钡的阻垢率则随着恒温时间的延长明显降低。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了MA/AM/HPA对硫酸钡、硫酸锶垢晶体的影响,发现MA/AM/HPA对垢物晶体具有晶格畸变作用。另外,室内评价了MA/AM/HPA在实际油田水中的阻垢性能。     

DTPA清除油田钡锶垢的影响因素研究

采用DTPA除垢剂对油田钡垢进行了系统的实验,从加量、质量浓度和温度等7个方面做了研究,从中发现除垢率随其变化的规律和DTPA溶液清除硫酸钡垢的最佳的反应条件;还发现DTPA和草酸的加量为1:1时除垢率为最大;在DTPA和EDTA的复配的量为1:1时,除垢效果达到最好.     

一种季铵盐型黏土稳定剂的合成与性能研究

以亚硫酸氢钠-过硫酸铵为引发体系通过自由基聚合合成了丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)/(1-二甲氨基烯丙基)-膦酸(DMAAPA)/二乙基二烯丙基溴化铵(DDAB)四元共聚物。最佳反应条件为:m(AA)∶m(AM)∶m(DMAAPA)∶m(DDAB)=4.0∶6.0∶0.015∶0.020,w(引发剂)=0.3%,pH=7,反应温度为40℃,单体总质量分数为20%。对AA/AM/DMAAPA/DDAB的分子结构进行了IR、1 H NMR表征。研究表明:该共聚物具有良好的耐温、耐盐、抗剪切性能;当该共聚物质量分数为1.0%时,对蒙脱土的防膨率达到84.05%,与质量分数1.0%的KCl复配后测得的防膨率达到95.04%。     

尖北气田高温深井堵塞物分析与解堵剂研究北大核心CSCD

目的为解决尖北气田高温深井的堵塞难题,开展了堵塞物组成分析和配套的解堵剂制备与性能评价。方法采用原子吸收分光光度法测定堵塞物酸溶后的离子含量,采用X衍射对堵塞物组分进行分析,发现堵塞物以CaSO_(4)为主。以顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和丙烯酸甲酯(MMA)为原料,合成了一种适合CaSO_(4)垢的解堵剂,红外光谱证实了目标产物中含有羧基与磺酸基,并对CaSO_(4)阻垢性能和以CaSO_(4)为主的堵塞物的溶垢性能以及腐蚀性进行了研究。结果当解堵剂质量浓度为3.0 mg/L时,阻垢率高达97%以上;当温度为80℃,解堵剂质量分数为4%时,对CaSO_(4)的溶垢性能达到25.59 g/L,处理后的堵塞物粒径明显减小,粒径主要分布在5~30μm;解堵剂投加前后采出水的腐蚀率分别为0.0683 mm/a与0.0459 mm/a,证明该解堵剂不具有腐蚀性,并且具有一定的缓蚀性。结论该解堵剂具有较好的CaSO_(4)阻垢溶垢能力,对油气田管道不具有腐蚀性,可用于CaSO_(4)阻垢和除垢作业。     

硫酸钙垢除垢剂的合成及性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、乙酸乙烯酯(VAc)、丙烯酰胺(AM)和马来酸酐(MA)为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,合成了一种对硫酸钙垢有良好除垢效果的四元聚合物除垢剂。采用单因素法考察了单体配比、反应物总含量、引发剂用量、反应体系pH、反应温度、反应时间等条件对合成产物除垢性能的影响,筛选出最佳合成条件如下:单体质量比m(AMPS)∶m(MA)∶m(VAc)∶m(AM)=6∶2∶0.5∶1.5,反应物总质量分数22.2%,引发剂质量分数0.5%,反应体系pH=1,反应温度60℃,反应时间4～5 h。将合成的除垢剂与柠檬酸、酒石酸和氨络合剂以2.2∶0.5∶0.5∶1质量比复配,在90℃下恒温20 h,1 g复配除垢剂能溶解硫酸钙垢0.61 g。     

渤海某油田硫垢问题治理的研究

针对渤海某油田在脱硫过程中产生的严重硫垢沉积问题,以二甲基二硫醚(DMDS)为主剂,加入氢氧化钠(NaOH)、二甲基甲酰胺(DMF)和水进行复配得到复合硫溶剂,研究组分配比、药剂用量、溶解温度、溶解时间对溶硫率的影响,得出复合硫溶剂的最佳配比DMDS∶NaOH∶DMF∶水=1∶2∶4∶3,治理硫垢的最佳条件:药剂用量为硫垢重量的20倍,溶解温度为45℃,溶解时间为50 min,在此条件下,溶硫率可达到100%。现场条件模拟实验证实了该硫溶剂具有优异的除硫性能。     

硫酸钡/锶垢除垢剂配方优化及性能评价

为了清除油气田开发过程中产生的具有结垢致密、溶解度低以及不溶于酸碱等特点的硫酸锶钡垢,采用化 学除垢技术,首先筛选了一种螯合主剂,再优选了不同助剂,利用他们之间的协同增效以及改性作用,通过单因 素实验确定了最优的硫酸钡/锶垢除垢剂配方为：10% DTPA+6%水杨酸+0.03%聚丙烯酸钾、0.2%吐温-80,同时 考察了不同pH、温度以及反应时间下的除垢效果的影响,结果表明,当pH值为12、温度为80 ℃、反应时间为8 h 时除垢效果最佳,在此条件下对硫酸钡和硫酸锶以及实际垢样的除垢率分别为79.41%和80.56%以及59.7%。该 除垢剂具有除垢效率高、除垢时间短及成本较低的优点,在油气田除垢方面具有广阔应用前景。     

气井井筒溶垢剂的制备与应用

长庆S2××区块气井井筒堵塞物主要有CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4等垢和FeCO_3、FeS等腐蚀产物,对生产影响较大。针对这一情况,从溶垢量、起泡能力和缓蚀性等方面开展了解堵剂的制备与性能研究,确定了配方为10%有机酸YG-1+1%炔醇类酸化用缓蚀剂HJF-50A+0.5%泡排剂UT-11C的酸性解堵剂和配方为10%胺基酸盐YH-1+0.5%十二烷基磺酸盐类泡排剂YFP-2的碱性螯合剂。在温度20数90℃下,酸性解堵剂对CaCO_3的饱和溶垢率为85.93%数87.46%,对应饱和溶垢量为68.74数69.97 g/L;对FeCO_3的饱和溶垢率93.76%数95.02%,对应饱和溶垢量为75.01数76.02 g/L;对FeS的饱和溶垢率为65.69%数71.23%,对应饱和溶垢量为52.55数56.98 g/L;对80S挂片的腐蚀速率3.13 g/(m~2·h),携液率90.00%。碱性螯合剂主要溶BaSO_4、CaSO_4等酸不溶物,在90℃时,对BaSO_4的饱和溶垢率72.43%,对应饱和溶垢量为14.49 g/L;对CaSO_4的饱和溶垢率76.78%,对应饱和溶垢量为61.43 g/L;携液率95%。现场采用酸性解堵剂和碱性螯合剂多轮次间歇加注方式处理井筒结垢严重井,油套压差降幅达1.01数3.0 MPa,产气量增幅为14.2%数53.71%,获得了显著的溶垢效果。     

采油污水外排处理实验研究

以陕北某油田采油污水为研究对象,进行了外排处理室内研究。通过大量实验研究,确定出适合该采油污水的外排处理工艺:"絮凝沉降-Na Cl O/活性炭氧化-吸附"。实验结果表明:当絮凝实验p H=7.0~8.0,聚合硫酸铁加量为30 mg/L;Na Cl O/活性炭氧化实验p H=3.0,Na Cl O(30%)加量为8 m L/L,活性炭加量为2 g/L,反应时间100 min;活性炭吸附实验活性炭加量4.0 g/L~5.0 g/L,吸附时间30 min时,处理效果最好,处理后水达到国家一级排放标准。     

溶垢剂对硫酸钡溶垢效果正交实验研究

为了研究在多因素共同作用下对硫酸钡溶垢效果的影响,首先进行了各单因素对硫酸钡溶垢效果的影响实验研究,包括溶垢剂类型、浓度、pH值、温度、溶垢时间和含盐量。筛选出溶垢效果较好的螯合型溶垢剂DT以及合适的单因素实验条件,然后根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了各因素共同作用时对硫酸钡溶垢效果的影响。由单因素实验结果可知:随着溶垢剂DT浓度、pH值、温度和时间的增加,溶垢率逐渐增加;随着含盐量的增加,溶垢率逐渐减小。正交实验结果表明:pH值对DT的溶垢率影响最为显著,其次为温度、溶垢剂浓度和溶垢时间,而含盐量的影响作用很小。在DT溶垢剂浓度为8%,pH值为12,温度为75℃,溶垢时间为24h,含盐量为0g/L时为最优影响因素指标组合,此条件下溶垢剂DT对硫酸钡溶垢效果最好。     

新型水杨酸盐型抗温抗盐起泡剂的合成与性能评价

以马来酸酐、十二醇和水杨酸为原料,对甲基苯磺酸为催化剂,合成了一种水杨酸盐型新型起泡剂。起泡剂最佳合成条件为:在无溶剂条件下,马来酸酐、十二醇、水杨酸单体摩尔比为1.2∶1∶1,催化剂加量3%,反应温度80℃。该起泡剂溶液的表面张力较低,起泡剂加量为3000 mg/L时的表面张力为20.9 m N/m。在常温下,该起泡剂抗KCl能力达到40 g/L、抗Ca Cl2能力达到30 g/L,抗油能力达到25%,抗温能力达到140℃。     

钻井液pH值对钾钙铝离子抑制性的影响

通过页岩滚动回收率和岩屑粉污染实验,讨论了不同酸碱度环境对钾、钙、铝离子抑制泥页岩分散能力的影响。结果表明,钾离子的抑制能力受钻井液p H值影响较小,但不同p H值环境下随KCl含量增加钻井液抑制能力的变化趋势有所不同,p H值为7时KCl溶液的抑制性随KCl含量升高而增加,p H为9时KCl溶液的抑制性在KCl含量5%时出现拐点现象;钙离子抑制泥页岩分散能力受p H值影响较大,酸碱度为中性时,钙离子含量达到3 600 mg/L的Ca Cl2溶液其页岩滚动回收率≤20%,抑制泥页岩分散能力较弱,碱性环境下钙离子在泥页岩表面上形成惰性的水化硅酸钙,能够降低泥页岩的分散性。钙离子含量为540 mg/L的Ca Cl_2溶液p H值由7升高至9时页岩滚动回收率由17.4%增加至72.9%,抑制泥页岩分散能力良好;碱性环境下Al Cl_3在水中生成氢氧化铝或偏铝酸钠,基本无抑制性,但在膨润土浆中加入0.5%Al Cl_3·6H_2O,当p H值为12.8时页岩滚动回收率可由30.9%增加至61.2%,表明碱性环境下铝离子和膨润土具有协同增效提高钻井液抑制性的作用。     

涠洲11—1N油田管柱结垢机理及除垢剂性能评价

涠洲11—1N油田结垢优势成分为硫酸钡。油井见水后,近井地带复杂的渗流环境,造成注入水中硫酸根离子与地层水中钡离子的强烈混合,形成大量硫酸钡结垢,并随生产进入井筒和流程。新型聚羧酸盐类除垢剂SA—07对硫酸钡垢具有较强的溶垢能力,且对于硫酸钡垢具有极强的分散作用。两种机理协同作用,不仅会增加垢样与药剂接触的比表面,增加药剂处理性能,还有利于处理后垢样从管柱、储层中返出。新型除垢剂推荐用量体积浓度为40%,除垢时间24 h,反应温度80℃,p H值为6。     

一种压裂用水溶性减阻剂的研究

本文通过半连续反相微乳液聚合法,合成了一种新型减阻剂CW-1。测定了减阻剂CW-1的相对分子质量、溶解速度、减阻率;考察了减阻剂的耐温耐剪切性能与助排剂DB-80和防膨剂(KCl、JA)的配伍性。结果表明:减阻剂CW-1的相对分子质量高(M=1.49×107),具备高分子减阻的特性;减阻剂CW-1乳液溶解速度快,基本可以满足连续混配的要求;减阻剂CW-1具有较好的耐温耐剪切性;与压裂液中助排剂DB-80、防膨剂(KCl、JA)等添加剂也具有良好的配伍性;同时,0.1%减阻剂CW-1溶液的减阻率可达70%以上。     

南海西部油田井下硫酸钡锶垢防治技术研究与应用

针对南海西部油田油井结硫酸钡锶垢严重影响油井正常生产,同时大幅增加修井和测试作业难度,进行了机械刮管和超声波除垢措施,采取了在油井及注水井井下连续加注化学防垢剂等防垢手段,效果均不佳。为此,开展了化学螯合除垢+挤注缓释防垢工艺研究,优选出效果最佳的除垢剂SD302和防垢剂CN201,除垢剂SD302最佳质量浓度为40%,98℃下硫酸钡垢溶垢率可达95%,防垢剂CN201的MIC值为5 mg/L,当驱替800 PV后,其质量浓度仍可达到MIC值,满足长期有效防垢需求。截至2018年5月底,南海西部油田进行了5口井化学除防垢措施,累计增油约4. 5×10~4m~3。相关实验方法和结论对海上及陆地油田结硫酸钡锶垢油井的治理具有重要指导意义。     

直馏柴油应用离子液体“一锅法”脱硫

以实验室合成的Zn[C6H11NO]3Cl2、N-甲基咪唑溴化物、Zn[CO(NH3)2]3Cl2、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和磷酸酯类离子液体作为脱硫萃取剂,H2O2-冰醋酸体系作为氧化剂,采用"一锅法"对直馏柴油进行脱硫,考察了离子液体种类和用量、H2O2和冰醋酸用量、反应时间及氧化温度对脱硫率的影响.结果表明,磷酸酯类离子液体对直馏柴油的脱硫效果相对较好,在离子液体体积分数为20%、H2O2体积分数为8%、冰醋酸体积分数为4%、20 min、80℃条件下,柴油中硫质量分数由1425 μg/g降至676μg/g,脱硫率达到52.6%;且回收的离子液体使用5次,其脱硫效率仍达到40%以上.