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.     

油田钡锶垢除垢影响因素的室内研究

采用乙二胺四乙酸（EDTA）的钠盐作为油田钡锶垢的除垢剂,考察了除垢剂加量及浓度、除垢时间和温度等因素对除垢效果的影响,结果表明,在反应温度为50℃、反应时间为24h、pH为9-11、除垢剂加量为150mL及浓度为20mg／L时除垢效果最好。     

钡锶垢除垢影响因素研究

针对胜利油田临盘采油厂L95站和T9站水样,考察了结垢时间、搅拌速度、结垢温度、Ba²⁺/Sr²⁺浓度、SO₄^2-浓度等因素对钡锶垢结垢的影响,并进行钡锶混合垢结垢实验。结果表明,在10min内钡锶垢的结垢率已基本稳定,BaSO₄结垢率约98%,SrSO₄结垢率约22%。结垢时间、搅拌速度对钡锶垢结垢率基本无影响。温度（30⁸0℃）、Ba²⁺浓度对BaSO₄结垢率的影响较小。随SO₄^2-浓度增加,BaSO₄结垢率增大,当SO₄^2-浓度由1.53 mmol/L增至3.06mmol/L时,BaSO₄结垢率从94.68%增至99.97%,继续增大SO₄^2-浓度,BaSO₄结垢率不变。SrSO₄结垢率随温度升高、Sr²⁺及SO₄^2-浓度增加而显著增大,当SO₄²⁺与Sr²⁺浓度为24mmol/L和3 mmol/L、温度大于80℃时,SrSO₄结垢率达80%。当[Ba²⁺]/[Sr²⁺]/[SO₄^2-]浓度比为2:1:6时,钡锶混合垢的结垢率为93.75%。采用连续定点结垢技术,加入6倍过量的SO₄^2-,20 min后钡锶垢总结垢率稳定在91%左右。适度补加SO₄^2-作为结垢促进剂是提高钡锶垢总结垢率的有效途径。图5表5参10     

油气田钡锶垢除垢机理及研究现状

钡锶垢为油气田生产中最难处理的一类垢,其垢体结构致密、坚硬,牢固附着于管壁上,常规酸碱除垢体系难以去除。文章通过调研,总结归纳了油气田难溶垢-钡锶垢的形成机理,在分析化学除垢剂溶解难溶垢机理的基础上,对常用的除垢剂配方单剂进行了介绍。早在2000年前后,就有关于钡锶垢除垢剂的相关研究及应用试验,通过对多个研究单位除垢剂配方对比,形成了钡锶垢除垢剂配方研制参考意见,对油气田钡锶垢除垢剂研发有一定指导作用。     

油田生产中的结垢机理及油砂山油田结垢成因分析

油田生产过程中的结垢问题常常会严惩地影响油田的正常生产和开发效果,因此要解决油田结垢问题,首先必须了解油田生产中的结垢成因、机理和影响因素。针对油砂山油田目前结垢较为严重的情况,对该油田的现场结垢情况进行了调查,采集了大量垢样,对结垢物进行了定性鉴定,定量分析,确定了结垢物组分,通过对产出液中的油水分析、地层岩石元素分析等手段,对该油田的结垢成因进行了综合分析和阐述,从而为制定有效的除垢,防垢措施奠定了基础。     

梁家楼油田硫酸钡锶垢成因分析

梁家楼油田集输站及其外输管线结垢严重。垢样含无机物约95％，用X射线衍射法测定，该垢成分为硫酸钡锶Ba0.75Sr0.25SO4。根据4个集输站21口油井产出水水质分析数据，产出水富含Ba^2＋＋Sr^2＋和（或）SO4^2-，一般而言，生产层为S层的油井产出水富含Ba^2＋＋Sr^2＋，生产层为H层的油井产出水富含SO4^2-，两种水混合引起集输站及外输管线结垢。在4个注水站的回注污水中，Ba^2＋＋Sr^2＋和SO4^2-浓度很低或较低，远低于产出水中的相应浓度。2口井S层岩心薄片分析鉴定结果表明地层胶结物中含重晶石（BaSO4），且推论含天青石（SrSO4），这是S层地层水中成垢离子的来源，使一部分油井井筒或井口至集输站管线结垢，并造成该生产层不同油井产出水中成垢离子浓度的巨大差异。讨论了硫酸钡、硫酸锶的溶解度及温度、压力、含盐量的影响。将分别含4mmol／L Ba^2＋、4mmol／LSr^2＋、8mmol／L SO4^2-的3种溶液混合，生成的沉淀物经X射线衍射法检测，为Ba0.75Sr0.25SO4结晶，利用溶度积数据对该垢的生成作了初步讨论。表4参1。     

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。     

PESA与EDTMP复配剂用于油田硫酸钡锶垢阻垢的研究

本文研究发现,PESA(聚环氧琥珀酸盐)对硫酸钡垢阻垢效果显著,EDTMP(乙二胺四亚甲基膦酸盐)对硫酸锶阻垢效果明显,将PESA与EDTMP按质量进行配比,对硫酸锶垢阻垢存在明显协同增效作用。PESA属生物可降解产品,目前市场价格较高;EDTMP价格偏低,属膦系产品,应用上存在环保问题。以我国某海上油田矿化水组成为例,从阻垢性、环保性以及产品应用经济性三方面,对PESA和EDTMP复配剂作为油田硫酸钡锶垢阻垢剂进行了探讨。     

临盘油田临95断块成岩作用研究

通过对临95断块沙一段、沙二段储层岩性、储层物性与沉积微相分布的关系、成岩作用的类型及成岩作用对储层物性的控制因素研究．认为不同沉积微相下的成岩作用差别造成储层物性的差异，并指出碳酸盐胶结怍用是该区储层变差的主要原因，颗粒周围的粘土薄膜是抑制碳酸盐的胶结、导致储层物性好的重要因素。     

高压旋流技术及在临盘油田的应用

高压旋流技术是利用井下可控转速的旋转白振空化射流解堵装置，产生高压旋转水射流直接冲洗炮眼解堵，和高频振荡水力波、空化超声波解除近井地带油层污染。在临盘油田近20口井应用表明，该技术对油层解堵作用半径o．6～0．8m，可提高产量20％～30％，有效期3个月以上，有推广应用价值。     

钡锶定点结垢器的设计及应用

钡锶垢是油气田开发中常见的水垢,其结垢速度快,易堵塞集输管道和设备,严重影响油气集输系统的安全运行。为解决集输管道中钡锶结垢堵塞的问题,在试验研究的基础上设计了一种钡锶定点结垢器。该定点结垢器利用钡锶离子与硫酸根离子快速反应结垢的化学原理,通过改变水体的化学热力学条件,创造钡锶垢的定点析出沉降环境,诱导水体中的结垢离子在指定地点析出结垢,以保护集输管道和设备。现场应用结果表明,采用定点结垢技术后,采出液中的钡锶离子形成钡锶垢在指定结垢板上的析出率为100%。     

钡锶垢阻垢剂AMHE的阻垢性能研究

钡锶垢阻垢剂AMHE是质量比1：1的三元共聚物AA/MA/HPA与乙二胺四甲又膦酸钠EDTMPS的复配物。其阻垢率按照行业标准SY／T5673-1993在加盐(NaCl)水样中测定．测定Ba^2 浓度用分光光度法，Sr^2 、Ca^2 浓度用EDTA滴定法。对于硫酸钡垢，在相同加量下AMHE的阻垢率明显优于两单一组分；在Ba^2 浓度为185．1mg／L的水样中AMHE的阻垢率,加量12mg／L时为97．8％，加量15mg／L时为100％；水样中Ba^2 浓度增大时AMHE加量应增大。AMHE对于硫酸锶垢的阻垢率，Sr^2 浓度为901．5mg／L、加量为12mg／L时达100％，Sr^2 浓度为2253．8mg／L、加量为90mg／L时接近100％。AMHE是硫酸钡、锶垢的优良阻垢剂。加量9mg／L的AMHE对碳酸钙垢的阻垢率，在Ca^2 浓度413mg／L的水样中为96．0％，在Ca^2 浓度620mg／L的水样中为70．5％。AMHE也是适用于较低Ca^2 浓度环境的碳酸钙垢阻垢剂，其阻垢性能不如AMHP(AA／MA／HPA与PBTCA的复配物)。图6参10。     

涠洲12-1海上油田硫酸钡锶垢防垢剂研究

涠洲12—1海上油田注入水（海水）与地层水不配伍，油井结垢严重，垢物合--70％硫酸钡，～30％硫酸锶。以体积比2：8的海水（矿化度35g／L，含SO4^2- 3g／L）和地层水（矿化度26g／L，含Ba^2＋ 30mg／L）混合水为实验水样，测定了五大类15种商品防垢剂70℃时的防垢率，性能最好的5种是：聚天门冬酸PASA，防垢率68．9％，加量25mg／L；聚丙烯酸钠PAAS，67．4％，25mg／L；部分水解聚马来酸酐HPMA，63．3％，5mg／L；二亚乙基三胺五甲叉膦酸DETPMP，48．6％，5mg／L；膦酸聚合物型防垢荆TS-7910，44．9％，25mg／L。以这5种防垢剂为因素，4种加量（2，4，6，8mg／L）为水平，按L16 4^5正交表设计实验，考察了16个五组分复配防垢荆的防垢率，在70℃时4＋2＋4＋6＋8（mg／L）配方的防垢率最高，为83．0％；在90℃时所有配方的防垢率均较高，有5个配方的防垢率很高，在83．3％-84．8％范围：2＋4＋4＋4＋4，4＋2＋4＋6＋8，4＋8＋6＋4＋2，6＋6＋2＋4＋8，6＋8＋4＋2＋6；在120℃（油藏温度）时6＋6＋2＋4＋8和8＋2＋8＋4＋6两个配方的防垢率超过55％（55．7％＋56．5％）。讨论了防垢剂的作用机理：螯合和吸附。为防止油井结垢，可将防垢率经环空加入油井或置入地层适当部位。图2表3参4。     

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。     

涠12-1油田钡锶垢防治技术研究

涠12-1海上油田注入富含SO42-的海水,地层水含大量二价金属离子,一些油井和地面管线结垢严重。垢样主要成分为硫酸钡、锶,含少量硫酸钙、碳酸亚铁。为此研制了钡锶垢防垢剂NYJH。在等量海水、地层水混合水中,加量30 mg/L的NYJH在90℃下防钡垢率为95.0%,防锶垢率为94.6%,用富含Ba2+、Sr2+的混配水饱和的岩心的渗透率保留率,注入2 PV加和不加NYJH的海水并在70-100℃放置后分别为93.5%-96.7%和85.6%-93.2%,注入5 PV加和不加NYJH的海水并在90℃放置后分别为>90%和80.6%,四轮次交替注入总量140 PV的加和不加NYJH的海水和混配水并在90℃放置后分别为88.7%和67.9%。在涠2-1油田注水站,以40 mg/L的加量在注入水中连续投加NYJH共20天,在2口油井监测,采出水中Ba2+Sr2+浓度迅速大幅上升并维持,停加8天后缓慢下降,表明NYJH对该油田井下钡锶垢的抑制能力很强。图4表3参6。     

临盘油田环空测产液剖面技术

环空剖面测井技术是近年来发展起来的一项新兴技术，通过油水井定点或连续剖面测试，实现了单井分层产量和含水率资料的数字化采集和自动化处理，在临盘油田100多口油水井的现场应用表明，该技术应用效果理想，为该油田的发展提供了可靠的决策依据。