钡锶垢生垢机理
硫酸钡锶垢去除研究
硫酸钡锶垢去除研究
魏平方;邹斌;王春宏;邓皓;刘光全
【期刊名称】《化工环保》
【年(卷),期】2005(025)003
【摘要】通过定性分析得出某油田现场结垢物质为硫酸钡锶垢;采用沉淀重量法,对几种市售除垢剂与自制新型除垢剂QX进行了除垢效果对比实验.结果表明,除垢剂QX是一种理想的硫酸钡锶垢除垢剂.当QX加量为25mg/L、温度为50℃时除垢24h,除垢率可达95%以上.同时,对除垢剂加量、除垢时间、盐类加入和酸洗等影响因素进行了正交实验研究,表明除垢剂加量是影响除垢率的主要因素,而酸洗和加入盐会阻碍除垢效果.
【总页数】3页(P188-190)
【作者】魏平方;邹斌;王春宏;邓皓;刘光全
【作者单位】长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023;长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023;玉门油田分公司,炼化总厂,甘肃,玉门,725200;中国石油天然气集团公司,环境工程技术中心,北京,100083;中国石油天然气集团公司,环境工程技术中心,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】X741
【相关文献】
1.油田硫酸钡、锶垢的高效阻垢剂研究 [J], 郑云萍;吴晓南;李蕾;李良玥
2.硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究 [J], 康玉阳;李凡磊;刘松林;李兴;齐宁;冯贵宾;潘义
3.PESA与EDTMP复配剂用于油田硫酸钡锶垢阻垢的研究 [J], 符军放;刘克清;莫成孝;徐绍成
4.南海西部油田井下硫酸钡锶垢防治技术研究与应用 [J], 程利民;梁玉凯;李彦闯;谢思宇;宋吉锋
5.硫酸钡/锶垢除垢剂DTPA的合成及应用研究 [J], 马欣
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钡锶垢除垢影响因素研究
钡锶垢除垢影响因素研究石东坡;尹先清;范风英;曹方起;韩炜;张子玉;陈武【期刊名称】《油田化学》【年(卷),期】2013(30)3【摘要】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、Ba^(2+)/Sr^(2+)浓度、SO_4^(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,BaSO_4结垢率约98%,SrSO_4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(30~80℃)、Ba^(2+)浓度对BaSO_4结垢率的影响较小。
随SO_4^(2-)浓度增加,BaSO_4结垢率增大,当SO_4^(2-)浓度由1.53 mmol/L增至3.06mmol/L时,BaSO_4结垢率从94.68%增至99.97%,继续增大SO_4^(2-)浓度,BaSO_4结垢率不变。
SrSO_4结垢率随温度升高、Sr^(2+)及SO_4^(2-)浓度增加而显著增大,当SO_4^(2+)与Sr^(2+)浓度为24mmol/L和3 mmol/L、温度大于80℃时,SrSO_4结垢率达80%。
当[Ba^(2+)]/[Sr^(2+)]/[SO_4^(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SO_4^(2-),20 min后钡锶垢总结垢率稳定在91%左右。
适度补加SO_4^(2-)作为结垢促进剂是提高钡锶垢总结垢率的有效途径。
【总页数】5页(P443-447)【关键词】钡垢;锶垢;结垢率;促进剂;影响因素【作者】石东坡;尹先清;范风英;曹方起;韩炜;张子玉;陈武【作者单位】长江大学化学与环境工程学院;中国石化胜利油田分公司临盘采油厂【正文语种】中文【中图分类】TE358.5;TE39【相关文献】1.油田钡锶垢除垢影响因素的室内研究 [J], 常启新;张斌;周成裕;苏克松;马喜平2.油气田钡锶垢除垢机理及研究现状 [J], 刘慧3.硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究 [J], 康玉阳;李凡磊;刘松林;李兴;齐宁;冯贵宾;潘义4.硫酸钡/锶垢除垢剂DTPA的合成及应用研究 [J], 马欣5.硫酸钡/锶垢除垢剂DTPA的合成及应用研究 [J], 马欣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
油田开发中结垢原因分析及治理对策探讨
油田开发中结垢原因分析及治理对策探讨作者：丁亚玲来源：《智富时代》2019年第03期【摘要】油田开发过程中，油藏中的流体（油、气、水）从油气层中流出，经油井井筒、井口到地面集输系统，由于温度、压力和油气水平衡状态的变化，容易发生无机盐类的沉积，生成垢，结垢现象的发生，给油田正常生产带来许多不利影响，轻者使产量降低，重者造成停产，甚至引发安全事故。
因此，研究结垢的原因与治理对策，具有十分重要的现实意义。
【关键词】油田；结垢；原因分析；治理对策一、油田结垢的原因分析油田生产过程中，压力、温度的变化或不相容的水相混合，会造成地层、井筒和管线表面结垢，影响原油生产。
（一）水中杂质沉积结垢。
水中杂质主要集中在注水井、回注水输水管网等温度相对低的地方，注水井自上而下，结垢现象逐渐增强，而腐蚀产物的结垢因素相对递减。
（二）地层水中含有高浓度易结垢盐离子。
在采油生产过程中油田压力、温度或水成分变化改变了原先的化学平衡而产生垢，主要垢成分是碳酸钙，可混有碳酸镁、硫酸钙/镁等，我国陆上油田结垢大都由此引起。
二是两种或两种以上不相容的水混合，结垢离子相互作用而生成垢，最为常见的有硫酸钡和硫酸锶垢。
特别是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，两者混合产生难溶的硫酸钡锶垢。
（三）硫酸盐析出结垢。
部分油田水型为硫酸钠型和氯化钠型，主要产生硫酸钙结垢，原因是钙离子与硫酸根离子结合产生硫酸钙，造成硫酸钙垢，油井产生硫酸钙垢的主要部位井筒底部的套管内壁和油管外，地面站则收球筒和总机关出为主要结垢地点。
（四）压力、PH、温度的影响。
碳酸钙的溶解度与温度、PH值和二氧化碳的分压有关，温度越高、升高PH、二氧化碳分压越小，碳酸钙的溶解度就越低，二氧化碳的分压影响更为重要，如果其降低，碳酸钙沉淀可以产生在系统的任意部位。
降低PH则可以使碳酸钙溶解度增大，大大减弱了成垢趋势。
（五）注水高矿化度、高硬度。
油田注入水脱硫酸根防钡锶垢现场试验研究
油田注入水脱硫酸根防钡锶垢现场试验研究孟令浩;冯松林;郑伟;王磊;郑艳芬;陈立【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2013(32)6【摘要】胡尖山油田注入水(洛河层水)的硫酸根含量高,部分区块存在严重的硫酸钡锶垢问题,为此在盆二注水站试验了脱硫酸根水处理工艺,采用纳滤膜有选择性的脱除SO42-,硫酸根平均脱除率在85％以上,5口纳滤水注水井压力平稳并有所降低(6.68 MPa下降到5.36 MPa),试验区对应的15口采油井产量保持平稳.该工艺对高含量钡锶垢油田的防治具有广泛应用价值,经济效益较大.【总页数】3页(P25-27)【作者】孟令浩;冯松林;郑伟;王磊;郑艳芬;陈立【作者单位】中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200;中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200;中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200;中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200;中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200;中国石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】TE357.61【相关文献】1.聚环氧琥珀酸对油田污水中硫酸锶/钡垢的阻垢性能及阻垢机制研究 [J], 姜翠玉;苏明瑾;梁书源;夏洋峰;宋林花;张龙力;邹剑;王秋霞2.水力空穴法清除油田管线硫酸钡锶垢 [J], 刘爱华;杨会丽;张震云;王小勇3.PESA与EDTMP复配剂用于油田硫酸钡锶垢阻垢的研究 [J], 符军放;刘克清;莫成孝;徐绍成4.南海西部油田井下硫酸钡锶垢防治技术研究与应用 [J], 程利民;梁玉凯;李彦闯;谢思宇;宋吉锋5.临盘油田L95站钡锶垢成因及连续除垢技术研究 [J], 石东坡;尹先清;郑延成;陈武;付家新;任朝华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
油田污水结垢机理及除垢防垢技术简介
(2) 结晶动力学因素 垢沉积是溶质从过饱和溶液中结晶析出、聚集并沉淀的过 程。在纯溶液体系中，当成垢离子浓度低于其溶解度时， 不会出现晶体沉淀，溶液处于稳定状态。当浓度大于其溶 解度而过饱和度较低时，结晶的析出很慢，溶液处于亚稳 态，这时结晶沉淀主要发生在容器壁上，这种异类结晶物 质存在诱发的晶核生成称为异相成核作用。当过饱和度高 时，结晶数目多，沉淀速度快，溶液处于不稳定状态，这 时成垢离子在溶液内部自身结合成晶核并在已成核表面结 晶，这种垢晶离子自身结合成为晶核的作用称为均相成核。 在实际垢体系中，均相成核、异相成核很难区分，有时同 时发生，因此过饱和度临界点很难确定。
2、结垢与油田生产
在油田生产过程中，地下储层、采油井井筒、地面油气集 输系统内均可能产生无机盐结垢。油田水结垢给油田正常 生产带来的危害十分巨大，因此结垢问题已越来越引起人 们的关注。 目前，油气集输系统的结垢问题已成为我国各油田普遍存 在的问题。以胜利油田为例，目前胜利油田油井综合含水 平均高达92％，油井产出液中钙、镁离子和碳酸根离子浓 度偏高，有些甚至超过500mg/L，处于严重过饱和状态。 因此胜利油田许多油区的集输系统内结垢现象十分严重。 下表为结垢较严重的胜利油田纯梁首站（梁家楼外输水及 纯化外输水）的离子分析结果。从表中可以看出，这两部 分外输水中钙离子浓度均在400mg/L以上，同时碳酸氢根 离子和硫酸根离子浓度也很高。
晶核生成后的晶体生长过程仍受热力学、动力学因素支 配。影响垢晶生长、晶体形态、垢沉积速度的因素有垢 晶晶形、垢晶离子浓度梯度、扩散速度、在相界面上的 反应特性、吸附特性及过饱和度等，由于影响因素复杂， 至今未有定量描述的数学方程。结晶动力学认为，过饱 和度低时晶体按螺旋式生长，过饱和度较高时晶体呈层 状发展，过饱和度相当大时呈树枝状生长。
高钙、钡锶复合离子结垢性水体阻垢剂研制及性能评价
68
2019年第11期
工业、生产
在带式输送机运行过程中，压风清煤器将粘结在 驱动滚筒以及胶带上的落煤清除，除落的落煤沿着预 先设计好的溜槽进入到清煤输送带上，通过输送机带 将落煤运送至机尾支架外侧，整个机尾清煤装置均安 装在机尾支架上，具体如图2所示。
2.3 复合结垢性水体阻垢剂BSC-2019阻垢增效 作用研究
为考察单一钡锶垢阻垢剂BS-3和高效钙垢阻垢剂 CC-3两者复配后否具有协同增效作用，实验研究了 BSC-2019、BS-3和CC-3在100 mg/L加量下对南海西 部涠洲油田产出水（高钙、高钡锶离子水体）的阻 垢效果，由实验得出，阻垢剂加量均为100mg/L时， BSC-2019对涠洲油田采出水复合垢中钡锶垢阻垢率为 97.83%，对钙镁垢阻垢率为98.32%，阻垢效果同样也 较BS-3和CC-3大有改善。由此说明复合结垢性水体阻 垢剂BSC-2019相对于任一复配组分（BS-3或CC-3）均 具有明显的阻垢增效作用，对涠洲油田高钙、高钡锶 结复合垢水体阻垢效果大大提高。
技术研究
2019年第11期
高钙、钡锶复合离子结垢性水体阻垢剂研制及性能评价
周玉霞 梁玉凯 宋吉锋 程利民 王佳伟
中海石油（中国）有限公司湛江分公司 广东 湛江 524057 摘要：针对高钙、钡锶复合离子结垢性水体，采用自制的聚合物钡锶阻垢剂（BS-3）、高效钙垢阻垢剂（CC-3）进 行复配优化，合成了一种新型复合结垢性水体阻垢剂BSC-2019，并对阻垢剂的最佳加量和复合阻垢效果进行了评价。 关键词：阻垢剂 钡锶垢 钙垢
2 结果与讨论 2.1 复合结垢性水体阻垢剂研制
将CC-3与BS-3分别以3∶1，2∶1，1∶1，1∶2， 1∶3进行复配，测定不同比例复合结垢性水体阻垢剂 对涠洲油田地层水的阻垢率，确定其最优复配比例，
硫酸钡锶的结垢机理与化学除垢技术的研究现状
硫酸钡锶的结垢机理与化学除垢技术的研究现状
陈世军;李亚鹏;康博;杨继刚;李谦定
【期刊名称】《化工技术与开发》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】结垢会给油田生产带来严重危害,严重威胁生产流程的进行,降低生产流量,导致生产损失。
注入的水、原生水与岩石之间存在化学作用,导致储层流体的组成复杂,因此难以控制无机结垢地层。
碳酸盐(钙)、硫化物(铁、锌)和硫酸盐(钙、钡、锶)垢在油田中更为常见,结垢的形成取决于各种因素,包括但不限于温度、压力、溶液饱和度、流体动力学行为等。
本文介绍了油气生产中常见的无机结垢类型、形成机理、热力学溶积度、结垢预测,以及化学除垢剂的研究现状与发展趋势,以期为油田硫酸钡锶垢的预防与除垢提供参考。
【总页数】9页(P53-60)
【作者】陈世军;李亚鹏;康博;杨继刚;李谦定
【作者单位】西安石油大学化学化工学院;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院;西安长庆化工集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE358.5
【相关文献】
1.油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展
2.火电厂灰水系统管道结垢机理及防垢除垢技术综述
3.油气田钡锶垢除垢机理及研究现状
4.硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究
5.硫酸钡/锶垢除垢剂DTPA的合成及应用研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究
硫酸钡锶垢定点除垢物理模拟实验研究康玉阳;李凡磊;刘松林;李兴;齐宁;冯贵宾;潘义【摘要】在油田正常生产作业过程中,采出水中含有的Ba2+、Sr2+易与SO42-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.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】5页(P132-136)【关键词】定点除垢器;硫酸钡锶垢;结垢规律;浅池理论【作者】康玉阳;李凡磊;刘松林;李兴;齐宁;冯贵宾;潘义【作者单位】中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司采油一厂,江苏扬州225265【正文语种】中文【中图分类】TE358.5随着油田含水率的上升、新层系的动用、合采层系的增加和油田注水强度的提高，油田结垢问题变得越来越突出。
对于油气井来讲，由于结垢离子在井中的结垢腐蚀，造成油井在生产过程中出现一系列的事故，如泵卡、泵漏、抽油杆断裂等[1]；对于注水井来讲，注入水在地层中发生的沉淀现象，使地层孔隙度降低，渗透率减小，从而使地层的吸水指数降低，注水难度增大，作业的次数增加，严重的将会使注水管线堵死，使注水压力异常增高，发生严重的生产事故[1-5]。
涠洲12-1油田中块油井结垢防治
注入水 与地 层 水 很 不 配 伍 ， 发 生 成 垢 反 应 ， 起 易 引
结垢 。
表 １ 涠 洲 ｌ － 田 中块 注入 水 和 油 井 产 出水 水 样 分 析 结 果 ２ ｌ油
２ 垢 样 分 析
取 涠 洲 １ — 油 田 Ａ６井 垢 样 进 行 分 析 。垢 样 分 ２１
可见 ， ３种仪器 测 得 的涠 洲 １ — ２ １油 田 Ａ６井 垢
样 化 学 成 分 完 全 一 致 ， 为 硫 酸 钡 锶 垢 （ ７ ％ 硫 均 由 ０
酸 钡 和 ３ ％硫 酸 锶 组 成 ） ０ 。
３ 成垢 机 理
涠洲 １－ ２１油 田 中 块 油 井 硫 酸 钡 锶 垢 的 形 成 有 内因 条件和外 因条件 。 内 因 条 件 是 指 注 入 水 和 地 层 水 中具 有 形 成 硫 酸 钡 和硫 酸锶垢 的成 垢 离子 Ｂ ” 、 ｒ 和 Ｓ ａ Ｓ Ｏ； ， 中 其
至第 二 个封隔 器之 间油 管外壁 结垢严 重 ； ３井第 一 Ａ
封 隔 器 至 第 二 封 隔 器 之 间 油 管 内 外 也 有 垢 层 。 在 涠
洲 １— ２１油 田 Ａ５井 修井 作业 中 ， 柱未起 出 ， 管 由通径
规发 现 ， 第一 封 隔器至 第二 封隔器 之 间遇 阻 ， 断 在 判
即 Ａ６井 垢 样 的 成 分 为 硫 酸 钡 锶 垢 ， 中 硫 酸 钡 含 其
量 占 ７ ％ ， 酸锶 含量 占 ３ ％ 。 ０ 硫 ０ 用 电感 耦 合 等 离 子 体 发 射 光 谱 分 析 Ａ６井 垢
样， 到 Ａ 得 ６井 垢 样 的 成 分 为 Ｂ ａ Ｓ 。 Ｏ 。 ｒ Ｓ 用 能 谱 分 析 仪 从 面 和 点 的 角 度 扫 描 分 析 Ａ６井
陕北油田地面系统结垢原因分析及对策
陕北油田地面系统结垢原因分析及对策王婷;赵怀涛;张小刚【摘要】陕北某油田采用注水方式开发，部分清污混注井地面系统结垢严重。
通过结垢产物组成分析、水质分析、采出水结垢预测、回注污水与清水的配伍性，确定结垢原因并提出解决对策。
分析结果表明：水煮炉结垢产物主要为碳酸钙（约25%左右）和硫酸锶钡（约75%左右），外输泵结垢产物几乎全部为硫酸锶钡；集油系统结垢主要原因为采出水水质不稳定，存在硫酸钡和碳酸钙结垢趋势，结垢严重的部位还与设备工况有关；注水系统结垢原因为注入污水与注入清水不配伍。
采用纳滤膜法和沉淀法处理清水以去除其中成垢阴离子，纳滤处理对SO42-的去除率为93.0%，对HCO3-的去除率为35.3%；在BaCl2加量为700 mg/L时，沉淀法对SO42-的去除率为91.5%。
两种方法处理后的清水与回注污水配伍性良好，说明两种方法均能取得较好的防垢效果。
%Water-flooding has been used in the development of an oilfield in Northern Shaanxi. But because injection fluid is consisted of both fresh and produced water, severe scaling problem haunted the surface system. In order to find out the scaling reason and solu-tion, a series of tests like scaling composition analysis, water quality study, scaling behavior prediction, compatibility research on fresh and produced water, have been conducted. And the test results show that the main scaling product in heating furnace is CaCO3 (about 25%) and Ba(Sr)SO4 (about 75%) and nearly all scaling in efflux pump is Ba(Sr)SO4. Besides it also indicates that the instability of produced water is the main cause of scaling in oil gathering sys-tem for CaCO3 and Ba(Sr)SO4 are tend to precipitate, and the incompatibility of fresh andproduced water induced scaling problem in injection system.Meanwhile the working condi-tion of devices would also effect scaling. As a result, two scaling removing means based on anion-removing principle have been introduced: nanofiltration membrane method and pre-cipitation method. Among them, nanofiltration membrane method could wipe out 93.0% of SO42- and 35.3% of HCO3-. And precipitation method could eliminate 91.5% of SO42-, if the concentration of induced BaCl2 could reach 700 mg/L. In conclusion, these two meth-ods could make fresh and injection water with good compatibility. Both methods are anti-scaling effective.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P84-87)【关键词】结垢;硫酸锶钡;配伍性;纳滤膜法;沉淀法【作者】王婷;赵怀涛;张小刚【作者单位】长庆油田分公司第十采油厂华庆采油作业区;长庆油田分公司第十采油厂华庆采油作业区;长庆油田分公司第十采油厂华庆采油作业区【正文语种】中文-的去除率为35.3％；在BaCl2加量为700 mg/L时，沉淀法对SO42-的去除率为91.5％。
钡锶阻垢剂
钡锶专用阻垢剂
性能与用途
采油污水和回注水中含有大量的Ca、Ba、Sr和硫酸根离子，导致油田生产管线以及其他的用水系统极易形成钡锶垢，导致管道缩径流通截面积变小，压力增大。
管道结垢还易造成垢下腐蚀，严重时造成管道阻塞，大大增加了作业难度，严重影响生产。
碳酸盐垢较容易控制和清理，但是硫酸盐中钡锶由于溶度积很小，结构紧密、硬度较大，很难用传统的方法清除。
发生大面积钡锶垢堵塞后只能采取停产人工清理的方法，严重影响生产效率。
针对油田系统结垢问题，单一缓蚀阻垢剂已很难满足油田的使用要求。
而现有的针对钡锶垢沉积的油田用阻垢剂很少。
在这种背景下，钡锶专用阻垢剂CLEANS-607B应运而生，它是一种新型高效Ba2+、Sr2+离子稳定剂，对国内现有阻垢剂所无法控制的水中钡、锶垢沉积有着优良的抑制作用，对水中的碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁等难溶盐沉积亦有着优良的阻垢作用。
技术指标
使用方法
将每天所需的钡锶专用阻垢剂CLEANS-607B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均匀加入系统中，添加量视水质和工况而定，建议投加量为
15~50mg/L 。
包装
25公斤塑料桶包装或根据客户需要。
安全与防护
贮于通风阴凉处，注意防火，保质期一年。
操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后用大量清水冲洗。
油井钡、锶垢防垢剂的研制和应用
水 的热力 学不 稳 定性 和 化学 不相 容 性 成就 了 油 阻 止微 晶聚 结长 大成 垢并 在表 面沉 积 。 田含 水 开 发 后 井筒 、管 网等 系 统 的 结垢 … ，造 成 检
泵 周期 短 、系统 压力 升 高 、管 网腐蚀 等现 象频 繁 发
生 ，给 生 产 带来 严 重 危 害 。 国 内诸 多学 者 采 取
（ 油 田应 用化学 专业 ） ，从事油 气 田开发技术 研究 与应用工 作 ，Ｅ —
ｍａ ｉ ｌ ：ｅ ｙ ５ 一 ｆ ｙ ｒ ＠ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｎ． ｒ ｃ ｎ ， 地 址 ： 河 北 省 辛 集 市 华 北 油 田 第
五 采 油 厂 ，０ ５ ２ ３ ６ ０ 。
钡 、锶 垢 的油 井 也 越来 越 多 。 因硫 酸钡 溶 度 积 常 ５ ０ ℃后 ，再 搅 拌 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ；依 次 按 比例 加入 乙二 胺 四 数 很低 ，比硫酸 锶更 容 易沉 积 ，钡 、锶垢 用一 般 方 乙 酸 二 钠 盐 、 乙 二 胺 四 丙 酸 四钠 盐 和 乙 二 胺 四 甲叉
分 点 ， 为 其 他 油 田 防止 钡 、锶 垢 的 沉 积 提 供 了 可 借 鉴 的技 术 思 路 。
关键词 油井 硫 酸钡 硫 酸锶
垢 沉积 阻垢 剂
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ｉ ． ｊ ｓ ｓ ｎ． ２ ０ ９ ５ － １ ４ ９ ３． ２ ０ １ ５． ０ ０ ６． ０ ０ １
１ 防 止硫 酸 钡 、锶 垢 沉 积 的机 理
Ｆ Ｕ Ｇ ｏ ｎ ｇ ｍｉ ｎ 的 防垢 理论” 认 为 ，防Байду номын сангаас 剂 应 具有
３ 阻垢 剂 Ｂ ｓ ｚ Ｇ — Ｏ １ ２ 性 能评 价
白豹油田结垢机理与阻垢剂应用效果研究
2361 结垢现状随着油田开发进一步加快，吴起采油厂集输系统结垢问题日益严重，部分井站投运不足一年便出现总机关、加热炉盘管堵塞，井组回压升高，严重制约系统正常运行。
截止到目前，全厂累计发现结垢严重集油管线62条，占总量的15％，发现结垢站点38座，占总数的72％，结垢严重站点12座，占总数的23%。
油田结垢一般是指在油田水中具有溶解度很小的难溶或微溶性的盐类物质在储层、管线及站点设备中形成密实的垢层，结垢类型主要以碳酸盐垢和硫酸盐垢为主[1-2]。
2 白豹油田结垢机理2.1 结垢介质水质分析结果通过对白豹油田、环江油田不同层位地层水样的六项离子分析（见表1），可以看出地层水具有成垢离子种类多、矿化度高、非均质性强的特点，洛河层和延10层为NaSO 4水型，长3、长4+5、长6、长8为CaCl 2水型。
2.2 水质配伍性分析三叠系延长组长3、长4+5、长6、长8油层，水质分析得出地层水为CaCl 2水型，洛河层注入水水型为NaSO 4。
2.2.1 地层水与地层水配伍性分析长8（白218-46）、长4+5（关50-49）与长6（白212-32）在50℃下的配伍性良好。
表明地层水之间配伍性较好。
2.2.2 地层水与注入水配伍性分析注入水与地层水做配伍性实验，结垢量最多可达到900mg/L，（见表2）配伍性差，是导致地面系统结垢的主要原因。
2.2.3 垢质分析从开采层位不同的14个井站垢样X-衍射分析结果可以看出，侏罗系油井以碳酸钙镁垢为主，三叠系井站以硫酸钡锶垢为主。
2.2.4 结垢机理分析地层水矿化度高，水质不稳定产生结垢。
地层水的矿化度都比较高，水质分析数据显示Y10、长3、长4+5、长6、长8地层水矿化度均在60～100g/L，部分油井甚至超过了120g/L，油井采出水含盐量很高，在原油集输过程中，遇到热力学条件改变如脱气、加热、混合时，地层水各种离子的原始平衡状态改变，地层水中的盐类极易沉积而形成垢物，且极易在加热炉、外输泵等产生温差和压差的地方结垢。
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表 ５ ３ ０ ℃ 和９ ０ ℃下混合生垢的 特征衍射
温度 ａ （ Ａ ）
３ ． ４ ５ ２
Ｉ ／ Ｉ ａ
１ ０ ０ ９ ０ ８ ０ １ ０ ０ ９ ０ ８ ２
３ ０ ０ Ｃ
３ ． １ ０
１ ０ － ＇ ） 。即两种离子的浓度积都大于其难溶盐的 溶度积， 所以 Ｂ ａ ｔ ＋ ， Ｓ ｒ ， 十 和Ｓ ０ ， ＇ 同时结晶沉淀， 直到 仁 Ｓ ｒ ， 十 」 ［ Ｓ 叮一 」 ＜ ＝ ８ Ｘ Ｉ Ｔ ， 时， Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ， 结晶和溶解才达到平衡． 下
面是Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， 和Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ， 和（ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） Ｓ Ｏ ； 三种晶 体的 粉 末衍射表。
＋ 〕 ［ Ｓ Ｏ ， ＇ ｌ Ａｓ ｐ （ Ｂ ａ Ｓ ０ ４ ）｛ 或［ Ｓ ｒ ＇ ＋ ］ ［ Ｓ Ｏ ， ， 一 」 ＞ Ｋ ｓ ｐ （ Ｓ ｒ Ｓ ０ ４ ） ｝ 时， 沉淀就会生成。
在不考虑盐效应、同离子效应影响的情况下， 对Ｂ ａ ＋ ／ Ｓ 叮一 ＝１ ： １ 的不同 浓度下
浙江大学硕士学位论又
化学公司） 、 Ｃ Ｑ － １（ 长庆油田） 、 Ｓ Ｌ Ｐ － １（ 胜利油田） 进行对比 试验。 本除垢剂代
号为 Ｂ Ｒ － ０ ２ ｏ
３结果讨论
３ ． 王 生垢机理
硫酸钡、锯垢的生垢机理同其它难溶、微溶盐垢的生垢机理基本相似，但
由 于Ｂ ａ ＇ ＋ ， Ｓ ｒ Ｚ ＋ 和Ｓ 叮一 之间晶 格能 较大， 从而使 硫酸钡、 银晶 体的 溶度积比 较小，
ｄ（ 人 〕
３ ． ３ ５ ４ ３ ． ０ １ ５
３ ． ４ ７ ５
１ ／ ｌ ０
１ ０ ０
ｈ ｋ ｌ
２ １ ０ ２ １ １ ０ ０ｒ ） Ｓ Ｏ ‘ 晶体的标准粉末衍射情况。
表 ３ （ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） Ｓ Ｏ ； 晶 体的 标准特征衍射
ｄ（ 人 ）
３ ． ３ ５ ６ ３ ． ０ １ ７ ３ ． ４ ７ ９
１ ／ ４
１ ０ ０ ６ ０ ５ ２
ｈ ｋ ｌ ２ １ ０ ２ １ １
０ ０ ２
对比表 ２ 、 表３ 可以看出， 试验所生成垢晶体的特征衍射与（ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） Ｓ Ｏ ； 晶
体的标准特征衍射是相同的，因此，三种离子溶液混合生成的是（ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） Ｓ Ｏ ； 晶
１ ２ １ ３ １ １
９ ５
８ ０
１ ０ ０
２ １ １ ２ １ ０ １ １ ２ ２ １ ０
３ ． ３ ０
９ ８ ６ ３ １ ０ ０
Ｓ ｒ ｓ ｏ
２ ． ７ ３
（ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） ￥ ０ ，
３ ． ３ ５ ６
浙江大学硕士学位论又
６０ －５０
３ ． ２ 生垢的影响因素 ３ ． ２ ． １ 温度的影响
由 于盐效应的存在， 随 着Ｃ ａ ｌ ， 、 Ｍ ｇ ｔ ， 等阳离子 或Ｃ 叮一 、 Ｐ ０ ４ ２ 等阴离子的 加入，
一方面使 Ｂ ａ Ｓ ＯＳ ｒ Ｓ Ｏ ； 的溶解度增大， 另外又会发生上述离子的沉析， 从而形成
新的结晶，结晶转化过程如下：
Ｂ ａ Ｓ Ｏ ，二 二 ；Ｂ ａ ｚ ＋ ＋ Ｓ ０ ４ ２ －
的生垢速度、垢的外观以及晶体衍射进行了 研究，试验结果见表 ｔ ｏ
表１ 不同浓度的生垢速度、外观以 及晶体的特征衍射 （ ： Ｃ ＋ ＿ Ｃ ｓ ｏ 二 一 ＝１ ： １ ， ２ ５ ０ Ｃ ３ 天）
Ｃ － ＝Ｃ ｍ ．
生垢速度 （ Ｓ ）
（ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ）
垢的外观
晶体衍射
体，而不是 Ｂ ａ Ｓ Ｏ ； 和Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ； 两种晶体的简单叠合。原因是［ Ｂ ａ ＂ ］ ［ Ｓ ０ ， ＇ － ］ ＝ ０ ． ０ ０ ４ Ｘ
０ ． ０ ０ ８ ＝ ３ ． ２ Ｘ １ ０ － ＇ ＞ Ｋ ｝ ， （ １ Ｘ １ ０ － ＇ ０ ） ， ［ Ｓ ｒ ＇ ＋ ］ ［ Ｓ Ｏ ， ， 一 〕 ＝ ０ ． ０ ０ ４ Ｘ ０ ． ０ ０ ８ ＝ ３ ． ２ Ｘ １ ０ － ５ ＞ Ｋ ， ｏ （ ８ Ｘ
浙江大学硕士学位伦文
特征衍射是相同的。
另外将含［ Ｂ ａ ｀ ＋ ］ ＝ ０ ． ０ ０ ４ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， ［ Ｓ ｒ ＇ ＋ ］ ＝ ０ ． ０ ０ ４ ｍ ｏ １ ／ Ｌ 和［ Ｓ ０ ４ ？ 一 卜０ ． ０ ０ ８ ｍ ｏ １ ／ Ｌ 的 三种水溶液混合生垢， 老化 ３ 天， 过滤、 干燥、 压碎后， 做粉末衍射， 结果见表 ２ 。
表４ Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， 和Ｓ ｒ Ｓ Ｏ 。 和（ Ｂ ａ ， Ｓ ｒ ） Ｓ ０ ， 三种晶体的 特征衍射
晶体种类
ｄ（ 人 ）
３ ． ３ ４ ５ ３ ． １ ０ Ｂ ａ Ｓ ０ ． ２ ． １ ２ ２ ． ９ ７
１ ／ １
１ ０ ０
ｈ ｋ 主 ０ ２ １
例如 Ｂ ａ Ｓ ０ ４ 晶体的溶度积在 ２ ５ ℃时为 １ Ｘ１ ０ － ＇ ０ ， 因此生成的垢比碳酸盐垢更加坚
硬、致密且与管壁的附着力强，生垢速度也比 较快。硫酸钡、铭垢的结晶过程
如下：
Ｂ ａ ＇ ＋ ＋Ｓ Ｏ ， ＇ － ： 二 ；Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， Ｋ ｓ ｐ 二１ Ｘ１ ０ － ＇ ０ （ ２ ５ ０ Ｃ）
Ｓ ｒ ｀ ＋Ｓ Ｏ ， ｀ ｀ ％ Ｓ ｒ ％
Ｋ ｓ ｐ ＝ ８ Ｘ １ ０ － ＇ （ ２ ５ ０ Ｃ ）
由于难溶盐的溶度积只和其种类及外界温度有关，因此，在温度一定的条
件下， 只要溶液中Ｂ ａ ２ ＋ 或Ｓ ｒ ＇ 坏Ａ Ｓ 叮一 的浓度积大于其难溶盐的溶度积时， 即 【 Ｂ ａ ｙ
温度对 Ｂ ａ Ｓ Ｏ ； 和Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ； 晶体的溶解度影响不大，如 Ｂ ａ Ｓ Ｏ ； 在２ ５ ℃时，溶解度
为２ ． ３ ｍ ｇ ／ Ｌ ， 当温度升至９ ５ ０ Ｃ 时， 溶解度仅仅升至３ ． ９ ｍ ｇ ／ Ｌ 。 用Ｂ ａ Ｃ １ ２ ． ２ Ｈ ｚ ０ 和Ｎ ａ ， Ｓ Ｏ ， 配制成两种溶液 （ 其中〔 Ｂ ａ ， 一 」 二 ［ Ｓ ０ ４ ， 一 〕 ＝ ０ ． ０ ０ ２ ｍ ｏ １ ／ Ｌ ） ， 分别于 ３ ０ ℃和 ９ ０ ℃下混合
２ ． １ ５ ３ ． ４ ４ ５
９ ０ ０ Ｃ
３ ． １ ５ ２ ． １ ０
从表 ５中可以看出，温度并不影响 Ｂ ａ Ｓ Ｏ ； 晶体的微观结构，两种温度下所 生成的晶体的特征衍射是一致的。温度的升高仅导致结晶与溶解动态平衡的迁
移和速度的加快。
３ ． ２ ． ２ 其它难溶盐离子的影响
同上
同上
同上
同上
同上 同上
０ ． ０ ０ ８ ０ ． ０ １ ０
同上 同上
生垢速度一含Ｂ ａ 十 和Ｓ 叮一 的两种溶液从混合到溶液变混浊时 所需要的时间。
ａ Ｓ Ｏ ， 晶体的 从上述试验结果可以看出， 离子初始浓度的大小不影响生成的 Ｂ
ａ Ｓ Ｏ ； 晶体的 微观晶体结构， 只是影响了垢的生成速度。 不同离子浓度下生成的 Ｂ
Ｃ ａ ｌ ＇ ＋５ ０ ４ ２ －二 Ｃ ａ Ｓ Ｏ ，
Ｂ ａ ｔ ＋ ＋ Ｃ 饥 ２ － ＝ Ｂ ａ Ｃ 氏
Ｃ ａ ２ ＇ － Ｉ － Ｃ ０ ， ２ － 二 二 ； Ｃ ａ Ｃ Ｏ ， 总的沉淀和溶解反应为： Ｂ ａ ｚ ＋ 十Ｃ 扩 ＇ ＋Ｓ Ｏ ， ， 一 ＋Ｃ Ｏ ： ， ＇二 二 （ Ｂ ａ ， Ｃ ａ ） （ Ｓ Ｏ Ｃ 仇）
ｄ ＝３ ． ４ ４ Ａ ＝ １ ． Ｉ ／ １ ０ ０
白 色沉淀，坚硬致密，
０ ． ０ ０ ２
１ ０ －１ ５
ｄ ＝３ ． １ ０ Ａ Ｉ ／ Ｉ ｏ ９ ５
吸附于试管底
０ ． ０ ０ ４ ０ ． ０ ０ ６ ５ －１ ０ １ －２ １ －２ １ － － ２
ｄ ＝２ ． １ ０ Ａ Ｉ ＝ ８ １ ／ ０