衣康酸三元共聚物的合成及阻垢分散应用

以衣康酸(IA)、烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,合成了IA-AHPS-APEG无磷多用途衣康酸三元共聚物,利用FT-IR、GPC、TGA对衣康酸三元共聚物的化学结构、相对分子质量和热稳定性进行了表征。通过静态阻垢测试,考察了衣康酸三元共聚物作为阻垢剂使用时的最佳合成条件为：n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25,当引发剂用量为单体摩尔总量的4%、聚合温度80 ℃、反应时间4.5 h时,其对CaCO₃的阻垢率可达91.37%;当CaCO₃质量分数为50%时,添加质量分数0.5%的IA-AHPS-APEG,分散得到的CaCO₃浆液最低黏度（25 ℃）为46 mPa·s。使用SEM、XRD手段分析了CaCO₃垢的形貌和晶体结构的变化;使用黏度仪、Zeta电位及粒径分析仪、SEM探究了添加衣康酸共聚物的CaCO₃浆液性质,结果表明,其具有低黏性和良好的稳定性。     

聚天冬氨酸复配物与磁场的协同阻垢效应

采用聚天冬氨酸(PASP)、衣康酸-丙烯酸-丙烯酸酯三组分共聚物(IA-AA-AE)和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了PASP复配物(PASP/IA-AA-AE/PBTCA);通过静态和动态实验研究了PASP复配物及该复配物与磁场的协同阻垢性能;利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术表征了水垢试样中的CaCO3晶型。静态和动态实验结果表明,磁场与PASP复配物的协同作用可提高PASP复配物对Ca2+的螯合作用,在Ca2+质量浓度650m g/L、HCO3-质量浓度1 300m g/L、PASP复配物质量浓度4m g/L的条件下,磁场与PASP复配物协同作用时,静态和动态阻垢率比PASP复配物单独作用时分别提高10%和20%以上;PASP复配物可使CaCO3晶型中的方解石和文石全部转化为球霰石结构。     

山梨醇磷酸酯缓蚀阻垢剂的合成及性能研究

以山梨醇和磷酸为反应单体合成了山梨醇磷酸酯缓蚀阻垢剂（SPA）,以缓蚀率作为考察指标,研究了相关因素对SPA缓蚀性能的影响。应用静态阻垢测定方法和常压静态测定方法评价了SPA的阻垢性能和缓蚀性能,通过电化学法探讨了其缓蚀机理。实验结果表明,采用常压合成法,在山梨醇和磷酸摩尔比为3:1、酯化反应时间3 h和反应温度120¹40℃下,合成的SPA性能最佳。当质量浓度大于25mg/L时,SPA具有较好的阻CaCO₃垢性能,阻CaCO₃垢率为90%以上。当加量为100mg/L时,A3钢片在模拟水中的腐蚀速率为0.0234mm/a,缓蚀率为85.26%。动电位扫描极化曲线表明,SPA是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。图7表3参8     

新型反渗透膜阻垢剂SEDMP的阻垢性能

采用静态阻垢评价法和动态阻垢评价法对新型反渗透膜阻垢剂SEDMP的阻垢性能进行评价。静态阻垢评价结果表明,阻垢剂SEDMP的阻CaCO3垢性能优良,阻垢剂质量浓度为12mg／L时阻CaCO3垢率为74．5％,优于相同浓度的国外阻垢剂PTP0100（52.3％）。动态阻垢评价结果表明,2,3,4mg／L的SEDMP维持水通量不变的时间分别为36,68,122h,比相同质量浓度PTP0100的时间长（0,6,10h）;水通量下降10％的时间分别为52,94,142h,比PTP0100时间长（28,40,48h）。     

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。     

某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究

受地质条件和注水水质的要求,某联合站接收来自不同Y1和Y2层位的采出水,在采出水处理设备、管线和井筒中出现大量的结垢产物,影响了联合站水处理系统的正常运行。为避免这种情况,在采出水水质分析的基础上,通过Scalechem结垢趋势模拟软件,考察不同层位采出水的配伍性、结垢趋势、结垢量和结垢类型,结合室内实验验证了模拟结果的准确性,随后对不同类型的阻垢剂进行筛选,将化学阻垢法和工艺阻垢法结合,实现复合式清垢技术。结果表明：在Y1∶Y2=0.6∶0.4时,结垢量最大为366.46 mg/L,结垢产物为CaCO₃和BaSO₄;随着温度上升,CaCO₃和SrCO₃的结垢量有所增加,BaSO₄的结垢量有所减少;随着压力上升,CaCO₃和BaSO₄的结垢量有所下降;当DTPMPA∶PASP的复配比例为1∶1时,阻垢率为94.2%,该配方最大程度发挥了阈值、螯合增溶、晶体错位作用;距离油区出口20 m后的管段是流速较低、容易结垢的区域,可安装械清管器...     

碳酸钙成垢离子含量与阻垢效果的影响规律

Ca2+与HCO3-结合生成CaCO3沉淀,CaCO3结垢问题显然与采出水中所含离子数量及采注系统温度、压力有关.不同HCO3-含量和Ca2+含量情况下,有机磷酸盐类阻垢剂均有最佳投药量.投药浓度低于最佳投药量,会导致阻垢剂达不到最佳阻垢效果;投药浓度高于最佳投药量,会导致阻垢剂的浪费或出现阻垢率反相点,降低阻垢效果.因此,本课题研究总结出不同HCO3-含量条件下,Ca2+含量与阻垢效果影响规律,可避免在现场应用中由于投加阻垢剂的过量和不足造成的成本浪费.     

TH-1 阻垢剂在不同条件下对硫酸钡的阻垢作用

为了研究多因素共同作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响,采用了化学阻垢法对筛选出的浓度为80mg/L的钡(锶)阻垢剂TH-1开展了阻垢效果正交实验,研究了。Ba~(2+)浓度、SO_4~(2-)浓度、pH值、温度以及矿化度这五种因素单独作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响,并通过正交实验研究了五种因素共同作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果影响。实验结果表明,ZX-101、TH-1及TH-607B这三种阻垢剂均表现出较好的阻垢性能,三种阻垢剂的阻垢率随阻垢剂浓度增加呈先增加后减小的趋势,随浓度增加阻垢剂TH-1的阻垢率比较稳定。五种因素单独作用时,随着Ba~(2+)离子浓度、SO_4~(2-)浓度的增加,阻垢率呈减小趋势,整体幅度变化不大;随着温度的升高阻垢率先明显升高再缓慢降低;pH值过大或过小均会影响阻垢效率,pH值为7时,阻垢率最大;随着矿化度的增加,阻垢率先升高后小幅度的降低。通过正交实验可知,当Ba~(2+)浓度为800 mg/L、SO_4~(2-)浓度为1600 mg/L、温度为75℃、pH值为7、矿化度为65 g/L时,各因素共同作用阻垢率最大。五种因素中阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序是:Ba~(2+)浓度矿化度pH值SO_4~(2-)浓度温度。     

AMPS/HEMA/AA三元共聚物的合成及其阻垢性能

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和丙烯酸（AA）为单体, 过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成AMPS/HEMA/AA三元共聚物。通过单因素实验,选取静态阻垢 方法测定阻垢率,探讨了合成的三元共聚物投加量、溶液的pH值、硬度（Ca2+质量浓度）、碱度等因素 对共聚物阻垢性能的影响。同时对其适用的水质进行研究,当AMPS/HEMA/AA共聚物质量浓度5 mg/L、 Ca2+质量浓度200 mg/L、HCO3-质量浓度500 mg/L、温度70℃、pH值6、时间10 h时,对CaCO3的阻垢率 达到最高;当AMPS/HEMA/AA 共聚物质量浓度3 mg/L、Ca2+质量浓度2000 mg/L、SO42-质量浓度5000 mg/L、温度45℃、pH值9、时间5 h时,对CaSO4的阻垢率达到最高。通过扫描电镜初步探索了 AMPS/HEMA/AA三元共聚物阻垢作用的机理。本课题的创新点在于合成的AMPS/HEMA/AA共聚物的单体无磷 、无氮,可避免三废排放,是一种性能优异的绿色阻垢剂。     

油井水泥浆与多功能钻井液泥饼界面离子扩散阻碍机理

对泥浆转化为水泥浆（MTC）固井液水化离子可扩散进入多功能钻井液泥饼的机理已有研究,但对油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的机理尚未清楚。采用离子色谱仪、原子吸收分光光度计和X射线衍射仪,从油井水泥浆与MTC固井液离子组成的差异性入手,对油井水泥水化离子向多功能钻井液泥饼扩散运移的阻碍机理进行了研究。结果表明,油井水泥浆中Ca²⁺的质量分数远远大于MTC固井液中Ca²⁺的质量分数,在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成了CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂,而MTC固井液中Na⁺的质量分数则大于油井水泥浆中Na⁺的质量分数;Na⁺可改变泥饼中活性颗粒表面的ζ电位和破坏钻井液有机处理剂表面形成的水膜是MTC固井液中水化离子能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要原因,而在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成的CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂沉淀堵塞孔道则是油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要机理。     

某区块浅层煤层气井结垢普查及成垢原因研究

某区块煤层气井结垢现象明显,严重影响了生产.对气井结垢成因研究发现,162口井中有46口井结垢情况严重,比例为28.40％;59口井中等程度结垢,比例为36.42％;57口井轻度结垢,比例为35.18％.水质分析结果表明,采出水矿化度较高,Ca2+和HCO3-浓度大;并且pH值大多大于7.0,为弱碱性.X射线衍射分析结...     

循环水中Zn2+、Mg2+、Ca2+对溶菌酶缓蚀作用的影响

为提高溶菌酶在循环水系统中的缓蚀效果,研究了Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等循环水系统中常见的离子对于溶菌酶缓蚀作用的影响。结果表明,循环水中Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺质量浓度范围分别为25~100 mg/L、61.97~86.97 mg/L、107.75~182.57 mg/L时,溶菌酶的活性和缓蚀性能均有所提高;其中,Zn²⁺质量浓度为50 mg/L时溶菌酶的缓蚀率最高,达99.37%。     

钙离子浓度对活性污泥处理系统脱氮效果的影响

考察了钙离子浓度对活性污泥系统脱氮效果的影响。在单级序批式反应器(SBR)中,对于化学需氧量(COD)为680 mg/L、氨氮(NH⁺₄-N)质量浓度为20 mg/L的自配废水,逐步增加钙离子浓度,测定了在不同钙离子浓度下的总氮(TN)去除率、NH⁺₄-N去除率、亚硝酸氮(NO^-₂-N)和硝酸氮(NO^-₃-N)累积量及污泥体积指数(SVI),并采用最大或然数(MPN)法测得亚硝酸菌、硝酸菌和反硝化菌数量的变化规律。结果表明,在钙离子质量浓度为480~1000 mg/L时,SVI为25 mL/g,污泥颗粒密实度较大,系统中硝酸菌与反硝化菌的数量均维持在10⁴~10⁵数量级,TN和NH⁺₄-N去除率均在90%以上,NO^-₃-N累积量小于0.25 mg/L,实现了同步硝化反硝化(SND)作用,这是实现较高脱氮效果的主要原因。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田西部盒8段地层水地球化学特征及成因

通过对苏里格气田西部盒8段地层水性质及地球化学特征研究,推断地层水的成因,寻找天然气富集区,揭示气田油、气、水分布规律。苏里格气田西部39口井的地层水具有如下地球化学特征:①地层水阴、阳离子含量(r)高低差异悬殊,阴离子以Cl^-占绝对优势,HCO₃^-和SO^2-₄含量很低,阳离子以Ca²⁺占优势,K⁺+Na⁺含量也较高,Mg²⁺含量低;②地层水呈弱酸性,具中-高矿化度;③水型以氯化钙Ⅴ型水为主,局部有氯化钙Ⅳ型和Ⅲ型水;④地层水化学特征参数具有钠氯系数(r_Na⁺/r_Cl^-)低、脱硫系数(2×100×r_SO4^2-/r_Cl^-)高、变质系数[1/2(r_Cl^--r_Na⁺)/r_Mg²⁺]高和镁钙系数(r_Mg²⁺/r_Ca²⁺)低的特征。研究结果表明:苏里格气田西部盒8段地层水具有油气伴生水特点,属于天然气充注时留下的残余地层水,形成于封闭、还原的水文地球化学环境。地层水分布受砂体和成藏条件控制,可能有3种成因类型:孤立砂体封闭地层水、弱动力生烃气水驱替不完全的残留水及大砂体低部位滞水。     

保德地区煤层气井产出水化学特征及其控气作用

地层水的化学组成反映地下水交替和径流特征,对煤层气的富集条件具有一定的指示作用。以山西省保德地区煤层气井产出水测试数据为依据,系统研究了该区煤层气井产出水的离子组成、pH值、矿化度分布及氘氧同位素组成等特征。结果表明:1该区煤层气井产出水呈弱碱性,北部产出水以K+、Na+、Cl-和HCO-3为主,Ca2+、Mg2+含量较低,SO2-4含量极少,而东南部产出水Ca2+、Mg2+、SO2-4则相对富集;2产出水的δDHO和分布在鄂尔多斯盆地大气降水线之下,表明存在地表水2δ18 OHO值均2的渗入;3地层水矿化度由东向西、由南向北逐渐增加。在此基础上,分析了该区地下水的动力环境及其控气作用。结论认为:东南部靠近补给区,水动力条件活跃,不利于煤层气的保存,其煤层含气量一般小于2m3/t,甲烷含量通常低于70%;而北部处于弱径流—滞留区水动力条件,煤层气藏保存条件较好,煤层含气量一般大于4m3/t,甲烷含量通常高于80%。此外,北部地区煤层气井的产气效果明显好于东南部地区,也说明北部地区煤层气的富集条件更优。     

流动条件下原油乳化含水率与水相组成的关系

油田采出水中含有大量的无机阴、阳离子,如Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-等,这些离子对油-水两相体系的乳化特性有重要影响。以流动条件下原油的乳化含水率表征油-水两相体系的乳化特性,针对以CaCl₂、NaHCO₃、Na₂SO₄、MgCl₂和NaCl共5种盐溶液为水相、存在游离水的高含水油-水两相体系,通过搅拌实验,研究了水相组成对原油乳化含水率的影响。研究表明,这些无机盐的加入可以使原油的乳化含水率增大,但随着矿化度的增大,原油乳化含水率增大的速率逐渐减小;这5种无机盐对流动条件下原油乳化含水率的影响大小排序为:NaCl>(Na₂SO₄、NaHCO₃)>MgCl₂>CaCl₂;酸性环境不利于原油的乳化,而碱性环境能够促进原油的乳化,一定矿化度条件下,pH值越高,其乳化含水率越高。对于一定矿化度下的高含水油-水两相体系,不同剪切条件下的乳化含水率可以与搅拌槽内的黏性流动熵产率进行归一化关联,并且二者符合幂律关系。通过回归分析得到了该幂率关系式中的待定参数与水相组成之间的定量关系式。     

非含硫金属盐对稠油水热裂解生成硫化氢影响实验

高含硫稠油注蒸汽开采过程中,稠油、水蒸气和岩石基质间将发生水热裂解和硫酸盐热化学还原反应,并产生H₂S。为排除硫酸盐热化学还原生成H₂S反应,研究了金属离子对高含硫稠油水热裂解反应生成H₂S的催化作用,开展了AlCl₃、MgCl₂、CaCl₂和ZnCl₂这4种不含硫金属盐与稠油的水热裂解反应实验。实验结果表明:在240~300℃范围内,Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺对稠油水热裂解反应生成H₂S均有催化作用,且Al³⁺的催化效果最好;pH值越低水热裂解生成H₂S反应越强烈,这是因为金属盐溶液呈酸性使H⁺质子化作用加强,而且金属离子对水热裂解中间反应包括C-S键断裂、加氢脱硫、水气转换等反应有催化作用;在一定浓度范围内,金属盐浓度越高,溶液pH值就越低,且金属离子与反应物接触几率增加,对水热裂解催化效果越明显,生成的H₂S越多。