循环冷却水水质的研究与管理

循环冷却水系统在工业领域应用广泛，为提高冷却水水质管理水平、降低生产运行成本，回顾循环冷却水系统的发展历程及发展趋势，同时开展对闭式冷却塔的结垢原因及影响因素研究。根据研究结果对闭式冷却塔水质管理进行了优化与提升，并对实施效果进行评价，最后研究出循环冷却水系统的结垢规律、制定治理对策，形成一套循环冷却水水质管理标准，高效解决循环冷却水结垢腐蚀问题，并对后期循环冷却水水质管理与提升提供参考。     

油田注入水碳酸钙垢结垢机理分析与结垢预测

CaCO3垢是油田注入水中主要的结垢类型，严重影响油田开发效果。通过4种水样在不同温度下的结垢试验及岩心驱替试验，研究CaCO3结垢机理并进行理论预测。结果表明：（1）未处理油田注入水结垢严重，且结垢程度随温度上升而加剧，90℃时Ca^2 ,Mg^2 下降率达52．3％；（2）岩心驱替试验显示，CaCO3晶体在岩石孔隙中和喉道表面均可析出；（3）处理后的水样位于CaCO3溶解度的介稳区，水质稳定，不会产生CaCO3垢；（4）理论预测与试验结果一致。表4参10（伊先清摘）。     

CaCO3结垢诱导期及其影响因素研究

过饱和的CaCO3溶液并不会马上结垢,而是在结垢前有一个亚稳定的过渡期,即CaCO3的结垢诱导期。文章借鉴前人的理论,利用线性回归和作图法,分别得出了温度在85,100,115,130℃条件下的化学动力学参数、热动力学参数及有效界面张力。应用这些参数,得出了相应温度下的CaCO3结垢诱导期及其成核速率、晶核长大速率的计算公式,并对影响CaCO3结垢诱导期的饱和度与温度、流速及Mg2＋与SO42-的存在因素进行了分析。     

高盐度水中碳酸钙结晶速率常数影响因素研究

从CaCO3晶体的形成机理入手,研究了高盐度水中CaCO3晶体形成过程中晶核生成阶段和晶粒长大阶段Ca^3 浓度,温度,盐度对晶核生成速率常数和晶粒长大速度常数的影响,得出了晶核生成速率常数和晶粒长大速率常数不随浓度变化,随温度增加而增加,随盐度增加而减少的规律,为油田水的结垢预测提供了理论依据。     

石油化工循环冷却水系统设计

循环冷却水在循环使用的过程中，往往在系统中产生结垢、腐蚀和生物粘泥。循环冷却水处理的任务是消除或减少结垢、腐蚀和生物粘泥的危害，使系统安全可靠地运行。结合扬子石化南京溶剂有限责任公司的循环冷却水处理设计的工程实例，具体说明。     

循环冷却水系统管理中存在的问题和对策

本文陈述了高浓缩倍数循环冷却水系统运行过程中存在的主要问题，提出了防止腐蚀和结垢的处理对策。     

大庆采油五厂注水系统地面管线结垢原因研究

大庆采油五厂注水系统地面管线出现结垢问题。在详细分析注水水质和垢样的基础上,对结垢原因进行了探讨。结果表明大庆采油五厂所有注水都有CaCO3结垢倾向;使用的清水和回注污水是不相容的两种水,混合使用会产生较为严重的CaCO3结垢,特别是当清水量在30－80％之间时CaCO3结垢倾向较大,这也正是大庆采油五厂注水系统地面管线出现严重结垢的原因。碳酸亚铁是两种水分注时管线中垢的主要成分,表明该注水系统中有腐蚀发生。     

水质稳定剂LSH-406的研制及应用

针对中国石油格尔木炼油厂10万t／a甲醇装置循环冷却水系统水质差，换热器出现结垢、腐蚀等问题研制开发了水质稳定剂(水稳剂)LSH-406，并进行了工业应用。经过2个月的运行监测，结果表明，系统浓缩倍数大于4，20^#碳钢腐蚀速率小于0．075mm／a，不锈钢腐蚀速率为0．0005mm／a，每月污垢沉积速率小于15mg／cm^2。     

中原油田水碳酸钙结垢倾向预测软件及应用

研究了油田水中离子强度、高矿化度及其它因素对CaCO3结垢倾向的影响,建立了CaCO3结垢倾向的预测模型并编制了相应的软件。将该软件应用于矿化度较高的中原油田采出水,预测结果与现场检测结果基本一致。     

工业循环冷却水碱处理(第一报)

随着工业的发展,有效地解决循环冷却水系统的腐蚀、结垢、软泥危害以及节约用水等问题已越来越引起人们的重视,特别是在化学工业中,更为人们所关注。总公司研究院接受了工业循环水水质稳定的研究任务后,利用现有年设计能力为3万吨轻柴油芳烃抽提装置,结合实验室的工作开展了这方面的研究。该装置目前年处理能力已达3.1万吨。由于结垢是这套装置循环冷却水系统历年开车的主要问题,因此,我们首先着重在较高的浓缩倍数下     

姬塬油田注入水与地层水配伍性研究

姬塬长8储层在采用清水进行注水开发过程中,存在注水压力高、吸水指数低、注水见效慢、注采严重失衡等问题,严重影响油田开发效果。本文在对该区块注入水、地层产出水组成分析的基础上,将结垢趋势预测和室内模拟实验相结合,详细分析评价了注入水与地层水的配伍性。配伍性实验结果表明:姬塬长8储层地层水为CaCl2水型、注入水为Na2SO4水型;地层水与注入水以任意比例混合后,在30℃下均无垢生成,80℃下均产生了碳酸钙结垢而无硫酸钙垢形成。结垢趋势预测结果表明:在30℃下地层水与注入水混合后基本不生成碳酸钙垢;在50℃下,随着地层水比例的增加,碳酸钙结垢趋势增加,当地层水与注入水之比为4∶6 10∶0时,显示会有碳酸钙垢生成;在80℃下,碳酸钙垢趋势明显增加,地层水与注入水以任意比例混合后均会产生碳酸钙垢;在30℃、50℃、80℃下地层水与注入水以任意比例混合后均无硫酸钙垢结垢趋势存在。综上所述,姬塬长8储层注入水与地层水配伍性差、结垢是造成姬塬长8储层注水压力高的主要原因之一。     

The kinetics of carbonate scaling—application for the prediction of downhole carbonate scaling

Reliable prediction of calcium carbonate, CaCO₃, scaling for estimating scale production oilfield production wells and surface facilities requires both thermodynamic models to indicate the tendency for scaling from solution and kinetic models to predict the rate of scaling and thus the time required to cause blockage. The application of such models could contribute to field scale management and in the development of more effective treatments of carbonate scale during oilfield production. The performance of a kinetic model for calcium carbonate scaling rate based on the measurements of individual calcite crystal growth rates is tested against scale deposition in tube blocking experiments using synthetic formation brines under pressure and temperature levels. The profile of the scale formed on the internal surface of the tube during the experiments was measured and compared with the predicted results from the kinetic model. The application of the kinetic model to the prediction of carbonate scaling in a North Sea well has also been tested. The results from the model are in good agreement with the actual scale profile recorded in the tubing by a downhole multi-finger caliper (MFC) tool.     

结垢预测方法研究

油田水结垢是油田生产中常见的问题,严重影响生产的顺利进行。文中介绍了碳酸钙和硫酸盐的几种预测方法,同时还指出了饱和系数法、饱和度指数法等结垢预测方法,以及结垢最大量预测方程。最后简述了结垢预测研究的发展和现状．为油田生产提供了理论依据。     

陆梁油田地层结垢预测

陆梁油田自开发以来结垢问题变得越来越严重，本文应用Oddo-Tomson饱和指数法建立结垢趋势预测模型，并引入压力、温度梯度场建立结垢位置模型，开发出陆梁油田结垢预测软件。实践证明，陆梁油田地层结垢以碳酸钙垢为主，预测结果与现场检测结果基本一致，表明该软件具有较好的精确性、可靠性及实用性。     

无磷有机阻垢剂的性能和作用机理

综述了羧酸盐型聚合物、磺酸盐型聚合物和聚醚型聚合物3种无磷有机阻垢剂对碳酸钙、磷酸钙的阻垢性能和阻垢机理,从结构和阻垢性能的关系方面探讨了3类阻垢剂的阻垢特点。羧酸根与碳酸钙晶体表面的钙离子螯合,使碳酸钙晶体畸变为松散结构,抑制了碳酸钙的结垢;羧酸根与磺酸根或聚乙烯氧基链的协同作用抑制了磷酸钙的结垢。其中,羧酸根通过螯合作用锚定在无定型磷酸钙纳米颗粒的表面,磺酸根使无定型磷酸钙带负电荷从而分散磷酸钙垢,聚乙烯氧基链增加了磷酸钙的溶解性。对无磷有机阻垢剂的发展趋势进行了展望。     

The Prediction of Calcium Carbonate and Calcium Sulfate Scale Formation in Iranian Oilfields at Different Mixing Ratios of Injection Water with Formation Water

Abstract

This article presents the prediction of calcium carbonate and calcium sulfate scale formation by water injection in oilfields at different mixing injection water-to-formation water ratios. The experimentally measured chemical analyses of formation water and injection water were input to the OLI ScaleChem model to determine the tendency of scale formation. The scaling tendency of CaCO₃ and CaSO₄ at reservoir temperatures and pressures is presented. This model has been applied to investigate the potential of calcium carbonate and calcium sulfate scale precipitation in Iranian oilfields in onshore and offshore fields as a method of secondary recovery or reservoir pressure maintenance.     

罗52区地层水与注入水水质分析及结垢趋势预测

在油田注水开发过程中,如果有两种以上不相容的水相遇,就容易产生无机垢,结垢造成了油田开采过程中大量的经济损失。本文首先通过一系列的实验研究,分析了罗52区地层水和注入水的水质特征,总结了目前碳酸钙和硫酸钙结垢趋势的预测方法,进而对不同配比下地层水与注入水混合后碳酸钙和硫酸钙的结垢趋势进行了预测。实验结果表明:罗52区地层水与两种类型注入水按不同比例混合后,基本上无碳酸钙和硫酸钙结垢趋势,即两种水样静态配伍性较好,这将有利于油田的注水开发。     

强碱三元复合驱钙、硅垢沉积模型及结垢预测

以Oddo-Tomson饱和指数法和硅钼黄法测定低聚硅为基础,研究了大庆油田强碱三元复合驱区块的温度、压力、pH值和离子强度等因素对CaCO₃垢和硅垢沉积的影响规律;采用多项式函数和MATLAB中exponention函数对钙、硅混合垢沉积数据进行拟合,建立了钙、硅混合垢沉积预测方程,并结合成垢离子数据、pH值等,建立了大庆油田三元复合驱钙、硅混合垢各阶段结垢的量化预测方法。针对不同油藏区块,通过水驱空白CaCO₃饱和指数值和低聚硅理论饱和值对三元复合驱混合垢预测模型进行修正,可以提高结垢预测准确率;对大庆油田喇北东区33口井和南五区39口井进行结垢预测验证,钙、硅混合垢结垢预测的准确率分别为92.8%和89.6%。     

A Bohai Sea SZ36-1 Oil Field Formation Scaling Experimental Study and Scale Inhibitor Optimization

The authors studied Bohai sea SZ36-1 oil field scaling conditions and analyzed its formation characteristics as well as injected water characteristics. According to the Oddo-Tomson saturation index, this oil field scale can be calcium carbonate scale and calcium sulfate scale. Research indicates that calcium carbonate (CaCO₃) scale will form during the process of water injection, but calcium carbonate scale is not the main scaling type. With our own experiment measuring device and scale static and dynamic experimental evaluation data, the amount of actual scaling buildup can be calculated and the extent of the formation permeability damage caused by the amount of scaling buildup can also be studied. On this basis, the scale inhibitor can also be well selected. Conclusion of the study will help guide oil field water injection practice and reduce formation damage, and thereby enhance oil recovery.     

油井结垢预测及防垢技术

我国东部老油田在注水开发后期都出现了较为严重的结垢现象。现场垢样分析和结垢趋势理论预测表明碳酸钙是主要垢型。频繁的酸化及检泵作业,易时地层、油套管和地面设施造成伤害,使用挤注防垢技术是一种新的尝试。本文描述了防垢剂挤注技术的室内实验、挤注方案设计及现场应用研究。在胜利油田和江苏油田的三个目标区块的现场试验表明,井下挤注防垢技术是一种可行的现场施工工艺．操作过程简单,适用地层奈件范围广,可用于高温、高钙、低孔低渗的苛刻地层条件;与酸洗除垢的不同结合方式对挤注防垢效果无明显影响,实际作业时可根据不同的目标要求选择相应的结合方式;从源头防垢,有效期长,可显著提高油田的经济效益。