含聚合物油田采出水的结垢规律研究

传统的标准方法用于评价含聚合物油田采出水的结垢行为会出现较大误差,这是由于聚合物与EDTA竞争螯合水溶液中的钙离子的结果。本文提出了一种评价含聚合物采出水结垢情况的新方法,相对传统方法通过测定成垢前后溶液中钙离子浓度间接反应溶液中结垢情况,该方法直接测定了结垢的质量。另外,结合了原标准中的络合滴定钙离子的方法,对含聚污水中聚合物对污水结垢行为的影响进行了系统研究。结果显示,聚合物浓度和分子量对水体结垢影响很大,这与聚合物中酰胺基能够与钙离子发生螯合作用有关。     

川南二叠系煤层气井防腐防垢工艺

川南筠连煤层气属深层煤层气,含煤10余层,近几年出现大范围井下管柱腐蚀结垢,造成检泵停产,严重影响开发进程。通过对12组垢样的XRD分析发现,垢样是罕见的含CaCO₃、FeCO₃及SiO₂的多种无机矿物混合体,常规Ca/Mg盐的缓蚀阻垢剂并不适用,需探索新的防腐防垢工艺。以激光粒度检测法、失重法、静态阻垢法、绝迹稀释法对6种缓蚀阻垢剂(EDTMPS、HEDP、ATMP、EDTMPA,PESA、PASP)和2种杀菌剂(1227、戊二醛)进行分散、缓蚀、阻垢及杀菌效果评价。结果显示,戊二醛杀菌效果较好,30 mg/L时可完全杀菌,对颗粒粒径无显著影响,EDTMPS与PESA缓蚀阻垢效果较好,复配比为1∶1,90 mg/L时阻垢率、缓蚀率分别达84.56%、92.34%,可有效降低颗粒粒径。最终确定防腐防垢配方为:45 mg/L有机磷类阻垢剂EDTMPS+45 mg/L聚合物类阻垢剂PESA+30 mg/L戊二醛杀菌剂,用连续泵注设备由环空注入井下,3~6 d时采出水Ca2+质量浓度由200 mg/L升至380 mg/L,Fe2+质量浓度由14 mg/L降至8 mg/L,细菌数接近0个/mL。长期跟踪发现,因腐蚀、结垢造成的检泵周期分别由665 d、681 d延长至749 d、880 d。以EDTMPS、PESA与戊二醛为主的缓蚀阻垢配方可有效缓解本区井下管柱的腐蚀结垢。     

Ca~(2+)浓度和碱度对循环水结垢和腐蚀的影响

研究了在不加药和加药的条件下,不同Ca2+浓度和碱度对CaCO3垢沉积率和碳钢腐蚀速率的影响。实验结果表明,在Ca2+浓度和碱度这两个因素对CaCO3沉积及碳钢的腐蚀影响中,碱度为主要因素。在加药条件下,当Ca2+浓度和碱度小于400 mg/L时,对阻CaCO3垢率影响较小,而大于400 mg/L时,随着Ca2+浓度和碱度的增大,对阻CaCO3垢率影响较大且逐渐降低;碱度小于50 mg/L时,配方缓蚀效果差,大于50 mg/L时配方缓蚀效果好且波动小。     

中原油田采油污水缓蚀阻垢技术研究

中原油田胡二污水站采油污水pH值较低、矿化度高、细菌含量高、腐蚀结垢性强,由于污水腐蚀结垢的产生,严重影响油田注水生产正常运转。研究结果表明,PAC与PAM的加量分别为40～50mg/L和1.0mg/L时,可以明显去除污水中的油及固体悬浮物;WT-809杀菌剂杀菌效果好,满足采油污水杀菌处理要求;WT-02缓蚀阻垢剂加量为50mg/L、90℃时仍具有很好的缓蚀阻垢性能,使污水腐蚀速率小于0.076mm/a,结垢量小于10mg/L,满足污水缓蚀阻垢处理要求。     

钟市油田含油污水化学“三防”处理研究

由于污水温度高、含盐量高、有害气体多、有害离子多，造成设备的严重腐蚀。对其腐蚀结垢产物进行分析得出：钟市油田污水系统结垢主要表现为硬垢，其主要成分为CaCO3、MgCO3；腐蚀主要表现为垢下腐蚀、点蚀。有针对性地研制开发了一种新型油田污水化学“三防”（防腐、防垢、防菌）的缓蚀、阻垢、抑菌性XW-2药剂。室内测试结采表明，XW－2药剂具有性能稳定、一剂多用、投加量少等特点，在油田注入水条件下具有良好的“三防”性能。在进行为期3个月的工业应用性试验测试表明，XW－2药刺在投药浓度为15mg／L时阻垢率达97％、杀菌率达99％、缓蚀率达93％。     

缓蚀阻垢剂NY-HGA在涠洲12-1油田生产污水处理中的应用评价

涠洲12．1海上油田生产污水温度高（85--90℃）、Cl^-浓度高（12．5～17．8g／L）、矿化度高（30--40g／L），因而具有较大腐蚀性，且成垢离子HCO3^-、Ca2^＋、Mg^2＋等浓度高，SI值为1．96--2．00，结垢性也较强。针对此状况研制了咪唑啉类缓蚀阻垢荆NY-HGA。80℃下在该污水中加入40mg／L的NY-HGA，使A3、N80、K0—95钢的腐蚀速率分别由0．084、0．080、0．068mm／a降至0．059、0．064、0．063mm／a（同时加入20mg／L脱氧荆），使污水结垢率降低96．2％。在涠洲12—1油田生产系统进行NY-HGA应用试验，用美国Corrpro公司的旁通式腐蚀仪在线监测排海污水的腐蚀速率，在原处理工艺条件下（48mg／L缓蚀剂IMC-80-N＋56mg／L阻垢剂V402＋67mg／L清水剂JPA-Ⅱ）腐蚀速率为0．08806mm／a，只加清水荆时腐蚀速率高达0．8663mm／a，不加阻垢荆而改加37mg／L NY-HGA时腐蚀速率为0．02475mm／a，只加清水剂和NY-HGA时腐蚀速率为0．03162mm／a。因此，在涠洲12．1油田用NY-HGA代替IMC-80-N和V402可满足油田腐蚀控制要求．图5表4参5．     

胜利油田东辛永921站注入水腐蚀原因研究与防护

为确定胜利油田典型腐蚀结垢区块东辛永921站的腐蚀结垢原因,评价筛选缓蚀剂,文章综合利用水质分析、细菌测试、水腐蚀性测试、腐蚀产物与垢物分析、腐蚀速率测试等多种分析与测试手段．研究了东辛永921站注水系统腐蚀的原因．主要有以下几方面：溶解氧加速下的Ca^2＋/HCO^-3体系腐蚀。腐生茵与硫酸盐还原菌联合作用下的垢下腐蚀,大量Cl^-的存在促进垢下腐蚀。通过对缓蚀剂评价与筛选。确定IMC-07加药浓度为40mg／L时可将深井水、浅井水和深浅井混合水的腐蚀速率控制在0．076mm／a以下,缓蚀率达到85％以上,适于东辛永921站现场应用。     

聚合物驱采油污水的水质深化处理技术

为解决聚合物驱产出污水的重复利用和污水配制聚合物溶液时黏度损失率高的问题,考察了影响聚合物溶液的主要因素,合成了聚硅铝絮凝剂(PSi AS-1)并对其净水性能进行了评价,用OIL Scale Chem结垢预测软件模拟了净化水在地层条件下的结垢趋势,采用激光粒度仪分析了聚合物溶液中的微粒粒径。研究结果表明,聚合物溶液中的Fe~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、S~(2-)和悬浮物对聚合物溶液黏度的影响较大,在污水配聚合物溶液时必须进行控制;配方为50 mg/L的PFS(聚铁助凝剂)+200 mg/L的PSi AS-1+8 mg/L助沉剂的水处理剂能降浊除钙,使经深化处理后的净化水中Ca~(2+)、Mg~(2+)离子和残余聚合物含量均大幅降低,不含还原性二价铁离子和硫化物,含油量和悬浮物含量均较低。该净化水中少量的聚集体微粒的平均粒径在100 nm以下,远小于地层孔隙直径,不会发生碳酸钙垢堵塞地层的情况,可满足污水配制驱油用聚合物溶液的技术要求。     

苯酚对循环水水质及水处理药剂性能的影响

研究了苯酚对水质结垢、腐蚀和细菌生长情况及常用循环水配方性能的影响。试验结果表明，质量浓度在150mg／L及以内的苯酚对水质的结垢、腐蚀趋势以及细菌生长情况基本无影响；随着苯酚质量浓度的增加，对碳钢存在一定腐蚀，且质量浓度越高腐蚀性越大；质量浓度在150mg／L及以内的苯酚对循环水常用配方的阻垢缓蚀性能基本无影响。     

梁南管理区硫酸钡锶结垢和腐蚀的防治

胜利纯梁采油厂梁南区计量站和榆油管线结垢（硫酸钡锶垢）腐蚀严重。过去曾采用超声波、磁化、高频电场等物理法防垢，因效果不尽人意且有效期短而放弃使用。油田分别以S层和H层为生产层，大多数油井产出水既富含Ba^2＋＋Sr^2＋，又富含SO4^2-，因此不能采用可以防止结垢的分层采油、分层处理产出液、分层回注产出污水的工艺。有2个集榆站曾使用一种阻垢剂，有一定效果，但出现了阻垢剂的酸性使下游腐蚀加重，所选缓蚀剂使用不便等问题。从11种商品阻垢剂中优选出的J-1，加量30mg／L时对钡垢、锶垢的阻垢率分别为93．5％和63．6％。从9种商品缓蚀剂中选出的4种缓蚀剂，加量30mg／L时对A3钢、N80钢80℃缓蚀率均超过94％。经配伍性和组合测试，得到J-1＋WD-2阻垢缓蚀剂，二者之比为83．3：16．7，总加量30mg／L时在梁南地层水中阻垢率达92％，可使N80钢腐蚀率降至0．0786mm／a。自2003年12月起，该复配剂在梁南区集输站使用，阻垢、缓蚀效果显署。表4参2。     

用EQCM研究油田采出水中聚合物对碳酸钙垢生长的影响规律

油田注聚产出液中,由于残余聚合物具有螯合钙离子的能力,常规化学方法难以准确而快速地评定其结垢趋势。采用电化学石英晶体微天平（EQCM）技术可以准确而快速地对含聚合物采出水进行碳酸钙加速结垢评价。研究表明,极化电位、温度和钙离子浓度对结垢影响较大。电位阴极极化程度越大、温度越高、钙离子浓度越大,结垢趋势越明显,结垢速率越快。线性聚丙烯酰胺（HPAM）使金电极表面结垢速率降低,50 mg/L HPAM抑制结垢的效率大于500 mg/L HPAM。极化电位越大,碳酸钙晶体数量越多、尺寸越大、聚集越明显。HPAM对碳酸钙晶体形貌的影响较大。无聚合物时,结垢产物以六面体晶体状为主。在低极化电位下（-0.6 V）,碳酸钙垢晶体为片球状和六面体结构;在高极化电位下（-1.4 V）,碳酸钙晶体呈现不规则圆形堆积物（50 mg/L HPAM）或花型结构（500 mg/L HPAM）。电场和聚合物在碳酸钙晶体上的吸附作用是造成这些形貌上差异的主要原因。     

新疆油田陆梁作业区注水水质稳定技术研究

针对新疆油田陆粱作业区采出水处理回注系统腐蚀结垢的严重情况,对陆梁集中处理站滤后水的水质及陆梁作业区注水系统腐蚀结垢产物进行了分析,采用静态阻垢法评价了水质稳定剂的阻垢性能,采用静态挂片法和动电位极化法评价了水质稳定剂的缓蚀性能.筛选出水质稳定剂316HPAA在加量为20mg/L时阻垢率为93.4%,腐蚀速率为0.01...     

无磷缓蚀阻垢剂在天然气净化厂循环水系统中的应用

目的探讨无磷缓蚀阻垢剂在天然气净化厂循环水系统中应用的适应性。 方法以聚环氧琥珀酸和锌盐为主要原料研制了CT4-39B,采用室内旋转挂片腐蚀试验、静态阻垢试验、微观形貌观察等对CT4-39B的水质工况适应范围进行了评价,并在某保有水量规模为150 m³的天然气净化厂循环水系统开展了现场应用。 结果室内评价结果显示,在钙硬度为100～600 mg/L的水质工况范围内,碳钢腐蚀速率可控制到低于0.02 mm/a,静态阻垢率超过90%。现场应用也证实CT4-39B具有良好的效果,腐蚀速率远低于0.075 mm/a的控制指标。与此同时,循环水中以磷酸根计的总磷质量浓度由10.0 mg/L降至0.5 mg/L以下,起到了很好的节能减排效果。 结论室内研究及现场试验结果均证实CT4-39B无磷药剂体系在钙硬度为100～600 mg/L的中低硬度水质中具有优异的效果,在保障循环水系统稳定运行的同时,可有效支撑净化厂的整体环保升级。      

三元复合驱钙镁硅钡成垢特征研究

由于三元复合驱中的碱对储层矿物的溶蚀作用,使得岩石矿物以可溶物形态进入到储层流体,造成了严重的结垢、堵塞问题。在50℃动态环境,模拟油井采出液离子组成,进行硅钙镁钡成垢实验。研究结果表明,三元复合驱垢主要为碳酸盐、硅酸盐混合垢。随着油井采出液pH值增加,垢样中硅酸盐含量增加,碳酸盐含量降低。在pH值小于10.7时,溶液中硅酸盐沉积速度较快;pH值大于10.7时,硅酸盐沉积速度较缓慢。模拟体系中碳酸根离子含量较低(80 mg/L)时,产生片状硅酸盐沉淀;碳酸根含量较高(1100 mg/L)时,产生颗粒状碳酸盐沉淀。硅离子促进钙盐垢的沉积,在硅含量500 mg/L时,沉垢量最多,达247 mg/L。阳离子增多促进垢的生成,但在钙、钡离子未达到沉积平衡前,镁离子不发生沉积反应。     

新型反渗透膜阻垢剂SM21的性能研究

对新型反渗透膜阻垢剂SM21的阻碳酸钙垢和阻硫酸钙垢性能进行了研究。结果表明：SM21具有良好的阻碳酸钙垢和阻硫酸钙垢性能。在投加浓度为2mg／L时,SM21的碳酸钙阻垢率为54.3％,超过进口阻垢剂1#投加浓度在6mg／L时的阻垢效果;在投加浓度为8mg/L时,SM21的硫酸钙阻垢率达到91．2％,而进口阻垢剂1#在投加浓度为10mg／L时的硫酸钙阻垢率仅为80．3％。     

气田回注系统结垢机理及对策——以四川盆地邛西气田为例

气田开发进入中后期采用废弃井回注方式处理排出的地层水是一种较环保的方法,但管线结垢导致通径变小,严重影响了回注效率,注水泵高负荷运转也存在较大的安全隐患。为此,对气田水样及管道垢样进行了化验分析,找到了结垢物的主要成分——以碳酸钙、硫酸钡及硫酸锶为主,其余成分包括少量腐蚀产物(如Fe2O3)和一些地层砂粒及少许有机物,分析发现输送地层水压力降低及悬浮物超标是形成无机结垢物的主要原因。进而选择了4种缓蚀阻垢剂,对四川盆地邛西气田白马8井的回注水样进行了缓蚀性能及阻垢性能的测试筛选,结果显示XH-442B型缓蚀阻垢剂性能相对较好。进而对该型试剂在不同浓度下的性能进行了进一步的测试,发现浓度大于40mg/L时可以起到有效的阻垢作用。在白马8井的2台注水泵出口在相同工况下进行了长达6个月的现场对比试验,结果表明XH-442B型缓蚀阻垢剂浓度在40~50mg/L时具有良好的缓蚀阻垢作用,可降低回注压力并提升回注系统运行时效。     

聚驱采出水中残余聚合物特性及分子聚集形态

针对聚驱采出水中残余聚合物的黏浓关系、相对分子质量、水解度、ζ电位、吸附性等方面的特性和分子聚集形态进行了分析和研究,结果表明:驱油用聚合物HPAM经过地层作用后,其性质发生了较大的变化,浓度、黏度和相对分子质量显著降低,水解度和采出水ζ电位升高;再配聚时,新聚合物吸附量随残聚浓度升高而降低;当质量浓度达到400 mg/L以上时,残聚分子间出现聚集、缠绕和交联现象,形成显著的立体三维网络结构。残余聚合物特性的变化,将增大含聚污水处理难度,沉降时间将延长。然而这些变化可能对含聚污水再配聚后的驱油效果具有积极作用。