大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律
合集下载
- 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)。
在垢的形成过程中，垢与油中重组分一起沉淀析 出组成混合垢。油品中重组分的存在进一步促进了垢 的形成与沉淀。因此，采出液中重组分的含量也是成 垢的关键因素。
（3）采出井结垢机理分析 采出井结垢最根本的 原因是三元复合驱注入水组成复杂，在加入了碱、表 面活性剂和聚合物等化学剂后，发生不同的物理、化 学变化，一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和 微溶的物质。这些成垢物质随着地层中温度、压力、 pH 值等热力学与化学条件的改变而结晶析出，形成 了成分复杂的三元复合驱垢。结垢过程可用下式表 示：水溶液→溶解度→过饱和度→晶体析出→晶体长 大→结垢[1]。其中过饱和度是结垢的首要条件。结合前 人研究成果[1-7]与本试验所得到结论，总结出三元复合 驱垢主要是由硅垢、碳酸盐垢、硫酸盐垢及有机质等 组成的混合垢，厚度可达 2.0~3.0 mm，且质地坚硬。
3结论
（1）大庆三元复合驱垢样主要是碳酸盐、硅酸盐、 腐蚀产物和有机物的混合垢，水分以吸附水和结构水 的形式存在。
（2）随着时间的增长，采出井碳酸盐含量降低，
硅酸盐含量增加。 （3）从井口到井底，碳酸盐含量减少，硅酸盐含
量增加，油中的重组分也是成垢物质，靠近井底处沥 青含量较高，靠近井口处芳烃含量较高，饱和烃和非 芳烃含量基本一致。
［3］ 王贤君，谢朝阳，王庆国． 三元复合驱采油井结垢物质组 成分析研究［J］． 油田化学，2003，20（4）：307-330．
［4］ 高小鹏，张伟峰，王炎明，等． 孤岛油田三元复合驱油井结 垢机理分析与治理措施［J］． 油气地质与采收率，2003，10 （2）：66-68．
同时通过差热-热重分析可知两垢样均含有吸附 水和结构水，且热重曲线在 40℃时都有峰值；两垢样 在 500～600℃分别失重 9.1%和 10.0%，表明两垢样中 的有机物含量相当。由红外射线分析结果，还可看到 除了含有碳酸盐和硅酸盐峰外，还含有烷基、伯胺类 和酰胺基等官能团峰，这主要是聚丙烯酰胺及其降解 产物。
（4）结垢与腐蚀并生，成垢物质加剧了管线的化 学腐蚀，同时腐蚀产物也成为结垢的核心物质，促进 了垢的生成。
（5）提高回注水质量，考虑注入水与地层水的配 伍性，否则容易引起结垢。
（6）采用地层水或油田污水与注入水在地表以最 佳比例混配，提前沉淀成垢离子，可除垢防垢，且成本 低，简单易行，普遍适用[7]。
筛管
抽油杆
20
30
40Βιβλιοθήκη Baidu
50
60
图 1 采出井不同部位垢样 X-射线衍射图谱
表 1 抽油杆不同时期垢样化学成分分析结果 %
化学成分 结垢初期 结垢中期
K2O
0.02
0.03
Na2O
1.14
4.68
CaCO3
64.97
24.74
MgCO3
0.54
0.38
BaCO3
4.55
3.02
Fe2O3
0.10
0.10
参考文献：
［1］ 路 遥，陈立滇． 油田水结垢问题［J］． 油田化学，1995，12 （3）：282．
［2］ Ramstad K，Tydal T，Ellersten E. Precipitation and deposi－ tion of CaCO［3 A］. Laboratory studies and field experience ［C］. NIF Tenth International Oil Field Chemicals Sympo－ sium, Fagernes, Norway, 1999.
表 2 采出井不同部位同一时期垢样化学成分分析结果 %
化学成分 抽油杆 筛管
K2O
5.0 2.8
Na2O
0.5 0.4
CaCO3 44.5 39.3
MgCO3 3.7 4.4
BaCO3
4.0 0.0
Fe2O3
0.5 1.0
尾管 2.5 0.7
29.3 4.2 0.0 0.9
化学成分 抽油杆 筛管
SiO2
差热－热重（TG/DTA）分析曲线采用 PerkinElmer 生产的 DiamondTG/DTA 型热重－差热分析仪分析测 试。将研磨后的垢样从 10℃开始以每分钟 10℃的速 率升温至 900℃，保温 l0 min. 测试在空气中进行，测 试各垢样的分解速率随温度的变化关系。红外光谱采 用 Bruker 生产的 Tensor27 型红外光谱仪，KBr 压片
（2）定量分析 将研磨后的垢样分别进行灼烧减 量、金属离子、碳酸盐和酸不溶物的测定，盐酸不溶物 采用高氯酸、浓硝酸经微波消解后再测定，主要垢物
收稿日期：2009－05-13
修订日期：2009－07-24
作者简介：张秋实（1983-），男，黑龙江五大连池人，硕士，油气田开发，（Tel）15941392502（E-mail）happychenwei1983@163.com.
13.0 25.8
BaSO4
0
0
Na2SiO3 9.7 10.7
Oil
14.5 10.1
H2O
4.0 2.8
尾管 33.5
0 14.1 11.7 3.5
由表 2 可看出，采出井不同部位碳酸盐含量为： 抽油杆>筛管>尾管，硅酸盐含量：抽油杆<筛管<尾管。 由此我们可以判断，从井口到井底，碳酸盐含量逐渐 减少，硅酸盐含量不断增加，有少量的腐蚀垢。
三元复合驱无机垢的形成主要有下面几种方式： ① 氢氧化物垢 Ca2++OH- → Ca（OH）2↓；
Mg2++OH- → Mg（OH）2↓;
· 80 ·
新疆石油地质
2010 年
4Fe（OH）2+O2+2H2O → 4Fe（OH）3↓； ② 碳酸盐垢 Ca2++CO23- → CaCO3↓；
Mg2++CO23- → MgCO3↓； ③ 硅酸盐垢 Ca2++SiO23-→ CaSiO3↓；
第 31 卷 第 1 期 2010 年 2 月
新新 疆疆 石石 油油 地地 质质 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY
Vol． 3210，1N0o．年1 Feb． 2010
文章编号：1001－3873（2010）01－0078－03
大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律
张秋实，陈 微
采出井同一部位，随着时间的变化碳酸盐含量逐渐降低，硅酸盐含量增加；同一时间，从井口到井底，碳酸盐含量降
低，硅酸盐含量增加。根据结垢特点提出了油田防垢除垢的可行性建议。
关键词：大庆油田；三元复合驱；注采井；结垢；规律
中图分类号：TE357.434; TE358.5
文献标识码：A
三元复合驱是 20 世纪 80 年代发展起来的三次 采油新技术，与聚合物驱、水驱相比，在降低生产成本 的同时，进一步扩大了波及体积，提高了驱油效率，使 得三元复合驱成为很有发展前景的提高采收率技术。 但在矿场试验过程中，由于三元复合驱强碱的注入， 采出水的水质成分复杂、矿化度高，经处理后仍存在 着导致结垢和腐蚀的诸多因素，腐蚀产物也可成为结 垢的核心，加快了采出井结垢的速率，这一系列因素 造成了严重的采出井结垢现象，增加了设备维修成 本，同时也给油井维护工作增大了难度，成为制约三 元复合驱推广的瓶颈之一。
2 结果与讨论
通过上述定性和定量分析，总结出三元复合驱采 出井的结垢规律。 2.1 采出井不同时期同一部位结垢规律
（1）定性分析 根据现场取样，通过 X 衍射、红外、 差热-热重分析等手段，对三元复合驱采出井垢样的 主要成分进行定性分析，为准确测定垢样中的成垢物 质提供先决条件。根据抽油杆垢的 X-射线衍射图谱 （图 1）可知，抽油杆垢的结垢初期主要有碳酸盐、硅 酸盐和金属硫化物等，中期主要含有无定型 SiO2、硅 单体、硅铝酸盐和碳酸盐。
化学成分 结垢初期
SiO2
3.24
BaSO4
0
Na2SiO3 11.22
Oil
6.58
H2O
1.24
结垢中期 40.42 0 10.70 11.98 3.89
由表 1 可看出，随着时间的增长，碳酸盐含量降 低，硅酸盐含量增加。这主要是由于三元复合驱碱的 注入，使体系中钙、镁离子的沉淀趋势增强，在井筒内 降低压力或升高温度都可使注入水中的钙、镁与碳酸 根离子沉积成垢。当流体的压力降到二氧化碳泡点以 下，二氧化碳就从溶液中释放出来，注入水的 pH 值 上升，降低了碳酸钙的溶解能力，因而使之沉淀。但硅 离子的饱和溶解度随 pH 值增加而增加，使成垢的硅 离子含量降低，因此结垢初期主要是以碳酸盐为主。 在自然条件下，硅酸盐沉淀物是高水合非晶态物质， 不容易粘附在金属表面上，但它们可吸附在方解石 （碳酸钙）和氧化物表面上。所以，随着时间及井筒内 采出水温度、压力及动力学条件的变化，硅酸根离子 与其他离子逐渐趋于平衡，初期形成的碳酸盐垢成为 硅酸盐垢沉积的核心，进一步形成混合垢，因此抽油 杆垢中的硅酸盐含量逐渐增加，结垢中期主要以硅酸 盐为主。 2.2 采出井同一时间不同部位垢样分析
Mg2++SiO23- → MgSiO3↓； ④ 硫酸盐垢 Ca2++SiO24-→ CaSO4↓；
Ba2++SO24- → BaSO4↓. 无定型二氧化硅垢的形成主要是由于采出液中 含有可溶性硅酸，受 pH 值、温度和压力等因素影响， 硅酸聚合成酸胶，凝胶脱水进而形成二氧化硅垢。 采出井结垢除了上述结垢方式以外，还有腐蚀导 致的水垢。由表 1 和表 2 可知，采出井垢中氧化铁含 量最高可达 1.04%. 分析其机理主要为：腐蚀与结垢 相伴而生，注入水中形成的难溶物质覆盖在管道表 面，该表面成为电池反应中被腐蚀的阳极，被逐渐氧 化，并向管壁的内部不断侵入。同时，水中溶解的硫化 氢气体、二氧化碳气体及铁细菌、硫酸还原菌等都可 以借助表面成垢物质的掩护，在垢下腐蚀管道的基 体，形成严重的垢下腐蚀产物（碳酸铁、硫化铁等），并 生成新的深层水。因此，没有其他种类垢的协助，这种 腐蚀成垢方式难以真正形成。 有机垢主要是由无机盐垢吸附了注入水中的油 组分和聚合物等有机物而形成的。由表 1 和表 2 可看 出，垢中的含油量最高达 15%，可见，注入水回注前油 水分离效果不好，也是导致采出井结垢速率快的原因 之一。
（1）定性分析 由 X-射线衍射图谱可知，采出井 的抽油杆、筛管、尾管垢样图谱峰型基本一致，即它们 的组成物质基本相同（图 1）。结合差热-热重分析和 IR（红外）分析结果可知，采出井的垢样主要是无机盐 垢（碳酸盐垢、硅垢、金属氧化物、硫化物）和有机物的 混合垢，这 3 个垢样有机物含量高，在 500～600℃时失
第 31 卷 第 1 期
分析结果见表 1.
张秋实，等：大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律
· 79 ·
重明显，有机物主要是原油和聚丙烯酰胺及其残体。
（2）定量分析 将研磨后的垢样分别进行灼烧减
量、金属离子、碳酸盐和酸不溶物的测定，盐酸不溶物
尾管
采用高氯酸，浓硝酸经微波消解后再测定，主要成垢
物质含量数据见表 2.
本文针对大庆油田三元复合驱采出井的结垢现 状，采用物理和化学分析手段分析三元复合驱混合垢 样的主要成分，并根据不同时间、不同部位垢样的组 成，总结出采出井结垢规律，并提出可行性的防垢、除 垢措施。
1 实验部分
垢样的定量测定分别进行灼烧减量、酸不溶物、 成垢金属离子、碳酸根、碳酸氢根、原油组分和硅含量 的测定。分析仪器为原子吸收（AAS）、等离子发射光 谱仪（ICP）等。
（辽宁石油化工大学 储运与建筑工程学院，辽宁 抚顺 113001）
摘 要：三元复合驱具有良好的驱油效果，比水驱可提高采收率 20%以上。但由于强碱化学剂的注入，使三元复合驱
注采系统产生了严重的结垢现象，影响了油田生产的正常运行。对大庆油田三元复合驱的代表性垢样进行了成分分
析，结果表明，三元复合驱结垢物的主要成分为钙镁碳酸盐、硅酸盐、管线腐蚀产物和有机质，且结垢遵循以下规律：
针对含油量较多的抽油杆和尾管进行了原油族 组分分析（表 3）。
部位 抽油杆 尾管
表 3 垢样原油族组分柱层析分析结果
沥青
饱和烃
芳烃
非芳烃
5.7
60.3
20.3
12.5
11.2
63.5
7.2
14.0
% 总量 98.8 95.9
由表 3 可看出，近井底处沥青含量较高，近井口 处芳烃含量较高；饱和烃和非芳烃含量在井口和井底 基本一致。
法进行测定，光谱范围：4 000~400 cm-1，测试各垢样 的红外谱图。XRD（X-射线衍射）分析用日本理学生 产的 D/MAX-2200 型 X-射线衍射仪，仪器使用 Cu 靶，在电压为 40 V，电流为 20 A 的状态下工作，以 10°/min 的速率对垢样进行扫描。以 2θ 角进行分析， 得到垢样的 X-射线衍射谱图。
（3）采出井结垢机理分析 采出井结垢最根本的 原因是三元复合驱注入水组成复杂，在加入了碱、表 面活性剂和聚合物等化学剂后，发生不同的物理、化 学变化，一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和 微溶的物质。这些成垢物质随着地层中温度、压力、 pH 值等热力学与化学条件的改变而结晶析出，形成 了成分复杂的三元复合驱垢。结垢过程可用下式表 示：水溶液→溶解度→过饱和度→晶体析出→晶体长 大→结垢[1]。其中过饱和度是结垢的首要条件。结合前 人研究成果[1-7]与本试验所得到结论，总结出三元复合 驱垢主要是由硅垢、碳酸盐垢、硫酸盐垢及有机质等 组成的混合垢，厚度可达 2.0~3.0 mm，且质地坚硬。
3结论
（1）大庆三元复合驱垢样主要是碳酸盐、硅酸盐、 腐蚀产物和有机物的混合垢，水分以吸附水和结构水 的形式存在。
（2）随着时间的增长，采出井碳酸盐含量降低，
硅酸盐含量增加。 （3）从井口到井底，碳酸盐含量减少，硅酸盐含
量增加，油中的重组分也是成垢物质，靠近井底处沥 青含量较高，靠近井口处芳烃含量较高，饱和烃和非 芳烃含量基本一致。
［3］ 王贤君，谢朝阳，王庆国． 三元复合驱采油井结垢物质组 成分析研究［J］． 油田化学，2003，20（4）：307-330．
［4］ 高小鹏，张伟峰，王炎明，等． 孤岛油田三元复合驱油井结 垢机理分析与治理措施［J］． 油气地质与采收率，2003，10 （2）：66-68．
同时通过差热-热重分析可知两垢样均含有吸附 水和结构水，且热重曲线在 40℃时都有峰值；两垢样 在 500～600℃分别失重 9.1%和 10.0%，表明两垢样中 的有机物含量相当。由红外射线分析结果，还可看到 除了含有碳酸盐和硅酸盐峰外，还含有烷基、伯胺类 和酰胺基等官能团峰，这主要是聚丙烯酰胺及其降解 产物。
（4）结垢与腐蚀并生，成垢物质加剧了管线的化 学腐蚀，同时腐蚀产物也成为结垢的核心物质，促进 了垢的生成。
（5）提高回注水质量，考虑注入水与地层水的配 伍性，否则容易引起结垢。
（6）采用地层水或油田污水与注入水在地表以最 佳比例混配，提前沉淀成垢离子，可除垢防垢，且成本 低，简单易行，普遍适用[7]。
筛管
抽油杆
20
30
40Βιβλιοθήκη Baidu
50
60
图 1 采出井不同部位垢样 X-射线衍射图谱
表 1 抽油杆不同时期垢样化学成分分析结果 %
化学成分 结垢初期 结垢中期
K2O
0.02
0.03
Na2O
1.14
4.68
CaCO3
64.97
24.74
MgCO3
0.54
0.38
BaCO3
4.55
3.02
Fe2O3
0.10
0.10
参考文献：
［1］ 路 遥，陈立滇． 油田水结垢问题［J］． 油田化学，1995，12 （3）：282．
［2］ Ramstad K，Tydal T，Ellersten E. Precipitation and deposi－ tion of CaCO［3 A］. Laboratory studies and field experience ［C］. NIF Tenth International Oil Field Chemicals Sympo－ sium, Fagernes, Norway, 1999.
表 2 采出井不同部位同一时期垢样化学成分分析结果 %
化学成分 抽油杆 筛管
K2O
5.0 2.8
Na2O
0.5 0.4
CaCO3 44.5 39.3
MgCO3 3.7 4.4
BaCO3
4.0 0.0
Fe2O3
0.5 1.0
尾管 2.5 0.7
29.3 4.2 0.0 0.9
化学成分 抽油杆 筛管
SiO2
差热－热重（TG/DTA）分析曲线采用 PerkinElmer 生产的 DiamondTG/DTA 型热重－差热分析仪分析测 试。将研磨后的垢样从 10℃开始以每分钟 10℃的速 率升温至 900℃，保温 l0 min. 测试在空气中进行，测 试各垢样的分解速率随温度的变化关系。红外光谱采 用 Bruker 生产的 Tensor27 型红外光谱仪，KBr 压片
（2）定量分析 将研磨后的垢样分别进行灼烧减 量、金属离子、碳酸盐和酸不溶物的测定，盐酸不溶物 采用高氯酸、浓硝酸经微波消解后再测定，主要垢物
收稿日期：2009－05-13
修订日期：2009－07-24
作者简介：张秋实（1983-），男，黑龙江五大连池人，硕士，油气田开发，（Tel）15941392502（E-mail）happychenwei1983@163.com.
13.0 25.8
BaSO4
0
0
Na2SiO3 9.7 10.7
Oil
14.5 10.1
H2O
4.0 2.8
尾管 33.5
0 14.1 11.7 3.5
由表 2 可看出，采出井不同部位碳酸盐含量为： 抽油杆>筛管>尾管，硅酸盐含量：抽油杆<筛管<尾管。 由此我们可以判断，从井口到井底，碳酸盐含量逐渐 减少，硅酸盐含量不断增加，有少量的腐蚀垢。
三元复合驱无机垢的形成主要有下面几种方式： ① 氢氧化物垢 Ca2++OH- → Ca（OH）2↓；
Mg2++OH- → Mg（OH）2↓;
· 80 ·
新疆石油地质
2010 年
4Fe（OH）2+O2+2H2O → 4Fe（OH）3↓； ② 碳酸盐垢 Ca2++CO23- → CaCO3↓；
Mg2++CO23- → MgCO3↓； ③ 硅酸盐垢 Ca2++SiO23-→ CaSiO3↓；
第 31 卷 第 1 期 2010 年 2 月
新新 疆疆 石石 油油 地地 质质 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY
Vol． 3210，1N0o．年1 Feb． 2010
文章编号：1001－3873（2010）01－0078－03
大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律
张秋实，陈 微
采出井同一部位，随着时间的变化碳酸盐含量逐渐降低，硅酸盐含量增加；同一时间，从井口到井底，碳酸盐含量降
低，硅酸盐含量增加。根据结垢特点提出了油田防垢除垢的可行性建议。
关键词：大庆油田；三元复合驱；注采井；结垢；规律
中图分类号：TE357.434; TE358.5
文献标识码：A
三元复合驱是 20 世纪 80 年代发展起来的三次 采油新技术，与聚合物驱、水驱相比，在降低生产成本 的同时，进一步扩大了波及体积，提高了驱油效率，使 得三元复合驱成为很有发展前景的提高采收率技术。 但在矿场试验过程中，由于三元复合驱强碱的注入， 采出水的水质成分复杂、矿化度高，经处理后仍存在 着导致结垢和腐蚀的诸多因素，腐蚀产物也可成为结 垢的核心，加快了采出井结垢的速率，这一系列因素 造成了严重的采出井结垢现象，增加了设备维修成 本，同时也给油井维护工作增大了难度，成为制约三 元复合驱推广的瓶颈之一。
2 结果与讨论
通过上述定性和定量分析，总结出三元复合驱采 出井的结垢规律。 2.1 采出井不同时期同一部位结垢规律
（1）定性分析 根据现场取样，通过 X 衍射、红外、 差热-热重分析等手段，对三元复合驱采出井垢样的 主要成分进行定性分析，为准确测定垢样中的成垢物 质提供先决条件。根据抽油杆垢的 X-射线衍射图谱 （图 1）可知，抽油杆垢的结垢初期主要有碳酸盐、硅 酸盐和金属硫化物等，中期主要含有无定型 SiO2、硅 单体、硅铝酸盐和碳酸盐。
化学成分 结垢初期
SiO2
3.24
BaSO4
0
Na2SiO3 11.22
Oil
6.58
H2O
1.24
结垢中期 40.42 0 10.70 11.98 3.89
由表 1 可看出，随着时间的增长，碳酸盐含量降 低，硅酸盐含量增加。这主要是由于三元复合驱碱的 注入，使体系中钙、镁离子的沉淀趋势增强，在井筒内 降低压力或升高温度都可使注入水中的钙、镁与碳酸 根离子沉积成垢。当流体的压力降到二氧化碳泡点以 下，二氧化碳就从溶液中释放出来，注入水的 pH 值 上升，降低了碳酸钙的溶解能力，因而使之沉淀。但硅 离子的饱和溶解度随 pH 值增加而增加，使成垢的硅 离子含量降低，因此结垢初期主要是以碳酸盐为主。 在自然条件下，硅酸盐沉淀物是高水合非晶态物质， 不容易粘附在金属表面上，但它们可吸附在方解石 （碳酸钙）和氧化物表面上。所以，随着时间及井筒内 采出水温度、压力及动力学条件的变化，硅酸根离子 与其他离子逐渐趋于平衡，初期形成的碳酸盐垢成为 硅酸盐垢沉积的核心，进一步形成混合垢，因此抽油 杆垢中的硅酸盐含量逐渐增加，结垢中期主要以硅酸 盐为主。 2.2 采出井同一时间不同部位垢样分析
Mg2++SiO23- → MgSiO3↓； ④ 硫酸盐垢 Ca2++SiO24-→ CaSO4↓；
Ba2++SO24- → BaSO4↓. 无定型二氧化硅垢的形成主要是由于采出液中 含有可溶性硅酸，受 pH 值、温度和压力等因素影响， 硅酸聚合成酸胶，凝胶脱水进而形成二氧化硅垢。 采出井结垢除了上述结垢方式以外，还有腐蚀导 致的水垢。由表 1 和表 2 可知，采出井垢中氧化铁含 量最高可达 1.04%. 分析其机理主要为：腐蚀与结垢 相伴而生，注入水中形成的难溶物质覆盖在管道表 面，该表面成为电池反应中被腐蚀的阳极，被逐渐氧 化，并向管壁的内部不断侵入。同时，水中溶解的硫化 氢气体、二氧化碳气体及铁细菌、硫酸还原菌等都可 以借助表面成垢物质的掩护，在垢下腐蚀管道的基 体，形成严重的垢下腐蚀产物（碳酸铁、硫化铁等），并 生成新的深层水。因此，没有其他种类垢的协助，这种 腐蚀成垢方式难以真正形成。 有机垢主要是由无机盐垢吸附了注入水中的油 组分和聚合物等有机物而形成的。由表 1 和表 2 可看 出，垢中的含油量最高达 15%，可见，注入水回注前油 水分离效果不好，也是导致采出井结垢速率快的原因 之一。
（1）定性分析 由 X-射线衍射图谱可知，采出井 的抽油杆、筛管、尾管垢样图谱峰型基本一致，即它们 的组成物质基本相同（图 1）。结合差热-热重分析和 IR（红外）分析结果可知，采出井的垢样主要是无机盐 垢（碳酸盐垢、硅垢、金属氧化物、硫化物）和有机物的 混合垢，这 3 个垢样有机物含量高，在 500～600℃时失
第 31 卷 第 1 期
分析结果见表 1.
张秋实，等：大庆油田三元复合驱采出井结垢性质和规律
· 79 ·
重明显，有机物主要是原油和聚丙烯酰胺及其残体。
（2）定量分析 将研磨后的垢样分别进行灼烧减
量、金属离子、碳酸盐和酸不溶物的测定，盐酸不溶物
尾管
采用高氯酸，浓硝酸经微波消解后再测定，主要成垢
物质含量数据见表 2.
本文针对大庆油田三元复合驱采出井的结垢现 状，采用物理和化学分析手段分析三元复合驱混合垢 样的主要成分，并根据不同时间、不同部位垢样的组 成，总结出采出井结垢规律，并提出可行性的防垢、除 垢措施。
1 实验部分
垢样的定量测定分别进行灼烧减量、酸不溶物、 成垢金属离子、碳酸根、碳酸氢根、原油组分和硅含量 的测定。分析仪器为原子吸收（AAS）、等离子发射光 谱仪（ICP）等。
（辽宁石油化工大学 储运与建筑工程学院，辽宁 抚顺 113001）
摘 要：三元复合驱具有良好的驱油效果，比水驱可提高采收率 20%以上。但由于强碱化学剂的注入，使三元复合驱
注采系统产生了严重的结垢现象，影响了油田生产的正常运行。对大庆油田三元复合驱的代表性垢样进行了成分分
析，结果表明，三元复合驱结垢物的主要成分为钙镁碳酸盐、硅酸盐、管线腐蚀产物和有机质，且结垢遵循以下规律：
针对含油量较多的抽油杆和尾管进行了原油族 组分分析（表 3）。
部位 抽油杆 尾管
表 3 垢样原油族组分柱层析分析结果
沥青
饱和烃
芳烃
非芳烃
5.7
60.3
20.3
12.5
11.2
63.5
7.2
14.0
% 总量 98.8 95.9
由表 3 可看出，近井底处沥青含量较高，近井口 处芳烃含量较高；饱和烃和非芳烃含量在井口和井底 基本一致。
法进行测定，光谱范围：4 000~400 cm-1，测试各垢样 的红外谱图。XRD（X-射线衍射）分析用日本理学生 产的 D/MAX-2200 型 X-射线衍射仪，仪器使用 Cu 靶，在电压为 40 V，电流为 20 A 的状态下工作，以 10°/min 的速率对垢样进行扫描。以 2θ 角进行分析， 得到垢样的 X-射线衍射谱图。