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。     

溶垢剂对硫酸钡溶垢效果正交实验研究

为了研究在多因素共同作用下对硫酸钡溶垢效果的影响,首先进行了各单因素对硫酸钡溶垢效果的影响实验研究,包括溶垢剂类型、浓度、pH值、温度、溶垢时间和含盐量。筛选出溶垢效果较好的螯合型溶垢剂DT以及合适的单因素实验条件,然后根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了各因素共同作用时对硫酸钡溶垢效果的影响。由单因素实验结果可知:随着溶垢剂DT浓度、pH值、温度和时间的增加,溶垢率逐渐增加;随着含盐量的增加,溶垢率逐渐减小。正交实验结果表明:pH值对DT的溶垢率影响最为显著,其次为温度、溶垢剂浓度和溶垢时间,而含盐量的影响作用很小。在DT溶垢剂浓度为8%,pH值为12,温度为75℃,溶垢时间为24h,含盐量为0g/L时为最优影响因素指标组合,此条件下溶垢剂DT对硫酸钡溶垢效果最好。     

几种钡垢清除剂的室内评价

通过准静态和循环条件下的溶垢试验、岩心伤害和解堵试验、腐蚀试验对国产钡垢清除剂ＣＱ－２和ＮＳ－９１６、英国ＡｋＺＯ公司的Ｓ４６６进行了比较评价，并与文献报导的国产清垢剂ＳＬＰ－１作了比较。ＣＱ－２、ＮＳ－９１６、Ｓ４６６在体积浓度为２５％－５０％时，在５０－７０℃下２４－４８小时的溶钡垢量均在９．９－１１．２ｇ／ｌ范围内。     

注水管线无毒害化学清垢技术

通过垢样分析，研制出了QXJ—01无毒害化学清洗剂，从对H2S气体的转化吸收、溶垢效果、去油效果、腐蚀速率的试验中，得出QXJ—01清洗剂的合理加入量，从而达到了经济、合理、安全清洗地面注水管线的目的。该技术对石油系统结垢管线的清洗具有一定的借鉴作用。     

气井井筒溶垢剂的制备与应用

长庆S2××区块气井井筒堵塞物主要有CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4等垢和FeCO_3、FeS等腐蚀产物,对生产影响较大。针对这一情况,从溶垢量、起泡能力和缓蚀性等方面开展了解堵剂的制备与性能研究,确定了配方为10%有机酸YG-1+1%炔醇类酸化用缓蚀剂HJF-50A+0.5%泡排剂UT-11C的酸性解堵剂和配方为10%胺基酸盐YH-1+0.5%十二烷基磺酸盐类泡排剂YFP-2的碱性螯合剂。在温度20数90℃下,酸性解堵剂对CaCO_3的饱和溶垢率为85.93%数87.46%,对应饱和溶垢量为68.74数69.97 g/L;对FeCO_3的饱和溶垢率93.76%数95.02%,对应饱和溶垢量为75.01数76.02 g/L;对FeS的饱和溶垢率为65.69%数71.23%,对应饱和溶垢量为52.55数56.98 g/L;对80S挂片的腐蚀速率3.13 g/(m~2·h),携液率90.00%。碱性螯合剂主要溶BaSO_4、CaSO_4等酸不溶物,在90℃时,对BaSO_4的饱和溶垢率72.43%,对应饱和溶垢量为14.49 g/L;对CaSO_4的饱和溶垢率76.78%,对应饱和溶垢量为61.43 g/L;携液率95%。现场采用酸性解堵剂和碱性螯合剂多轮次间歇加注方式处理井筒结垢严重井,油套压差降幅达1.01数3.0 MPa,产气量增幅为14.2%数53.71%,获得了显著的溶垢效果。     

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。     

电泵井清垢剂SQG-1的研究与应用

辽河曙光采油厂有40余口油井用电泵举升采油，采出水中HCO3^-含量极高，饱和指数SI指示有结垢性，一些井结垢严重，常造成电泵叶轮结垢堵塞。垢样含酸溶物（碳酸盐及少量FeS)约53％，含有机质约34％，泥砂等约8％。针对结垢原因研制了溶解垢物的清垢剂SQG－1，其主剂为无机有机混合酸，配以表面活性剂，络合剂，助溶剂，消泡剂等，有效物含量≥10％。该清垢剂对电缆及其包皮无腐蚀性，在高温（90℃）下与原油混合时不发生乳化，不产生淤渣。介绍了用SQG－1清除电泵井井下结垢的工艺及在1口井清垢的良好效果。     

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。     

裂缝性高温基岩气井硫酸钙溶垢研究及现场应用

柴达木盆地尖北、东坪气田储层温度为170℃,且垢样沉积具有多样化,对硫酸钙的溶垢研究提出了很大的挑战,为了解决该区块连续出现井筒结垢,影响气井生产及各项测试作业开展的难题。通过分析垢样组份、明确结垢机理和调研溶垢方法,针对现场垢样开展溶垢研究,区分井筒垢样沉积、储层结垢分别形成了碳酸盐置换溶垢、酸性有机磷酸溶垢配方及工艺,开展了现场应用。结果表明,井筒垢样成份为高纯度硫酸钙及少量的碳酸盐、铁质;垢样来源为高矿化度地层水中成垢离子随着压力逐渐降低,水份蒸发在井筒,炮眼、近井地带沉积结垢;碳酸盐物相置换溶垢法适用于井筒沉积的硫酸钙溶垢,可利用储层高温达到所需反应温度且对井筒管柱无腐蚀;酸性有机磷酸螯合剂溶垢法适用于沉积在炮眼、储层近井地带的硫酸钙溶垢,可同时结合相应的酸化液体系开展复合酸化工艺,减缓二次沉淀造成的储层伤害。最终有针对性的形成了2套溶垢剂配方及相应的溶垢工艺,可有效溶解储层硫酸钙,解决了现场技术难题,为气田增产、稳产做出了巨大的贡献。     

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。     

新型清垢剂清除碳酸钙垢的试验研究

采用失重法研究了清垢剂SCB和PVT在碱性条件下对碳酸钙垢的清除效果。结果表明,影响清垢剂SCB和清垢剂PVT清垢效果的因素有温度、pH值、清垢剂的用量,通过比较得出清垢剂SCB的清垢效果优于PVT。设计3因素5水平正交试验,得到清垢剂SCB的最佳使用条件为:清垢温度80℃,体系pH值为9,DMA的使用质量8.000g,清垢时间24h。该条件下其清垢效率为52.61%。     

评价碳酸钙在成垢初始阶段的沉淀与沉积

产生垢是许多行业都会遇到的一个严重问题，如油气生产、水的储运、发电站等。通常，关于垢的形成研究主要集中在使用大口瓶法了解溶液沉淀过程，并确定沉淀趋势速度和抑制剂效果。最近的一些研究集中于垢在金属表面的沉积。本文综合研究了石灰质垢在溶液和金属表面的形成过程。用三种超饱和成垢液代表油气生产中遇到的典型水样。使用旋转圆盘电极的电化学方法确定金属表面垢量。这一技术考虑旋转圆盘电极表面氧化还原。根据旋转圆盘电极表面氧化还原速率，能够确定垢在该表面覆盖的范围。为了弄清堆积在金属表面的垢的形成和生长，还应用了表面分析法。用扫描电镜（SEM）来分析垢的微观结构。同时，通过垢的溶解，运用感应耦合等离子体（ICP）定量分析溶液中的沉淀量和金属表面的沉积量。本文论证了沉淀和表面沉积与过饱和指数有不同的依赖关系。因此，这两个过程都应加以研究。才能全面了解工业成垢体系。     

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。     

处理硫酸盐垢的氨羧复合络合剂

室内合成了处理油田水硫酸盐垢的马来酸酐-醋酸乙烯酯-烯丙基磺酸钠三元聚合物防垢剂MAP和氨羧溶垢剂PEPA。当MAP与PEPA的质量比为1:1时,复配物防垢效果最好,防垢率达到98.5％,此时,对CaSO4的溶解率为85.92％,表明合成的MAP和PEPA在防垢和溶垢方面有较好的协同作用。     

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.     

油田集输站难溶垢化学清洗技术

对研制成功的CQ-1和NS-916等难溶垢的清除剂做了室内评价和现场应用试验。在50℃时,CQ-1对油田钙垢的清除效果优于进口产品S-466;在70℃时,NS-916对油田钡垢的清除效果接近于S-466。现场实际清洗结果表明,CQ-1和NS-916对油田集输系统难溶垢的处理效果良好,该清洗技术已成为油田开发后期的一项实用技术。     

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。     

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     

酸式清垢剂CQ—2的研制与应用

长庆油田酸敏性地层分布广泛，８０％以上的油井结垢为碳酸盐垢型，常用酸式清垢剂容易使酸敏性地层发生损害，乏酸可引起设备和管线腐蚀。本工作从酸的分子结构与性质关系及岩芯资料入手，采用含较多羟基和配位电子基团的酸为主体，复配成了清垢效果好、腐蚀性小、不引起地层酸敏、在低浓度时对钢铁基本无腐蚀的酸式清垢剂ＣＱ－２体系。该剂经室内评价合格，在１１口井进行了现场清垢解堵试验，解堵后油井产能增加。     

DTPA对BaSO4垢清除作用的影响因素研究

以二乙基三胺五乙酸(DTPA)为主剂,考察了不同转化剂和表面活性荆对DTPA溶BaSO_4垢率的影响。实验结果表明,随DTPA浓度增大,其溶解BaSO_4垢的能力增强。分子含共轭双键的一类物质能明显增加DTPA的溶垢速率,其中与肉桂酸的协同效应最佳;适量的非离子表面活性剂能增强除垢效果。在25℃、pH值为12、反应时间10h的条件下。通过正交实验得到DTPA、肉桂酸和脂肪醇聚氧乙烯醚(PPJ)的最佳浓度分别为0.075、0.075和0.02 mol/L,在此加量下测得BaSO_4除垢率为89.01%。用油田采出水配制该配比的溶液进行岩心溶垢实验。岩心渗透率恢复率达到94.67%。