油田注水防垢剂应用概况
防垢除垢在油田注水系统中的应用
？
液中的ｃ ａ 离子发生螯合反应 ， 形成可溶性螯合物 ， 从 而有 效地 阻止 溶液 析 出 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 垢 。但 对矿 化度较 高 的油 田水 ， 螯合 剂 的阻垢 效果会 大 大降低 ， 加入 量
过大， 会 给油 田水 造 成二 次 污染 。
３ ． ２ 盐 析 效 应
在盐 溶液 中 ， 加 入某 些无 机盐 ， 能改 变溶 液 的活
度 系数 ， 从 而 改 变溶 解 度 ， 这 一效 应 称 为盐 析 效应 。 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 分 为两
＝ ＿
，
种， 一种 是 如 图 ４所 示 ， 在 一 定 范 围 内增 大 Ｎａ Ｃ １ 的 质量 百 分 比 ， 可以使 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 的溶 解 度增 大 ， 缓解 ｃ ａ — 。另 一种 是 如 图 ５所示 ， 注水 介质在 进入 系
２ ． ２ ． ２ 矿化度 ： 含 有 Ｎａ Ｃ Ｉ 和 Ｍｇ Ｃ １ ： 的水对Ｃ ａ Ｓ Ｏ
图４ Ｃ ａ Ｓ Ｏ． 在 Ｎａ Ｃ １ 溶液 中的 溶解 度
的溶 解度 有 明显 的影响 。Ｃ ａ Ｓ ｏ。 在 水 中 的溶 解度 不 但与 Ｎａ Ｃ ｌ 浓度 有 关 ， 而且 还 和 Ｍｇ Ｃ １ 。 有关 。当水 中 只含 有 Ｎａ Ｃ Ｉ 时， Ｎａ Ｃ Ｉ 浓度 在 １ ４ ６ ． ２ ５ ｇ ／ Ｌ以下 时，
Ｓ ｏ。 结垢 基
也
＊
盎
一
照
统 前增 大 Ｃ ａ Ｃ １ 的 质 量 百分 比 ， 可 以使 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 的溶 解 度 降低 ， 提前 使Ｃ ａ Ｓ Ｏ 结 垢析 出 ， 防止 在系统 内结 垢 。但油 田注水 系统不 是 循环 系统 ， 是 开放系 统 ， 要 控制 无机 盐 的含 量 ， 运 行成 本将 大 大提 高 。
油田用防垢剂通用技术条件
油田用防垢剂通用技术条件
油田用防垢剂通用技术条件如下：
1. 成分：防垢剂应该是化学成分，能够有效抑制油田内水中的垢形成，具有良好的溶解性和分散性。
2. 防垢效果：防垢剂应具有良好的防垢效果，能够有效预防油田设备和管道内的垢形成，保持设备和管道的正常运行。
3. 热稳定性：防垢剂应具有良好的热稳定性，能够在高温高压的油田环境中保持其防垢效果不受影响。
4. 兼容性：防垢剂应与其他油田添加剂和处理化学品兼容，在油田生产过程中能够与其他药剂或添加剂协同作用，不产生不良反应。
5. 可降解性：防垢剂应具有良好的可降解性，能够在使用完毕后迅速降解或被分解为无害物质，对环境没有不良影响。
6. 操作性：防垢剂应具有较低的浓度要求，操作方便，能够方便地添加到油田生产过程中，并能够通过常见的油田加药设备进行投放。
7. 经济性：防垢剂应具有经济性，成本低廉，在预防和控制油田垢的形成和堵塞方面具有较高的性价比。
以上就是油田用防垢剂通用技术条件的简要介绍，具体的技术
条件还需要根据具体的油田情况和生产需求进行详细的设计和调整。
采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用分析
采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用分析作者：许焕春来源：《石油研究》2019年第13期摘要：针对水处理系统，产生腐蚀结垢的主要位置便是，注水管线内壁、加药系统、注水泵进出口、注水井筒。
因为一些外在因素，会导致穿孔以及支线发生刺漏的情况。
所以，相应的采油厂注水井筒腐蚀结垢防治工作十分关键，需要应用一系列的措施，以便有效预防采油厂注水井筒腐蚀结垢问题。
因此，本文针对采油厂注水井筒腐蚀结垢防治及现场应用给出了详细分析。
关键词：采油厂注水井;防腐蚀;防治在当前的油田开采中，已经可以成熟应用注水采油技术，保障了油田的生产经济效益。
但由于这项作业的开展，产生的问题也比较突出，如油套管柱和地面设备发生腐蚀结垢等。
使得油田的高效开发受到了影响，带来了非常大的安全生产隐患。
所以，针对注水井筒腐蚀结垢情况，要给予高度重视，探寻积极有效的防治方式，以便实现防护井筒的效果。
1、概况某采油厂，油藏埋深的深度为1000m-1500m之间，平均孔隙度为13.98%，渗透平均率为14.19×10-3 m-2、原始地层压力平均为7.50MPA，地层温度平均为37.92℃。
6号联合站设计规模大概为1800m3，对于水源的处理以及本站管输长2层将污水产出。
对应的注水井为60口，每天的注水量为1060.8m3，井口压力平均3.6MPA，注水井井深为900m，分层注水，其形式为将清污混注[1]。
在水处理系统当中，主要出现腐蚀结垢的位置为注水管线内壁、加药系统、注水泵进出口、注水井筒。
因为不同的污水回注站对于回注的时间有所提升，所以站内注水管网和站外注水干线，穿孔以及支线发生刺漏的情况严重。
2、腐蚀结垢防治的针对性措施分析腐蚀结垢是因为受到各种因素的影响，所以要结合实际情况以及对规律的探寻，制定相应的防治措施，最后确定方案。
如利用对防腐防垢药剂的投加，可对腐蚀结垢给予控制，实现最佳的保护效果。
具体应用的方式为：借助除氧剂，先将回注水质溶解氧消除，以便最大程度的降低腐蚀，之后放置相应剂量的PH调节剂，可进一步提升水质碱度，从而抑制腐蚀的发生。
石油类油田注水开发及防垢技术
目录第一章概论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第一节油田开发中面临的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1第二节防垢领域研究中存在的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1第二章注水工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 第一节注水供水与注水水质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4第二节油田注水水质处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7第三节注水地面工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9第三章油田注水开发中的防垢现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 第一节油田注水开发中的防垢现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 第二节油层结垢伤害防治对策⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11第四章常见阻垢剂的阻垢机理性能及应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 第一节常见阻垢剂的阻垢机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 第二节常见阻垢剂的性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18第一章概论第一节油田开发中面临的主要问题石油开发过程中提高原油采收率是一个颇具普遍性的问题。
在我国低渗透油藏储量约有40×108t ，一些老油田含水率已达80％～90％，但此时仅采出地下石油储量的1 ∕3，还有2∕3 的石油储量用常规的办法无法开采。
目前我国投入开发的低渗透油田的储量占总动用储量的比例越来越高，而未动用地质储量中所占的比例更大。
注水开发是目前保持地层压力和提高采收率的主要手段之一，以为国内外广泛采用，我国大部分油田也都采用注水开发的方式。
然而我国的油田注水开发过程中存在许多亟待解决的问题，油层结垢伤害就是其中常见的严重问题之一。
目前普遍认为，油田注水工艺需要考虑的主要问题是堵塞、结垢、腐蚀三大因素，尤其是油田结垢本身就是导致注水井和油层堵塞、腐蚀的重要因素。
油田回注水阻垢缓蚀剂
DT-206油田回注水阻垢缓蚀剂一、作用与用途阻垢剂DT-206由多种有机磷酸、特殊表面活性剂、增效剂等组成，对水中的Ca2+、Mg2+具有螯合作用，通过晶格畸变作用抑制垢的生成；对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有良好的螯合分散作用。
主要用于采油过程中地层和管线的阻垢、除垢作用，防止因结垢而造成的地层、管线的堵塞。
阻垢剂DT-206具有耐高温，耐碱、耐盐，在油层条件下稳定，使用剂量低等特点。
二、质量标准项目指标外观黄棕色或红棕色液体固体含量% ≥30.0总磷含量% ≥10.0pH值（1%水溶液） 2.0±1.5密度（20℃）g/cm3 1.10三、使用方法将每天所需的阻垢剂DT-206加入塑料加药桶（或箱）内，为方便使用可加水稀释后用计量泵或通过调节阀门将药剂连续加入。
阻垢剂根据注水量，用量一般在10~50mg/L，具体加量应根据水质情况确定。
四、包装与储存阻垢剂DT-206用塑料桶包装，25kg/桶、200kg/桶或根据用户需要确定；贮存于阴凉干燥处，贮存期十个月。
DT-206 scale and corrosion inhibitor of oil field recycle waterflood1, PropertiesInhibitorDT-206is formed by a variety of organic phosphate, special surface active agent, synergist, etc.It can chelate with Ca2+、Mg2+and prevent scale formation by lattice distortion ability .; It has good chelating dispersion with calcium carbonate, calcium sulfate, calcium phosphate, etc. DT-206 is mainlyused for oil production and pipeline scale, to prevent the scale formation from causing fouling, clogging pipelines.InhibitorDT-206has high temperature, alkali, salt tolerance, stability in oiland low doses.2, SpecificationItems IndexAppearance Yellow brown or reddish brown liquidSolid30.0content% ≥Total phosphorus10.0content% ≥pH (1% solution) 2.0 ± 1.5Density (20 ℃) g / cm1.103≥3,Using methodAdd the daily scale inhibitor DT-206 required to theplastic bucket (or tank) .In order to be convenient, add Pharmacy continuously by a metering pump or adjusting the valves after dilution with water. According to the water injection, the dosage is generally10 ~ 50mg / L,specific dosage should be determined according to water quality.4,Package and StorageInhibitorDT-206packed with plastic drum,25kg/drum,200kg/drum or confirmed by clients. Stored in a cool and dry place, storage for ten months.5,Safety Protection:Acidity, avoid contact with eye and skin, once contacted, flush with water.。
【全文】油田常用化学药剂作用原理全解
破乳剂的作用：
破乳剂的作用就是破除这种乳状液，使分散的小水滴聚集成大水滴，并沉降下来 ，达到油水分离的目的。原油破乳剂主要为聚醚类的有机物。
破乳剂脱水的要求：
脱水速度快— 空间限制 脱水水质清— 环保要求 终脱水率高— 外输需要 加药浓度低— 成本控制
破乳剂（BH-20A）
第一步——絮凝过程中，分散相的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在。这些珠团与介质之间的密度差是足够大的，则此过程能使分层加速。若乳状液是足够浓的，它的粘度就显著增加。 第二步——聚结，在这一过程中，这些珠团合并成一个大滴。这一过程是不可逆的，导致液珠数目减少和最后原油乳状液的完全破坏。 第三步——沉降，聚结水滴由重力作用下沉到底部，油水分离完毕。
阳极（抑制型钝化剂）型缓蚀剂 这种缓蚀剂能够抑制腐蚀电池的阳极化学反应，很容易引起金属表面氧化形成一 种致密的氧化膜而阻滞金属溶解。在金属腐蚀介质中加入缓蚀剂，使金属腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小，进入了钝化区。如重铬酸钾、亚硝酸钠。 阴极型缓蚀剂 缓蚀剂的作用主要是增大电化学腐蚀中的阴极极化，阻碍阴极过程的进行，使腐 蚀电位向负的方向移动，降低腐蚀速度。（如亚硫酸钠）。
清水剂的必要性：
清水剂作用：使含油污水中的微小有机颗粒絮凝成较大粒子沉降下来，达到净化污水的目的。
清水剂作用机理: 1凝聚作用 清水剂分散在水中，中和微小的原油粒子和固体悬浮物的表面电荷，使其利用粒子和粒子之间的范德华吸引力而凝结，小油滴凝结成大油滴，并在重力的作用下上浮，以达到除油的效果 2 架桥作用 清水剂在水中形成絮团，并利用絮团自身的异性电荷，吸引污水中的微小原油粒子、乳化油和其他悬浮物，在重力的作用下，上升或下降以达到除油的效果。 3 破乳作用 降低乳化油表面张力，破坏乳化液的油水结构，促使油水分离。
油田防垢技术简介
油田防垢技术简介闫方平一、油田结垢现状调研及原因分析目前，我国大部分油田采用了注水补充能量的开发方式，油田注入水通常有三种：一是清水，即油区浅层地下水；二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层；第三种是海水；也有将不同水混合注入的。
国外一些油田如North Sea oilfield普遍采用注海水的方法。
随着注入水向油井推进，使油井含水率不断升高，最终导致油井近井地带、采油井井筒、井下设备、地面管线及设备出现严重的结垢现象；此外，当系统的温度、压力和pH值等发生变化时，地下储层、射孔孔眼、井筒、井下泵、地面油气集输设备管线内也会形成结垢；同时，如果采用回注污水的开发方式，还可能导致注水泵、注水管线及注水井底结垢。
结垢物主要为钡、锶、镁、钙的硫酸盐或碳酸盐，同时由于CO2、H2S和水中溶解氧的存在，还可能生成各种铁化合物，如碳酸铁、三氧化二铁、硫化铁等。
结垢通常造成生产管线或设备堵塞，增加修井作业次数，缩短修井作业周期；同时，结垢还易造成油层堵塞、产液量下降和能源浪费，阻碍了原油的正常生产，严重时还会造成抽油杆拉断，油井关井，甚至报废，造成很大的经济损失。
国内外大量油田清、防垢实践表明，根据油田实际情况，对油田水结垢、防垢的机理进行系统研究，进而采取相应的防治措施可以减轻或消除结垢对油田生产的不利影响。
1、油田结垢现场调研一般来讲，对一个油田结垢问题的研究总是始于现场调研，目前国内外已有很多结垢现场调研方面的报道。
其中，国外以前苏联、国内以长庆油田的研究最为系统全面。
总体来看，现场调研内容主要包括结垢形成的位置、垢物的成分、结垢成因的初步研究和结垢对生产的影响等，调研手段主要有观察描述、统计分析、垢物的分析鉴定等，有的油田甚至为研究油层内结垢而专门钻了检查井。
从大量的现场调研成果来看，主要得到以下认识：(1) 在地下储层、井筒、地面油气集输设备管线以及地面注水设备管线内均可能产生结垢，结垢可能发生在各种采油井（自喷井、抽油井或气举井）中，但最多的是抽油井。
油井硫酸钙除垢剂配方研究与应用
油井硫酸钙除垢剂配方研究与应用油井中的水和地下水含有各种盐类和杂质，这些物质会在钻井过程中沉积于井壁、井筒、油管等地方，形成结垢。
结垢会严重影响油井的生产效率，因此需要采用各种除垢剂来清除结垢。
当前，油井除垢剂的种类繁多，其中以硫酸钙除垢剂最为常用。
硫酸钙除垢剂主要成分是硫酸钙（CaSO4）。
在油井中投加硫酸钙除垢剂时，硫酸钙和结垢物质反应生成不溶于水的硬块，从而实现对结垢物质的清除。
但是，硫酸钙除垢剂的选择和使用需要考虑到多种因素，包括井深、井筒直径、井壁材质、水垢种类和结垢厚度等。
本文主要研究硫酸钙除垢剂的配方研究和应用。
首先，本文介绍了硫酸钙除垢剂的特点和作用。
其次，分析了硫酸钙除垢剂的各种配方原料，包括硫酸钙、酒石酸、碱性柠檬酸、塔塔酸、氧化铝、氯化铵等。
最后，本文介绍了硫酸钙除垢剂在油井中的应用情况。
硫酸钙除垢剂的特点和作用硫酸钙除垢剂是一种无毒、无腐蚀、无污染的环保除垢剂，通过硫酸钙与结垢物质反应产生的硬块来清除结垢。
硫酸钙除垢剂具有以下特点：1.清除效果好。
硫酸钙除垢剂能够快速清除结垢物质，并且具有清洗干净的效果。
2.使用方便。
硫酸钙除垢剂无需加热、无需搅拌，只需直接投入使用即可。
3.无腐蚀性。
硫酸钙除垢剂不会对机械设备、金属材料和测井仪器等造成腐蚀和损害。
4.无污染性。
硫酸钙除垢剂能够有效地清除结垢，不会对环境造成污染。
硫酸钙除垢剂的主要作用是清除油井中的结垢物质，提高油井的生产效率。
目前，硫酸钙除垢剂已经成为油井清除结垢的主要手段之一，广泛应用于各个油田。
硫酸钙除垢剂的配方原料是由硫酸钙、功能性添加剂、控制剂等组成的。
1.硫酸钙。
硫酸钙是硫酸钙除垢剂的主要成分，通过硫酸钙与结垢物质的反应来清除结垢。
硫酸钙与结垢物质的反应需要在一定的酸度下进行，通常在pH值为2~3。
硫酸钙的投入量与结垢物质的含量、种类和结垢厚度等有关。
2.功能性添加剂。
功能性添加剂是指能够增强硫酸钙除垢剂除垢效果的化学物质。
油田注水开发过程中结垢现象的防治
油田注水开发过程中结垢现象的防治摘要：石油是保障国家能源安全的一种重要的方式，对于促进地方经济，发展国家能源有着非常重要的意义。
很多油田在实际开发的过程中，会出现结垢现象，但是结垢现象会容易导致后期的开采出现阻力和细菌的产生，导致开采石油内部的大量细菌滋生，增加了油井内各种设施设备加快腐蚀的速度，给油田企业造成大量的经济损失。
基于此，本文将结合油田注水开发过程中结垢现象出现的原因进行分析，并从经济发展的角度分析对于结垢现象的防治措施，促进油田企业的健康发展，获得更好的经济收益。
关键词：油田注水开发；结垢现象；产生原因；防治措施；研究1.油田注水结垢现阶段，在油田开发过程中，为了保证储层相应的水压，提高油田开发效益，普遍采用注水技术。
目前，油田注水技术一般有三种方法，一是采用清水注入法，即完成油田地下水的注入。
二是采用污水注入法，即从油层注水。
三是海上油田注水方式，采用海上注水方式。
此外，还有混合注水方法。
目前，油田注水过程中存在许多问题，如注钙和注二氧化碳的混合。
诸多问题导致注钙与注二氧化碳不相容，氢硫基团浓度急剧增加。
严重时会出现阻塞油层现象，使油层渗透效率降低，给油田中的油层造成很大的损失；而部分井筒以及井内设备结垢处理会限制管线的流通空间，从而增大摩擦力，也容易为细菌提供滋生的环境，增加了井下油井设备的锈蚀程度，减少了井设备的使用时间，严重时还会发生设备热效率的降低，导致管线爆裂，最后出现大面积停工的现象，严重危害油田设备的正常工作，使采油技术生产急剧减少[1]。
目前，我国各大油田公司已经开始就预防结垢处理的对策开展了研究，但问题依然存在。
油田地面注水技术措施的实际应用是通过注水井将合格的水注入井底油层，注入后的水流沿水线方向均匀地推向井内，使油流被驱出井外，从而提高油井的产油量。
注水过程是人工向地表提供能量的过程，是提高油田二次采油率的主要手段，注采模式已广泛应用于油田企业生产的各个阶段。
油田注水系统防腐防垢技术的研究
油田注水系统防腐防垢技术的研究引言油田注水系统在油田开发过程中起着重要作用。
随着油井运行时间的延长，油田注水系统的防腐防垢技术变得尤为关键。
本文将对油田注水系统防腐防垢技术进行全面、详细、完整且深入的探讨。
现状分析油田注水系统在工作过程中会遭受腐蚀和垢积的影响，导致系统性能下降、设备破损、注水效果不佳等问题。
针对这些问题，研究者已经开展了大量的研究和实践，取得了一定的成果。
本节将对现有研究进行综合分析。
腐蚀防护技术1.使用耐腐蚀材料：使用耐酸、耐碱、耐盐等特殊材料制作注水管道、阀门等设备，以提高其耐腐蚀性能。
2.防护涂层技术：在注水设备表面涂覆一层特殊的防腐涂层，增加抗腐蚀能力，延长设备使用寿命。
垢积防治技术1.化学清洗技术：采用特殊的清洗剂对注水系统进行周期性清洗，有效去除垢积物。
2.物理处理技术：如超声波清洗、振动清洗等，通过物理方式使垢积物脱落，防止其附着在设备表面。
新技术研究新的技术和方法在油田注水系统防腐防垢方面取得了一定的突破，以下是一些研究成果的简要介绍：纳米材料应用纳米材料具有较大的比表面积和独特的表面性能，可以用于涂层、材料增强等方面，用于提高注水设备的耐腐蚀和抗垢能力。
自清洁涂层技术自清洁涂层能够在液体流动过程中形成自洁膜，减少垢积物的附着和生长，从而提高注水系统的工作效率。
电化学技术通过加入适当的电位和电流，可以对注水系统进行防腐蚀和防垢处理。
这种技术可以改善系统的防腐防垢性能，并且对设备的使用寿命没有显著影响。
技术应用前景油田注水系统防腐防垢技术的研究不仅对油田开发具有重要意义，对保护环境和提高资源利用效率也有积极的影响。
未来的研究重点可以关注以下几个方面：绿色环保技术发展绿色环保的防腐防垢技术，减少对环境的污染和破坏。
高效经济技术研究经济高效的防腐防垢技术，降低油田注水系统的维护成本，提高油田开发的经济效益。
综合治理技术通过多种技术手段的综合应用，实现对注水系统的全面治理，提高系统稳定性和工作效率。
油田采出液注入水在线快速防垢技术
概述
结垢影响因素
油田水常见水垢及影响因素
名称
影响因素 CO2分压 （P）
温度(T)
CaCO3
P降低, 易结垢
T升高, 易结垢
pH值
pH高, 易结垢
MgCO3
P降低, 易结垢
T升高, 易结垢
CaSO4 影响小
T升高, 易结垢
BaSO4
T降低, 易结垢
含盐量 含盐量低,
易结垢
NaCl、 MgCl2
对其有影响 含盐量低,
国内情况
概述
我国很多油田都存在结垢问题： 克拉玛依百口泉油田、胜利渤南油田产生的结垢将地面管线几乎堵死。 长庆马岭、安塞油田，有些油井因结垢严重，油管堵死，抽油杆被拉断，在有的集输系统
中，加热沉降罐的内壁垢层厚度超过l0cm。 大庆的某些油田也出现了因结垢致使油井产液量明显下降、卡泵和注水井注水困难等现象。
概述
国外情况
在国外也有严重的结垢问题存在：
墨西哥有一口油井井底形成碳酸钙垢，日产量由初始的500m3递减，最终降至50m3以下， 经除垢、抑制垢化学剂处理后增至800m3。
我国胜利油田砂岩油藏某受到碳酸钙垢影响，日产量仅5吨，用阻垢剂处理后日产量上升到 9.7吨。
据报道，前苏联某油田9口更新生产井产层岩芯分析表明，有两口井有效厚度内一些岩芯中 硫酸钙含量高达41%，而一般平均含量仅为0.02%～1.00%；硫酸钙垢沉积不仅发生在近井地带， 而且发生在相当大的延伸范围；阿塞拜疆油田已证实了地层中碳酸盐类直接沉积的可能性。
易结垢
压力
压力低, 易结垢
概述
除垢和防垢工艺对比
除垢是采用酸式除垢剂清除沉积在井筒或地面管线上的垢质。 防垢是在垢晶形成之前采用防垢技术控制垢结晶、晶核长大和沉积，主要手段有： （1）防止晶核化或抑制结晶长大；（2）分离晶核，控制成垢阳离子，主要是螯合二价金 属离子；（3）防止沉积，保持固相颗粒在水中扩散并防止在金属表面沉积。 油田产出水结垢是一种结构致密的沉积物，一旦形成垢要清除掉积垢需要用大量的除垢剂 和施工机具，投入成本高且不能根除结垢，除垢对井筒油套管和地面管线的伤害较大；而采用防 垢手段则相对成本较低，选择低伤害防垢剂对地层、油套管和地面管线均不会产生伤害。
本科毕业论文-油田注水井结垢机理及预测技术
目录1 绪论 (3)1.1 油田结垢概论 (3)1.1.1油田生产系统的结垢问题概述 (3)1.1.2油田可能发生结垢的地方 (3)1.1.3油田结垢的危害 (3)1.2 注水井结垢概述 (4)1.2.1注水井结垢问题概述 (4)1.2.2注水井结垢危害及实例研究 (4)2 注水井结垢机理研究 (6)2.1 结垢机理理论研究现状 (6)2.2 油田结垢影响因素 (9)2.3 注水井结垢机理及影响因素 (11)2.3.1碳酸盐结垢机理及影响因素 (12)2.3.2硫酸盐结垢机理及影响因素 (12)2.3.3其他沉积物结垢 (14)3 控垢除垢方法研究 (15)3.1 油田结垢一般控制方法 (15)3.1.1物理条件控制法 (15)3.1.2从水中除去成垢物质 (15)3.1.3避免不相容的水混合 (16)3.1.4除垢剂控制法 (16)3.2 物理防垢技术 (16)3.2.1物理法防垢机理分析 (16)3.2.2物理法防垢技术 (17)3.3 化学防垢技术 (18)3.3.1化学防垢机理分析 (18)3.3.2化学法防垢技术 (19)4 注水井结垢预测方法研究 (20)4.1结垢趋势预测模型 (20)4.1.1推荐方法——Oddo-Tomson饱和指数法 (20)4.1.2其他方法 (21)4.2 用Oddo-Tomson饱和指数法预测硫酸盐和碳酸盐结垢 (22)4.2.1硫酸盐垢的饱和指数方程 (23)4.2.2如何预测硫酸盐结垢 (25)4.2.3碳酸盐垢的饱和指数方程 (26)4.2.4如何预测碳酸盐结垢 (27)5 注水井结垢预测计算机程序设计 (28)5.1 程序设计工具 (28)5.2 用Oddo-Tomson饱和指数法预测注水井碳酸盐结垢计算机程序 (28)5.2.1程序代码 (28)5.2.2程序界面 (30)5.2.3实例运算 (30)5.3 用Oddo-Tomson饱和指数法预测注水井硫酸盐结垢计算机程序 (32)5.3.1程序代码 (32)5.3.2程序界面 (34)5.3.3实例运算 (34)6 结论与建议 (35)6.1 主要结论 (35)6.2 对今后工作地建议 (36)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪论1.1 油田结垢概论1.1.1油田生产系统的结垢问题概述在油气田生产过程中，油、气、水和泥浆是都需要经过底层或管道运输的流体，当诸如温度、压力、酸碱度等条件发生变化时，在底层通道或传输设备中都有可能产生油垢、水垢或泥垢。
油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂和除垢剂研究与应用进展_周厚安
石油与天然气化工 1999
油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂 和除垢剂研究与应用进展
周厚安
(四川石油管理局天然气研究院油化所)
摘 要 结垢对于油气田开采 、注水及排水工艺的实施危害极大 。 本文简要阐述油气田开发中硫 酸盐垢的形成原因及防垢除垢技术 , 着重介绍硫酸盐垢防垢剂和除垢剂研究与应用进展 。 主题词 硫酸盐垢 垢物形成 防垢剂 除垢剂 油田化学
油气田进入中后期开发后 , 普遍采用注水采油 、排 水采气 、排水找气等新工艺 ;同时为消除环境污染 , 对 气田水又主要采取回注处理 。 在上述生产过程中 , 由 于压力 、温度等条件的变化以及水的热力学不稳定性 和化学不相容性 , 往往造成注水地层 、油套管 、井下 、地 面设备及集输管线出现结垢 。 结垢会造成油气产量下 降 , 注水压力上升 , 井下及地面设备甚至 使油气井停 产 、报废 。 据报道[ 1] , 美国 每年油气井及 地面设备因 结垢而造成的经济损失就达 10 亿美元 。 碳酸盐垢是 油气田生产中最为常见的垢物 , 但易被酸化去除 , 危害 相对较小 , 而硫酸盐垢一般方法很难清除 , 因此危害很 大 。 本文结合近年来国内外有关资料着重就硫酸盐垢 的形成原因 、防垢除垢技术及硫酸盐垢防垢剂和除垢 剂的研究与应用进展作一简要介绍 。
钙 垢
聚丙烯酸(PAA)、聚 马来 酸(HPM A)、马
来酸(酐)/ 苯 乙 烯 磺 酸 共 聚 物 、马 来 酸 聚 (酐)/ 乙 酸 乙烯 酯 共 聚物 、丙 烯 酸/ 丙 烯 合 酰胺/ 2 -丙烯 酰胺 基 -2 -甲基 丙 磺酸 钙 、钡 、锶的
物 (AM PS)三元共 聚 物 、马 来 酸(酐)/ 乙酸 硫酸盐垢 类 乙 烯 酯/ 丙 烯 酸 三 元 共 聚 物 、 马 来 酸
油田水处理常用的的阻垢剂
油田水处理常用的的阻垢剂
GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂（工业循环冷却水专用）主要有新型有机膦磺酸共聚物、聚合物、无机盐缓蚀剂组成。
GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂有较好的多重增效作用，通过晶格畸变、分散作用，阻止结垢晶粒的生长，使工业循环冷却水中碳酸盐类结垢物质，不会在工业循环冷却水系统设备和管路表面沉积形成硬垢，同时利用有
机磷盐、磷化物、锌离子和唑类物在金属表面形成钝化膜，达到缓蚀阻垢水处理目的。
GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂特点：GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂适用范围广，一般在7—9.5有良好缓蚀阻垢效果；其极限碳酸盐碱度达到12.5mmol/L.；GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂对碳钢、不锈钢、铜合金有良好缓蚀效果。
GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂用途：GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂主要用于工业循环冷却水处理开放式系统的缓蚀阻垢。
GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂使用方法：根据补充水质、浓缩倍数、工艺状况等要求确定GJ-3A缓蚀阻垢水处理剂投加量；注意工业循环冷却水系统水质浓缩情况及时排污，补充新水。
按照工业循环冷却水系统补充水量连续或间歇投加GJ-3A 缓蚀阻垢水处理剂至工业循环冷却水中。
RO膜阻垢剂有进口的和国产的。
国内使用的阻垢剂型号当中唯一被陶氏、海德能等各大膜厂家技术手册上所推荐的品牌型号是美国KOHL药剂RUN100。
科尔阻垢剂RUN100为防盗盖包装，20L/桶（净重26.4kg)，按1：4稀释成标准液使用，稀释4倍后相当于100kg标准液。
西部油田油水井防腐防垢技术研究与应用
பைடு நூலகம்
１ 腐蚀结垢现状分析 通过对西部油田 各区块历年腐蚀结垢情况进 行统计表明，大部分高含水井都存在腐蚀结垢现 象， 腐蚀严重部位主要是油管丝扣、 抽油杆丝扣和 接箍 ， 主要集 中 在葡北、 神泉区块 ； 结垢一般发生 在油管内外壁 、 、 、 筛管 气锚 抽油泵及抽油杆等部 位， 主要集中在红连 、 、 神泉 火焰山区块。 从历年腐蚀速率测试结果来看 ，腐蚀速率从
摘 要： 西部油田具有井深 （ 油藏埋深 ２０ ５ ０米）产 出液温度高（０ ６ ￣）矿化度 高（ ～ ｌ ｌ４ ｇ１等特 点。经过 十几年 的开发 ， 、 ４ ～ ｏｃ 、 ４ ｌｘ Ｏｍ ／） 油田已逐 渐进 入 中高含水期（ １ ％）油水井腐蚀结垢现 象日 严重， ７． ， ３ 趋 开展 油水井防腐防垢 工作 已迫在眉睫。 通过对西部 油田油水 井腐蚀结垢现状进行调查 ， 开展 系列 固体缓蚀 阻垢技术 、 牺牲阳极阴极保护技术等防腐防垢技 术的研 究与现场应用 ， 解决部分 油水井腐蚀结垢严重等 问题 ， 延长 了检泵周期 以及杆 管柱的使用寿命 。
科
科技论 坛 ｌｌ Ｉ
陈文 海 韩 建 军 周 保 卫 胡 道 勇
西部油 田油 水井 防腐 防垢 技术研 究 与应用
（、 Ｉ吐哈 油田公 司吐鲁番采油厂 ， 疆 吐鲁番 ８ ８０ ２ 新疆吐哈 油田温米采油厂 ， 新 ３００ 、 新疆 吐鲁番 ８ ８ ０ ３０ ０
３ 新 疆 吐哈 油 田鄯 善 采 油 厂 ， 疆 鄯 善 ８ ８ ０ ４ 大 庆 油公 司采 油 四 厂 ， 龙 江 大 庆 １３ ０ ） 、 新 ３２ ０ 、 黑 ６ ０ ０
油田结垢问题及高效防垢技术综述
油田结垢问题及高效防垢技术综述防腐能力强、长久耐用的特性，使得相关技术已在结垢结蜡严重的油田工况得到广泛应用。
油田结垢是一个普遍目棘手的问题，其产生原因多种多样，其中最为主要的有两大因素首先，地层水中高浓度的易结垢盐离子是结垢问题的一个重要来源。
在采油过程中，由于压力、温度或水成分的变化，原本处于化学平衡状态的盐离子会打破平衡，生成垢。
这些垢主要以碳酸钙为主，还可能混有碳酸镁、硫酸钙/镁等成分。
在我国，许多陆上油田的结垢问题大都由此引发。
其次，两种或多种不相容的水混合也是油田结垢的常见原因。
例如，在海上油田注海水开采过程中，地层水常含有钡锶离子，而海水含有大量的硫酸根离子，两者混合极易产生难溶的硫酸钡锶垢。
油田结垢带来的危害不容小觑。
首先，油层及近井地带的结垢会堵塞油气通道，降低油层渗透率，从而导致油井产液量下降，特别是在低渗透油田，这种影响更为严重。
其次，并筒结垢会增加抽油杆的负荷，降低泵效，甚至引发卡泵现象。
再者，集输管道和设备表面的结垢不仅影响运行效率，还可能造成垢下腐蚀，导致穿孔等安全隐患。
最后，注水系统的结垢会使注水压力上升，能耗增加，生产能力降低，为了应对油田结垢问题，业界采取了多种防垢措施。
其中，化学防垢技术是最为常用的一种方法。
目前，国内应用较多的化学防垢技术包括酸洗法和投加防垢剂法。
然而，酸洗法除垢的有效期较短，且返排液可能对环境造成污染。
而连续注入防垢液对泵的要求较高，操作也较为复杂。
针对以上问题，市面上还研发了一些新型的防垢设备和技术。
例如，带擦除机构管段式原油在线含水分析仪FKC02-CC就是其中的佼佼者。
这种仪器不仅适用于稠油和高含蜡原油工况，还能通过刮板的往复运动将探头上粘连的杂质去除，保证探头表面的清洁，从而提高仪器长期使用时的稳定性和精度。
物理防垢方法也在油田中得到了广泛应用。
这些方法通过物理手段阻止无机盐的沉除了化学防垢技术和新型设备，积，其作用原理包括振散作用、振壁作用、电解作用、电化学效应、磁场效应、辐射作用、催化作用等。
低渗透油田注水系统防垢技术的应用
收 稿 日期 ：Ｏ ８ Ｏ — １ ２Ｏ一 ５ ２
作者简介 ： 邓海 荣（ ９９ ， ，０ ３年 ７月毕业于 西北 师范大学化 学工程与工 艺专 业， １ ７ 一） 女 ２ ０ 目前为陕 西省靖边 县长庆 油田
第四 采 油 厂 工 艺研 究所 。
２０ 年第 １ 期 ０８ ６
邓 海 荣 等 低 渗透 油 田注 水 系 统 防 垢技 术 的 应 用
安全 生产 的风 险 ； 注水 系统结 垢 严重 ， 成 注水井 ② 造 完不 成配 注要 求 ， 致地 层压 力下 降 ， 响到 低渗透 导 影 油 田稳 产 。 由于 受到 成垢 物理 化学 条件 的多变 性 ， 成 垢 场所 的特殊 性 等 众多 因 素 的影 响 ， 且结 垢 频繁 而 发生 ， 使得 注水 系统 防垢工 作具 有较大 的难 度 。 这 因 此， 基于 注水 在低 渗透油 田开发 中的重 要意 义 ， 家 大
２ １ 化 学防 垢技术 ．
成Ｃ Ｓ Ｃ Ｃ Ｍｇ Ｏ 等化学物质 ， ａＯ 、 ａ Ｏ 、 Ｃ 。 形成结垢 ； ② 注 水 系 统管 线受 到 硫 化 物 、 的 化 学 腐 蚀 ， 成 的 氧 生
Ｆ 抖、 ｅ ｅ Ｆ 。 子 遇 到 ＯＨ一 生 成 Ｆ （ 离 ， ｅ ＯＨ） ２和 Ｆ ｅ
的钙 、 离子 结合 ， 镁 形成 稳定 的可溶 于水 的五 元化 合
（ ＯＨ） 结 垢 ； 注入 水 杂质 含 量 过 高 ， 。 ③ 因为 温 度 和
流速 的变 化 ， 管线 和井 底沉 淀或析 出形 成结垢 。 在
１ ２ 注水 系统结 垢的危 害 ． 低渗 透 油 田注水 系 统结 垢 现象 往 往 频 繁 出现 ，
保 证 低渗 透油 田的 稳 产高 效 开发 ， 本 都采 用 了 注 基 水 开发 方式 。 注入 水通 常是 产 出液 中分 离 出的污水 ， 当中含 有大量 的无机盐 、 解气 、 溶 机杂 、 硫化 氢 、 等 氧 杂质， 容易在 注水 井底 部 、 筒壁 、 井 配水 封 隔系统 、 管
211004384_南海某高温油田防垢剂的研究及应用
158结垢是油田开发过程中一直存在的问题，结垢不仅会引起电潜泵过载，输送管线堵塞，注水泵机械密封损坏等问题，当结垢附着在管线后还会为细菌滋生提供保护，同时使得缓蚀剂无法有效到达金属表面，无法有效保护设备，从而造成更大的危害，因此控制结垢一直是油田开发者的重点工作。
目前常用的防垢方法包括物理法及化学法，其中以化学法应用最为广泛且性价比最高，目前常用的防垢剂[1-4]主要包括有机磷酸，聚环氧琥珀酸，聚羧酸等，这些防垢剂一般通过两种方式抑制结垢，一种是晶格畸变机理，防垢剂通过吸附到垢晶表面，使正常结垢状态受到干扰，无形成大的垢；另一种是静电排斥原理，防垢剂吸附在垢晶表面后形成扩散双电层，使得垢晶无法成长。
南海某深水油田产出液综合含水已达91%以上，污水温度97℃，污水处理流程出现了明显的结垢问题。
本文以该油田污水处理流程结垢问题为研究对象，考察了几种不同类型的防垢剂的防垢效果，并在室内评价确定其最佳使用浓度，最终推广至海上油田现场应用，评估其效果。
1 实验部分1.1 材料与仪器防垢剂SG-11（主要组分为羟基乙叉二膦酸），防垢剂SG-12（主要组分为氨基三亚甲基膦酸），防垢剂SG-13（主要组分为聚环氧琥珀酸），防垢剂SG-14（主要组分为聚羧酸盐） [5-6]，工业级，中海油服；EDTA，铬黑T，氢氧化钠，分析纯，上海阿拉丁公司。
仪器：CPA2245电子天平（赛多利斯）；恒温干燥箱DHG-9240A（上海一恒科学仪器有限公司）；移液管；滴定管。
室内评价水样采用油田生产水，水质指标见表1。
1.2 实验步骤及方法1.2.1 室内防垢剂性能评价参考标准SY/ T 5673—2020油田用防垢剂通用技术条件及SY/T5329-2012碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法进行防垢性能评价[5]，其中实验方法如下：（1）在100m L 比色管中加入油田生产水100mL，再加入20ppm的防垢剂。
在95℃的恒温烘南海某高温油田防垢剂的研究及应用罗孟凤中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东 深圳 518000 摘要：为保障油田生产，选取了多种不同类型的防垢剂，并根据其特性进行了复配，制备了多种高效的复合防垢剂，其中防垢剂SG-14展现出良好的防垢效果，室内静态评价表明，当防垢剂SG-14加注浓度为20mg·L -1时，防垢率可达99%。
油田用水溶性聚合物防垢剂
收稿日期:1996-06-16油田用水溶性聚合物防垢剂辽河油田设计院(辽宁盘锦,124010)盖军摘要讨论了水溶性聚合物防垢剂在油田的应用现状与发展趋势,分析了水溶性聚合物防垢剂的结构与性能的关系,介绍了几种新型聚合物防垢剂的合成及其应用。
关键词水溶性聚合物防垢剂油田1油田水用防垢剂的现状与发展趋势水溶性聚合物防垢剂在油田水处理上得到了比较广泛的应用,在油田锅炉水、工业循环冷却水、注水系统和油水集输系统等水处理方面都有显著的效果。
我国对水处理技术的研究起步较晚,与国外的发展还有一定的差距。
美国从1930年开始研究应用水处理剂,日本1955年开始研究应用水处理剂。
我国从80年代开始研究聚合物水处理剂,至今已研究出许多新型的油田水处理剂,目前我国油田每年约消耗水处理剂7700吨〔1〕。
80年代初,丙烯酸 丙烯酸羟烷基酯的二元和三元共聚物作为商品进入我国。
80年代中期,实现了国产化,奠定了我国研制水溶性聚合物水处理剂的基础。
在这方面曹新庄等研究了丙烯酸羟烷基酯多元共聚物的浓度对磷酸钙、硫酸钙、氢氧化铁的阻垢率的关系〔2〕。
80年代后期,吴振德等合成了Α-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸 丙烯酸共聚物(SA AA),发现这类化合物对磷酸钙的阻垢能力较强,同时进行了磺化苯乙烯 马来酸酐和丙烯酸三元共聚物的研制;朱清泉等合成了马来酸酐和乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺等的二元或三元共聚物,发现它对CaCO3、CaSO4垢有较好的抑制性能〔3-6〕。
近年来开发了聚膦羧酸〔7〕,它是由丙烯酸和次磷酸聚合而成,与膦羧酸复配对CaSO4垢具有很好的防垢性能。
刁月民等由水解聚马-丙共聚物和亚磷酸为原料,一步合成得到膦酸化马-丙聚合物,它具有阻垢和缓蚀的双重功能〔8〕。
由于油田生产与建设用锅炉等加热系统、输水输汽设备、管线、地层孔隙、裂缝、井筒、油管、注水系统、油水集输系统等表面经常会出现结垢和腐蚀,不仅影响了油田产量,而且也降低加热系统的传热效率和设备的寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
油田注水防垢剂应用概况岳前声 向兴金 肖稳发(江汉石油学院,荆州,434102) 摘 要 论述了油田注水用防垢剂的选用原则;介绍了我国油田注水防垢剂的应用情况,包括常用防垢剂及其特点;影响聚合物防垢剂性能的因素;聚合物防垢剂在油田中的应用。
探讨了防垢剂的发展趋势。
关键词 防垢剂 油田注水 水处理剂 聚合物防垢剂THE GENER A L SITU A TION OF SCA LE INHIBIT OR FOR OI LFIE LD IN JECTION W A TERY ue Qiansheng X iang X ingjin X iao Wenfa(Jianghan Petroleum Institute,Jingzhou,434102)Abstract The selection principles of scale inhibitors for oilfield injection water were dis2 cussed.The application situation of the scale inhibitors,including the main types and their charac2 terisics,the factors affacting the properties of polymer scale inhibitor,and the application of poly2 mer scale inhibitor in oilfield,was introduced.The development tendency was stated in the end.K ey w ords Scale inhibitor Oilfield injection water Water treatment agent P olymer scale inhibitor 油田注水系统的结垢是一个普遍存在的问题,结垢会给生产带来严重危害。
水垢在注水管道中形成,会增大水流阻力,使注水能耗增高,导致设备和管道局部腐蚀;水垢如果在注水地层和生产层形成,还会引起严重的地层伤害,造成油、水井过早报废[1～5]。
可见防垢问题是一个非常重要的问题。
1 防垢剂的选择油田最常见的垢型有碳酸钙(CaC O3)、二水硫酸钙(CaS O4・2H2O)、硫酸钙(CaS O4)、硫酸钡(BaS O4)和硫酸锶(SrS O4),而微量的硫酸锶往往存在于大量的硫酸钡中,很难把它们分开,硫酸钡是最难溶的垢,防止BaS O4垢比防钙垢更困难。
目前,在油田水防垢处理中,用化学防垢法投加防垢剂是最常用的方法。
美国研究应用水处理化学药剂始于1930年,日本是从1955年开始的。
我国随着70年代引进化肥、化纤和钢铁装置之后,开始研究水处理技术,防垢剂应运而生。
我国水处理技术虽开发时间晚,但起步高,发展快,且品种齐全。
为有效地发挥防垢作用必须选择合适的防垢剂。
选择防垢剂应考虑以下几点原则:(1)根据垢的成分和水质条件选择。
如对CaS O4和BaS O4垢,有机防垢剂比无机磷酸盐有效得多。
(2)防垢剂要和其他水处理剂如缓蚀剂、杀菌剂等配伍性好,否则会降低药效。
(3)在保证防垢效果的前提下,考虑货源、价格等因素。
(4)使用方便,所需设备简单。
2 防垢剂常用种类及其特点[6～10]2.1 无机聚磷酸盐此类是最早使用的防垢剂,国外已限制使用。
其分子中有一个或多个重复的P O P键存01 江苏化工 J IANG S U CHE MICA L INDUSTRY 1999年8月 第27卷第4期 在,可分为链状聚磷酸盐和环状聚磷酸盐。
链状聚磷酸盐的通式为:M n +2P n O 3n +1,式中M 为一价金属离子如Na +,K +,NH +4等。
当n =3时,便是人们所熟知的三聚磷酸盐。
环状聚磷酸盐的通式为(MPO 3)n ,式中M 的意义同前,当n =6时,便是六偏磷酸盐。
无机聚磷酸盐的缺点是易受潮水解生成正磷酸盐,在高温和高pH 值下尤甚,与二价阳离子如Ca 2+,Mg 2+等反应而结垢。
2.2 有机磷酸酯常见的有机磷酸酯有单烷基磷酸酯、双烷基磷酸酯、焦磷酸酯、聚氧乙烯脂肪醚磷酸酯等。
有机磷酸酯中P O C 键比磷酸盐P OP 键强,因此它比磷酸盐稳定,水解温度比磷酸盐高。
磷酸酯的许多性质与磷酸盐类似,使用时用量不宜过高,过高反而易生成垢。
磷酸酯易粘附于设备表面,与缓蚀剂等的相容性好,但与油类易发生乳化,所以在油田中使用时需要加入防乳化剂,在温度超过90℃时会发生象无机聚磷酸盐那样的水解现象,其水解产物也能与二价金属阳离子反应而结垢。
2.3 有机多元膦酸膦酸中的C P 键牢固,因此有较高的化学稳定性和热稳定性,在高温、高pH 值条件下也难水解,无毒或低毒。
例如乙二胺四甲叉膦酸在200℃的高温及1013kPa 下仍能保持其活性;羧基乙叉二膦酸在250℃的高温下才分解。
该类防垢剂效果好,药剂用量小,并兼具缓蚀作用。
已广泛应用于油田水处理。
有机多元膦酸按结构可分成4大类:甲叉膦酸型、同碳二膦酸型、羧基膦酸型和含其他原子膦酸型,见表1。
表1 有机多元膦酸分类类 型名 称代号结 构 式甲叉膦酸型氨基三甲叉膦酸AT MP N (CH 2PO 3H 2)3乙二胺四甲膦酸E DT MP (H 2O 3PH 2C )2NCH 2CH 2N (CH 2PO 3H 2)2二乙烯三胺五甲叉膦酸DETP MP H 2O 3PCH 2N[CH 2CH 2N (CH 2PO 3H 2)2]2己二胺四甲叉膦酸H DT MP (H 2O 3PH 2C )2N (CH 2)6N (CH 2PO 3H 2)2甘氨酸二甲叉膦酸G DMP HOOC CH 2N (CH 2PO 3H 2)2甲胺二甲叉膦酸M ADMP CH 3N (CH 2PO 3H 2)2同碳二膦酸型1-羟基乙川-1,1-二膦酸HE DPCH 3C (PO 3H 2)2OH1-氨基乙川-1,1-二膦酸AE DPCH 3C (PO 3H 2)2NH 2羧基膦酸型1,3,3-三膦酸基戊酸H 2O 3P CCH 2CH 2PO 3H 2PO 3H 2CH 2COOH双(3-膦酸丙酸基)膦酸HO 2P (CH PO 3H 2CH 2COOH )24,4-二膦酸基-1,7-庚二酸(H 2O 3P )2C (CH 2CH 2COOH )2其他原子膦酸型二乙硫醚二胺四甲叉膦酸(H 2O 3PH 2C )2N (H 2C )2S (CH 2)2N (CH 2PO 3H 2)2N ′-三甲氧基丙硅烷基乙二 胺-N ′,N -二甲叉膦酸(CH 3O )3S i (CH 2)3H N (CH 2)2N (CH 2PO 3H 2)22.4 氨基多羧酸盐氨基多羧酸盐是一种热稳定性较好的防垢剂,如E DT A 的使用温度可达到200℃。
此类防垢剂主要是通过螯合作用防垢,因此加入的量多,成本高,所以在大量用水的工业过程中使用受到限制,常见的品种有:(1)NH (CH 2C OOM )2 (I MDA );(2)CH 3N (CH 2C OOM )2 (MI MDA );11岳前声等/油田注水防垢剂应用概况(3)N(CH2COOM)2 (PI MDA);(4)MOOCH2CH2N(CH2C OOM)2 (NT A);(5)(M OOCH2)2N CH2CH2N(CH2C OOM)2 (E DT A)。
2.5 聚合物[6,7,11～16]无机磷酸盐和有机磷酸酯随时间增长和温度升高易水解生成正磷酸盐,遇钙离子则生成磷酸钙垢。
有机膦酸类的防垢效果和使用温度皆优于无机磷酸盐和有机磷酸酯类,使用较普遍,但磷化合物对生态环境会带来不利影响(如所谓的过肥作用)。
人们便把注意力转移到聚合物防垢剂上。
聚合物类防垢剂包括天然物和合成聚合物两大类。
天然聚合物防垢剂如淀粉、丹宁、木质素磺酸盐类等,因原料来源不一,产品质量不稳定,防垢效果不理想,因而使用受到了限制。
合成聚合物防垢剂是一类低相对分子质量的聚合物,其防垢效果好,对热稳定,无毒,与其他药剂配伍性好,并可根据需要按高分子设计原理合成带多种功能团的聚合物,使其不仅具有良好的防垢效果,而且可以兼有优异的缓蚀性能。
70年代以来,聚合物防垢剂发展很快,常用的合成聚合物防垢剂是以丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸(酐)、醋酸乙烯酯、丙烯酸羧烷酯、苯乙烯、磺化苯乙烯、丙烯酰胺等为原料合成的一元、二元和多元聚合物。
近年以马来酸酐为主的一系列共聚物防垢剂发展较快,应用较广泛。
2.5.1 均聚物防垢剂(1)聚丙烯酸(PAA)及其盐。
PAA是应用最早且防垢性能较好的合成聚合物防垢剂,分子链中有羧基,是亲水基团,具有很好的水溶性。
当其相对分子质量为3000～5000时,能与水中钙镁离子螯合生成溶于水的络合物,能较好抑制CaC O3垢。
但在高钙离子浓度中,PAA易生成聚丙烯酸钙而降低防垢效果。
(2)聚甲基丙烯酸(PMAA)及其盐。
PMAA防垢性能与PAA基本相似,但因PMAA结构中有甲基存在,增加了空间位阻效应,其耐温性优于PAA,但价格比PAA高很多,我国尚未广泛使用。
(3)聚马来酸酐(PMA)。
PMA分子链上每个碳原子都连有一个羧基,PMA分子中存在氢键,易于和钙镁离子螯合,其防垢性能优于PAA和PMAA,在175℃左右仍保持很好的防垢效果,国外大量用于海水淡化闪急蒸馏中。
2.5.2 共聚物防垢剂(1)马来酸(酐)型共聚物。
马来酸与甲基烯丙醇的共聚物对CaC O3、CaS O4垢抑制效果好;马来酸与羟乙基甲基丙烯酸酯共聚物的相对分子质量为1000～5000时,对抑制CaS O4垢效果好;马来酸酐与苯乙烯磺酸共聚物的平均相对分子质量为1500～6000时,热稳定性高,水溶性好,磺酸基可增大对垢的分散作用,对CaS O4有较好的防垢性能。
马来酸-醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯三元共聚物,对钡、锶垢有很好的阻止效果;马来酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯(醋酸乙烯酯)三元共聚物等均有优异的防垢效果。
(2)丙烯酸型共聚物。
丙烯酸与丙烯酸甲酯共聚物的平均相对分子质量为3000～20000,阻止CaC O3和CaS O4垢效果好;丙烯酸与甲基乙烯基醚共聚物的相对分子质量为7000～11000,对CaS O4和Ca3(PO4)2垢抑制效果好;丙烯酸与取代丙烯酰胺共聚物,以丙烯酸-叔丁基丙烯酰胺为例,具有阻垢和缓蚀功能,阻垢效果优于丙烯酸;丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物具有阻垢、耐温、耐酸、耐碱等功能。
3 影响聚合物防垢剂性能的因素及聚合物防垢剂在油田中的应用[6～15]3.1 影响聚合物防垢剂性能的因素(1)聚合物相对分子质量及其分布的影响。