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。     

硫酸钡锶垢清垢剂的制备与性能评价

为了消除硫酸钡锶垢对地层的堵塞,以二乙烯三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸五钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉磷酸、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸多种螯合剂为主剂,合成了浅黄色的硫酸盐清垢剂,研究了该清垢剂的清垢效率、岩心渗透率恢复率及腐蚀性。结果表明,该清垢剂可有效清除硫酸盐垢,使结垢岩心渗透率恢复。60℃条件下,8%数10%清垢液的清垢效率约80%;升高温度可提高清垢效率,温度从20℃升至80℃时,清垢效率从80.52%增至85.65%;随清垢时间延长,清垢效率增大并逐渐稳定,12 h时的清垢效率达到83.0%;在30数70℃下,水驱后注入10 PV 100 mg/L清垢液,结垢岩心渗透率恢复至原始渗透率的85.56%数92.59%。该清垢剂对油套管的腐蚀性小,25℃和60℃下,10%清垢液对油套管的腐蚀速率分别为0.0404和0.1014 mm/a,低于常用酸液体系,有利于安全施工。     

基于浅池理论的硫酸钡垢定点除垢实验研究

为有效防止油田开采过程中硫酸钡结垢造成的管线及设备堵塞,克服超声波、磁场及高频电场等物理防垢方法的不足,根据浅池理论,研制了具有混合区、结垢区和缓冲区的物理法定点除垢装置。除垢器框架为立方体,结垢板为平板,卡条支撑板具有45°、60°及90°三种角度。用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)检测除垢装置出口端离子浓度,避免了人为误差。通过除垢装置研究了反应时间、成垢离子初始浓度及温度对硫酸钡结垢率的影响。结果表明,定点除垢器对硫酸钡的除垢效果良好,结垢率约99.9%。反应时间、Ba~(2+)与SO_4~(2-)初始浓度对硫酸钡结垢率的影响较小。5~10 min为定点除垢器内硫酸钡最佳结垢时间。硫酸钡结垢率随温度升高先增加后略有降低,最佳结垢温度为50℃。Ba2+质量浓度为742 mg/L、Ba~(2+)与SO_4~(2-)摩尔浓度比为1∶4时,硫酸钡结垢率可达99.99%。     

磷酸盐化米糠提取液对硫酸钡垢阻垢性能的研究

测定了磷酸盐化米糠提取液与其与其它阻垢剂的复配物对硫酸钡后的抑制效果，结果表明，磷酸盐化的米糠提取液对ＢａＳＯ４垢具有一定的抑制作用，阻垢率达４６．２３％，与其它阻垢剂复配时上有协同作用，尤其与ＦＣＡＰ复配时阻垢率可达９６．６７％，具有一定的实用价值。     

DTPA溶解硫酸钡垢的实验研究

在油田水诸多垢中关于清除硫酸钡（ＢａＳＯ４）垢方面的研究报导较少，本文介绍了ＤＴＰＡ在溶解ＢａＳＯ４垢方面的实验结果，包括添加剂草酸及ＤＴＰＡ浓度对ＤＴＰＡ溶解ＢａＳＯ４垢的影响．每个ＤＴＰＡ分子可在一个自由金属离子周围提供８个配位健，是一种性能优良的金属离子螯合剂．     

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。     

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.     

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。     

硫酸钡防垢剂MMS的制备及其性能评价

采用水溶液聚合方式制备了硫酸钡防垢剂MMS。最佳工艺条件为:n(MA)∶n(MAA)∶n(SAS)=1∶0.8∶0.1,引发剂用量1%,单体质量分数20.48%,pH=2、温度80℃,反应时间5h。在不同条件下评价防垢剂性能,防垢率最高可达99%。并根据MMS分子结构特点探讨了对硫酸钡的防垢机理。     

柴油与硫酸镁反应体系模拟实验研究

利用高压釜反应装置,在高温高压含水条件下对柴油与硫酸镁热化学还原反应体系进行了模拟实验研究。通过气相色谱仪、微库仑仪、毛细管气相色谱/脉冲火焰光度检测器、红外光谱仪及X射线衍射仪对气、油、固三相产物分别进行了分析,并进行了动力学研究。结果表明,该体系在温度450～550℃内可以发生热化学还原反应,主要生成氧化镁、硫、焦炭、硫化氢、二氧化碳以及硫醇、硫醚和噻吩类等一系列有机硫化物,反应活化能为58.6kJ/mol。     

羧酸聚合物对硫酸盐垢的抑制作用和机理

 采用静态阻垢法评定了膦酰基羧酸调聚物（POCA）、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸(AA)-丙烯酸羟丙酯(HPA)共聚物(T-225)、水解聚马来酸酐(HPMA)、AA与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的共聚物（AA-AMPS）5种羧酸类聚合物阻垢剂对CaSO₄和BaSO₄垢的阻垢性能。采用分子动力学(MD)方法，模拟计算了5种聚合物与CaSO₄晶体的最主要生长面(020)晶面的相互作用结合能、非键作用能等参数。结果表明，随着聚合物阻垢剂用量的增加，其阻垢性能增强；在用量为15mg/L时，POCA、PAA、T-225、HPMA和AA-AMPS对CaSO₄垢的阻垢率分别为100%、80.4%、92.3%、90.1%和95.5%；对BaSO₄垢的阻垢率分别为90.7%、60.9%、82.6%、70.6%和88.6%。五种聚合物按它们与(020)晶面结合能和非键作用能大小的排序为POCA>AA-AMPS >T-225 >HPMA >PAA，这一顺序也代表了它们对CaSO₄垢的阻垢能力大小的排序。理论计算与实验室静态阻垢评定结论一致。     

合成阻垢剂阻垢机理及影响因素研究

利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和马来酸酐合成了一种环境友好型阻垢剂,通过正交实验得到的最佳合成条件是:HCO-3质量浓度为400mg/L、pH值为6、含盐量为50g/L、温度为60℃,此条件下合成阻垢剂对碳酸钙的阻垢效果最好。采用红外光谱、元素分析技术以及扫描电镜和X射线衍射仪研究了阻垢剂SWSI-1的阻垢机理,结果表明:合成阻垢剂中的主要官能团为羧基、磺酸基和醚基,其阻垢主要作用机理为螯合作用和晶格畸变作用。     

孔隙介质细观渗流DLA效应的实验研究

很多工程问题都与流体渗流形貌密切相关.由于经典渗流力学是建立在均匀性假说基础上,因此不能考虑孔隙介质细观结构对渗流形貌的影响.通过细观渗流实验,研究了孔隙介质细观结构对渗流边界形貌的影响,揭示了渗流边界形貌演化的DLA效应.从理论上说明了达西定理描述的不可压缩流体渗流与Laplace分形的内在联系.建立了渗流边界的随机微分方程,揭示了渗流边界形貌的演化机理.理论计算与实验结果具有很好的一致性,初步说明了随机理论分析的正确性.文章指出,渗流边界之所以出现复杂边界是由于达西定理描述的平均化趋势与孔隙介质细观结构决定的随机涨落综合影响的结果,渗流边界DLA效应的根本原因是由于孔隙介质中孔隙空间分布上的不均匀性.文中的有关结论同样适合于水趋油过程中的指进现象.     

模拟硫化氢生成的热化学还原反应实验研究

为探讨硫化氢生成的热化学还原反应条件,从鄂尔多斯盆地选取石膏、地层水和天然气样开展了模拟实验。实验在密闭的温压釜中进行,多组实验结果表明:热化学还原反应除需要石膏、烃类外,还必须有地层水参与才能进行;硫化氢生成量与反应温度、时间正相关;硫化氢生成过程存在₃₄S同位素分馏,且温度越高分馏幅度越小。研究说明,在石膏、烃类气体存在的前提下,高温、密闭还原、有地层水是该反应进行的必要条件。把握这5个条件是建立区域硫化氢生成模型的基础。     

粱南输油管线防垢技术的研究与应用

针对梁南结垢的具体情况，探讨了输油管线结硫酸盐垢的原因及影响因素，指出了化学防垢的可行性。室内成功研制出DY-2阻垢剂，现场应用后有效地预防了硫酸钡、锶垢的形成。     

驱油剂对固井质量影响实验

大庆油田自20世纪90年代中期进入三次采油阶段,通过注入聚合物和三元驱油剂提高采收率,保持了油田高产稳产。为了研究新型驱油剂对新钻井固井质量的影响,开展了聚合物、三元驱油剂侵入钻井液、水泥浆以及聚合物、三元驱油剂养护水泥石室内实验。实验表明,新型驱油剂对钻井液、水泥浆性能影响均大于地层水,其中三元驱油剂对钻井液和水泥浆的影响最大。通过实验,进一步认清了三次采油驱油剂影响固井质量的因素,为完善钻井完井工艺设计提供了依据,有助于提高这类地区的固井质量。     

成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了成核剂HB2002的用量对聚丙烯性能的影响，并与国内外同类成核剂进行了对比。结果表明，当成核剂HB2002的用量为0．25％时，聚丙烯的综合性能最好，透光率高达77．2％，雾度低至11．3％，与不加成核剂时相比，聚丙烯的拉伸强度提高了8．6％，冲击强度增加了42％，最高结晶温度提高了4℃。对比试验结果表明，成核剂HB2002对聚丙烯综合性能的改善效果与国内外同类成核剂相当或更好。