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。     

钡锶垢清垢剂ND-1的研制与性能评价

油田结垢是油田水质控制中最严重的问题之一，在油田中常见的是碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢，通过对清垢剂的清垢机理分析及实验，研制出一种新型清垢剂ND—1，并对其清垢性能进行了评价。根据单因素和正交试验，结合现场应用的实际要求，清垢剂ND—1的最佳使用条件为：清垢温度50℃，体系pH值为11-13，清垢时间24h。     

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     

水力空穴法清除油田管线硫酸钡锶垢

水力空穴物理清垢技术是在射流喷嘴中加活动转叶或中心体,使流体绕流或在射流剪切层内形成大量涡旋,其中心压力降低,以便造成水射流内等处的局部压力降至该处的饱和蒸汽压以下,从而在射流内部产生数量众多并具有一定大小尺寸的空泡,形成冲击波,打破管内壁与污垢的黏合力,实现对管道的彻底清洗。将该清洗技术应用在清除油田管线硫酸钡锶垢时,可彻底清除注水管线、输油管线以及加热炉中的垢。     

硫酸钡锶垢清洗剂DS—8及其在油砂山集输管线清垢中的应用

研制了由一种可溶解硫酸钡的配方物及各种添加剂组成的水溶性液体清垢剂DS-8(密度≥1.2g/cm3,pH值10-14)并考察了各项应用性能.随其水溶液浓度(体积分数)的增加,DS-8对硫酸钡的溶解量增大,但单位体积的溶解量(溶垢能力)下降,最佳使用浓度为10%-20%;最佳使用温度为40℃;在各种难溶盐中,DS-8对硫酸钙的溶解能力最强,其次是硫酸锶,再次是硫酸钡.每升DS-8可溶解硫酸钡62.4g.DS-8完全无腐蚀性,对A3钢试片的腐蚀速率仅为0.004g/m2*h(45℃,72h).青海油砂山油田长1260m的易结垢集输管线(垢厚一般5-20mm,最厚达30mm)用体积分数17%的DS-8水溶液共58m3单循环清洗,历时43小时,共清洗出积垢944.24kg,其中硫酸钡486.36kg,硫酸锶95.36kg,硫酸钙17.62kg,垢泥344.90kg;开始清洗时泵压0.35MPa,以后降到0.05MPa以下,说明管线已畅通.     

胜利油田硫酸钡锶垢阻垢剂BR的研究

针对胜利油田纯梁采油厂输水管道结垢严重的问题,研制合成了硫酸钡锶垢阻垢剂BR。以顺丁烯二酸酐/烯丙基磺酸钠合成低相对分子质量顺丁烯二酸酐/烯丙基磺酸钠共聚物,其再和次磷酸钠、丙烯酸钠进行嵌段共聚,合成了硫酸钡锶垢阻垢剂BR。考察了反应温度、反应时间、基团比例对阻垢效果的影响,确定最佳合成条件为：反应温度110～120℃,反应时间5 h,阻垢剂BR中n(磺酸基)：n(羧酸基)：n(磷酸基)=1：7：2。并且考察了阻垢剂BR用量、温度、矿化度等条件对阻垢性能的影响,结果表明,阻垢剂BR具有较好的耐温性和抗盐性。在胜利油田纯梁采油厂纯47—5井输水管道中进行阻垢剂BR的阻垢性能评价试验,结果表明,阻垢剂BR能有效阻止硫酸钡锶垢生成。     

硫酸钡锶垢放射性研究

用多种方法分析中国南海涠洲12-1油田A6井垢样为硫酸钡和硫酸锶后，基于下面考虑，测定了A6井垢样的放射性：①钡、锶与镭为同族元素。在元素周期表中，钡、锶元素属ⅡA族元素。在ⅡA族元素中除钡、锶外，还有铍、镁、钙和镭。镭是放射性物质，它的衰变可产生射线。既然地层水中含钡、锶离子，不可排除它会含有紧靠钡、锶的同族元素镭。     

一种聚集体溶垢剂对硫酸钡的溶解性能研究

以乙二胺四乙酸钠四水合物(Na₄EDTA·4H₂O)为单体与1,3-二氯丙烷反应合成了两个聚集体溶垢剂(二聚体QG1和四聚体QG2)。使用红外光谱对QG1和QG2的分子结构进行了表征,评价了溶垢剂对硫酸钡(BaSO₄)的溶解性能,并对溶垢机理进行了分析。溶垢性能评价结果表明,与Na₄EDTA·4H₂O相比,QG1与QG2聚集体溶垢剂对BaSO₄具有更好的溶解能力,且溶垢率随分子结构中聚集体数目的增加而增加。溶垢机理分析结果表明,两种聚集体溶垢剂对BaSO₄具有优异溶解性能的原因在于聚集体结构增加了溶垢剂分子与钡离子的络合稳定常数,且随着分子结构中聚集体数目的增多,络合稳定常数越大。QG1与QG2对Ba²⁺的络合稳定常数分别达到了12.51和18.54,而Na₄EDTA·4H₂O对Ba²⁺的络合稳定常数仅为8.54。     

硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究

在油田正常生产作业过程中,采出水中含有的Ba~(2+)、Sr~(2+)易与SO_4~(2-)产生沉淀,容易造成管道堵塞,损害生产设备,甚至影响到正常生产。国内外对于硫酸钡锶垢的防治多采用化学方法,但存在着流动过程中二次结垢的问题,防垢效果不佳。为解决传统除垢技术成本高、除垢效果差的问题,提出了一种新的物理除垢方法,该方法运用水处理工艺中的沉淀池原理及浅池沉淀理论,设计定点除垢器实验模型,具有操作简单、便于清理的优点,可以实现成垢离子在指定位置结垢的目的。以反应时间、成垢离子浓度、摩尔浓度比、温度作为影响硫酸钡锶垢结垢的敏感性因素,通过大量实验室定点除垢器物模实验,进行各敏感性因素评价分析。     

解堵剂BRJ9604可提高清洗剂DS-8清除钡锶垢的能力

BRJ9604是一种水包油乳状液型解堵剂,由馏分油混苯(油相)、氢氟酸、盐酸及多种添加剂(水相)组成,可清除沥青质、胶质等有机垢和钙质、铁质等无机垢,70℃时对硫酸钡锶盐(84/16硫酸钡、硫酸锶混合物)的最大溶解率为7%。DS-8为一种商品钡锶垢清除剂。45℃时DS-8水溶液随DS-8体积分数的增大(10%~80%),对硫酸钡锶盐的溶解率增大(14.0%~38.0%),但DS-8的溶解能力下降(28.1~9.5g/LDS-8);在DS-8水溶液中加入1/2体积的BRJ9604使硫酸钡锶盐的溶解率和DS-8的溶解能力增加约一倍,溶解率由DS-8体积分数为10%时的37.0%增加到体积分数60%时的65.4%,体积分数80%时下降到61.2%,DS-8的溶解能力由体积分数10%时的74.1%下降到体积分数80%时的15.3%,以DS-8 BRJ9604计算的溶解能力在DS-8体积分数20%~40%时较高,为15.0~13.9g/L。温度为70~85℃时溶解率最高。搅拌时间应不少于2.0~2.5小时。表4参2。     

清除硫酸盐垢的有机溶垢剂研究

以三乙烯四胺为主要原料合成了有机氨羧络合剂,进行了有机氨羧络合剂、有机膦酸盐、多元共聚物的溶垢实验,确定了以有机氨羧络合剂和有机膦阻垢剂的混合物SMA—1为主剂、碱和乙醇胺为助剂的溶垢剂配方。实验结果表明,加入无机碱和乙醇胺可以提高溶垢剂的溶垢效果。在温度80℃下复配溶垢剂对生产井垢样溶垢48h后,溶垢率最高可达70％。研制的溶垢剂可用于清除中原油田采出井因硫酸盐结垢造成的地层堵塞以及污水管线的积垢。     

超声波除硫酸钡垢的试验研究

超声波除垢技术以其操作简单、自动化程度高、运行费用低、工作性能可靠及无环境污染等特点,在油田生产中得到了广泛应用。为了研究超声波除硫酸钡垢的效果,实施了超声波破除硫酸钡垢试验,结合超声波的除垢机理和硫酸钡垢的成因,评价超声波在不同频率、不同辐照时间和不同温度下去除Q235钢制挂片和聚乙烯挂片上硫酸钡垢的效果。分析结果表明:超声波最佳的除垢频率为28 kHz,在最佳除垢频率情况下,超声波辐照时间为10 min时除垢效果最好;基于最佳除垢频率和最佳辐照时间,超声波最佳除垢温度为40℃。所得结论可为超声波除垢技术的现场应用提供参考。     

硫酸锶垢除垢剂的影响因素研究

油田开发过程中,由于温度、压力的变化,以及地层水的化学不相容性等因素的影响,油井出现结垢是非常普遍的问题,尤其是硫酸锶垢,难溶难除,严重影响油田的正常生产。本文根据油田硫酸锶垢的防治现状,对EDTA二钠盐、NHJ、柠檬酸和聚丙烯酸钠（PAAS）进行复配,确定了油田硫酸锶垢除垢剂的有效配方。考察了除垢剂复配比例、浓度、温度、pH、除垢时间等因素对除垢效果的影响,确定了其最佳复配比例及使用条件：EDTA二钠盐/NHJ/柠檬酸/聚丙烯酸钠复配比例为1.5/2.0/1.5/2.0,除垢剂浓度为0.20 g/L,温度为70℃,pH为9,除垢时间为4 h。此时,EDTA二钠盐、NHJ、柠檬酸与聚丙烯酸钠四元复配会取得更好的除垢效果,1 g除垢剂除垢量为0.2478 g。     

硫酸钡防垢剂的制备与性能评价*

油田结垢通常会导致地层及管线堵塞,导致开发成本增加,采收率降低。针对这一问题,将低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬氨酸3种防垢性能较好的螯合剂复配制得硫酸钡防垢剂,评价了防垢剂对硫酸钡垢的防垢性能、悬浮性能和对管线的腐蚀性能等。结果表明,硫酸钡防垢剂中低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬胺酸的最佳质量比为2∶2∶3。在钡离子质量浓度为300 mg/L、温度为50℃的条件下,防垢剂加量高于12.5 mg/L时即具有优良的防垢效果,防垢剂加量为100 mg/L时的防垢率可达到95%以上。防垢剂的耐温性较好,对管线的腐蚀性较低。防垢剂可影响硫酸钡垢的沉降和垢晶核的正常生长,使所得垢结构规律且更加松散,有利于后续的机械清垢处理,满足油田的正常生产需要。图7表1参13     

新型硫酸钡防垢剂的制备及性能评价

以马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备了一种新型硫酸钡防垢剂,并通过评价不同单体配比、引发剂加量、反应温度和反应时间对防垢剂性能的影响,确定了最佳合成反应条件,具体为:马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯三种单体摩尔比为1∶5∶2,引发剂加量为单体总质量的5％,反应温度为60℃,反应时间为5...     

海上平台快速除油剂的制备与应用

针对赵东平台采油污水量大、污水含油量高、平台处理时间短等问题,以二乙烯三胺和丙烯酸甲酯为原料制得3代聚酰胺-胺超支化聚合物,再与二甲胺和环氧氯丙烷反应制得枝状聚酰胺-胺类聚阳离子类除油剂KYOR,研究了KYOR支化度对除油率的影响,考察了KYOR与现场用破乳剂DGF-18B的配伍性,并在赵东平台以连续注入方式进行了现场应用。结果表明,在超支化聚胺类的球形结构中,用季铵盐进行封端及改性可提高其亲水性和分子量;KYOR系列产品中,支化度最高的3.0代聚酰胺-胺制备的KYOR-3的除油效果最好,30 mg/L的KYOR-3可使污水含油量由202.8 mg/L降至17.8 mg/L,20 min除油率为91.22%。KYOR-3与赵东平台现场用破乳剂DGF-18B的配伍性良好,对原油脱水无影响。KYOR-3现场处理赵东平台注入水后,含油量、悬浮固体含量和粒径中值均明显降低,达到赵东平台回注污水水质指标要求。     

硫酸钡防垢剂FT-1的制备与性能评价

介绍了以马来酸酐、丙烯酸和磺化单体为原料,双氧水为引发剂,合成防垢剂FT-1的方法。考察了防垢剂浓度、溶液温度、防垢时间、溶液pH对防垢剂性能的影响。结果表明,在防垢时间16h,防垢剂浓度15mg／L,溶液pH7,溶液温度70℃时,防垢剂的防垢率达98％以上;溶液温度80℃时,防垢率仍可达95％以上。在高成垢离子浓度条件下,防垢剂FT-1仍能达到一定的防垢效果。     

硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价

结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。通过正交试验得到硫酸盐垢用清垢剂CNQG的最佳复配比为：乙二胺四乙酸（EDTA）、C酸、N酸质量比为1∶0.5∶1;清垢最优条件为：清垢温度50℃,清垢时间4 h,清垢剂浓度50 mg/L。还考察了温度、清垢剂浓度对CNQG清垢效果的影响,并与现场用清垢剂进行了清垢效果对比。结果表明,清垢温度为50℃、清垢剂浓度为40 mg/L时效果最好;CNQG清垢剂整体性能稍优于现场使用的其他3种工业品清垢剂。     

重整催化剂脱硫酸盐的工业应用

催化重整催化剂在热氢还原时，在循环气中加入一定量的含氯化合物，可促进硫酸盐的脱除。工业应用结果表明，采用“氯化更新－还原－脱硫酸盐－预硫化进油”的方法步骤乘法，能够有效脱除重整催化剂上的硫酸根并恢复其反应性能。     

主客体包合超分子凝胶颗粒调剖剂的制备及性能评价

预交联凝胶颗粒（PPG）被广泛用于治理油藏水流优势窜流通道,起到稳油控水的效果。为了解决常规共 价结构的PPG强度不足、剪切恢复性能差以及不耐盐的问题,以烯丙基-β-环糊精（烯丙基-β-CD、主体功能单体）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMAAC、客体功能单体）、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA、交联剂）和 丙烯酰胺（AM）为主要原料,研制了一种具有剪切恢复性能的共价-非共价协同交联结构的主客体包合超分子凝 胶颗粒（S-PPG）调剖剂。采用流变仪、激光粒度分析仪、光学显微镜系统探究了S-PPG的流变性能、膨胀性能和 耐盐性能。结果表明,主客体单体的最佳加量为总单体物质的量的2.5%与2.5%的S-PPG在地层水中膨胀24h 后,质量分数为0.6%时的弹性模量为73Pa,是常规PPG的3.04倍;屈服应力为120Pa,剪切黏度损失率为39%, 剪切恢复性能和屈服应力均为常规PPG的4倍左右;地层水中的膨胀倍数达23。此外,随着盐含量的增加, S-PPG的膨胀性能逐渐增强,在NaCl质量浓度为1×10⁵mg/L下的膨胀倍数达27.9,表现出优异的耐盐性能。本 文研究为油藏深部调剖提供一种具有潜力的抗剪切S-PPG材料。