油田管道阻垢剂阻垢性能及分子动力学模拟研究

为油田筛选高效阻垢剂对保障油田安全生产具有重要的意义。以长庆油田采油一厂某区块的油田水为研究对象，利用静态阻垢实验研究了1-烃基乙烷-1,1-二磷酸（HEDP）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、聚丙烯酸（PAA）、丙烯酸-马来酸酐共聚物（AA-MA）4种油田常用阻垢剂的阻垢性能。同时利用分子动力学模拟阻垢剂与碳酸钙垢晶体表面相互作用过程，明确造成4种阻垢剂阻垢效率不同的微观机理。结果表明，4种阻垢剂的阻垢效率的大小顺序为HEDP> ATMP>AAMA>PAA；分子动力学模拟得到多元膦酸型和聚合物型阻垢剂都是通过吸附在碳酸钙垢晶体表面，与其发生相互作用，影响晶体有序生长过程，从而实现阻垢作用。阻垢剂与碳酸钙晶体表面的结合能大小不同是影响阻垢效率的关键因素之一。该研究可为同类油田筛选高效阻垢剂提供理论指导。     

共聚物阻垢剂AA/AMPS制备及其性能研究

在水溶液中,以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成集膦酸基、羧酸基、磺酸基于一体的共聚物.探讨了钙容忍度、Fe2O3的分散性能、pH值等对共聚物阻垢性能的影响.研究表明,该阻垢剂有较好的阻CaCO3垢、Ca3(PO4)2垢能力及分散性能和缓蚀性能.     

复配阻垢剂的性能及阻垢机理研究

采用静态阻垢法对聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)组成的复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用SEM初步探讨了复配阻垢剂的阻垢机理.结果表明与进口阻垢剂MDC220和PTP-0100相比,复配阻垢剂对CaCO3,CaSO4和Fe2O3有很好的阻垢性能,硬度和碱度对复配阻垢剂的阻垢性能影响较小.对加入复配阻垢剂前后的碳酸钙垢样和硫酸钙垢样进行了分析,结果表明,复配阻垢剂使垢的晶格产生了畸变,使晶体从有规则致密结构的晶体变为松软的不定型体.     

重垢水缓蚀阻垢剂的研究

以PBTCA、锌盐、阻垢剂EB等为基础，运用旋转挂片法和静态阻垢法对某地下重垢水进行缓蚀阻垢研究，得到了一种对缓蚀、阻垢性能优良且性能价格比合理的复合缓蚀阻垢剂。利用扫描电子显微镜和X衍射对有无阻垢剂存在条件下垢样的微观形态进行了观察对比，进而对复配药剂的阻垢机理进行了初步探讨。     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果研究

硫酸钡垢结构致密且一般不溶于酸,目前针对该类垢型最有效的解决办法就是在注入水中加入化学阻垢剂。选取DETPMP、EDTMPS、GY-405、HX-1、AMPS(2-丙烯酸-2-甲基丙磺酸)五种阻垢剂进行复配,采用钡离子络合滴定方法筛选出阻垢效果较好的复配型阻垢剂,再利用正交实验优化阻垢剂的配方。实验结果表明:阻垢剂两两复配时,GY-405与DETPMP在复配比为2:1时对硫酸钡垢阻垢效果最好,阻垢率最高可达到62.36%;三种阻垢剂复配时,利用正交软件可知,在GY-405、DETPMP、AMPS的浓度分别为25 mg/L、25 mg/L、15 mg/L时,该复配型阻垢剂对硫酸钡的阻垢效果最好,可达80%以上。选取Ba2+浓度、温度、矿化度、p H作为影响因素,对复配阻垢剂进行正交评价实验。通过正交实验可知,在四种因素共同作用下,当矿化度为42 g/L、Ba2+浓度为800 mg/L、p H为7、温度为85℃时,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢率最大。四种因素中,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序为Ba2+浓度p H矿化度温度。     

固体阻垢剂ZGJ-1的室内研制

针对油田结垢特点和液体阻垢剂存在间歇注入、加药不均匀、药效短、消耗大和效果不稳定等缺点,室内合成了母体阻垢剂,研制筛选出了增效剂、粘合剂的配方,固体阻垢剂ZGJ-1的成型方法和工艺,建立了固体阻垢剂平均溶解速率及溶出率的评价方法,80℃时静、动态平均溶解速率分别为0.130 8、0.159 2g/d·cm²,在加药量为10mg/L时对油田污水的阻垢率达到98.9%。现已在胜利油田推广应用。     

水溶性固体阻垢剂的合成及阻垢性能研究

研究了丙烯酸—烯丙基磺酸钠(AA—SAS)二元共聚水溶性固体阻垢剂的合成工艺及对碳酸钙的阻垢效果。探讨了单体配比、引发剂用量与共聚物阻垢性能的关系,测定了共聚物在不同水质中的阻垢性能。结果表明,AA—SAS水溶性共聚物对CaCO3垢具有很好的防止效果。     

两性离子聚合物硅垢阻垢剂的合成及阻垢性能

采用水溶液自由基聚合法,引入一种新型烯丙基型季铵盐阳离子——三羟乙基烯丙基季铵盐,与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)在氧化-还原引发剂体系下合成一种两性三元共聚物。在静态条件下考察最佳合成条件:单体配比n(季铵盐阳离子)∶n(丙烯酰胺)∶n(AMPS)为1∶2∶1,聚合温度为60℃、反应时间为4 h、引发剂质量分数为4. 5%时,合成的聚合物阻垢性能最好。性能评价结果表明,阻垢剂质量浓度为120 mg/L时,对硅垢的阻垢率可达到78. 2%。通过加入阻垢剂前后垢样的电镜扫描图可知,加入阻垢剂的垢样疏松分散。     

高含水期的一种防腐阻垢新技术

油田进入高含水开发后,采油设备的腐蚀结垢现象日趋严重,给油田的开发带来了很大的经济损失。由于从井口加入液体缓蚀阻垢剂存在很多缺.点,因此提出了在油井中使用固体缓恤阻垢剂的防腐阻垢新方法。以纯化油田为例,介绍了固体缓蚀阻垢剂的研制方法:在分析其腐位结垢原因的基础上,进行固体缓蚀阻垢剂的研制,在现场应用后获得了较好的防腐队垢效果。     

采油污水回注系统高效缓蚀阻垢剂

针对辽河油田某采油厂采油污水回注系统腐蚀结垢的严重情况,分析了注水系统水质各项指标,明确其腐蚀结垢原因.通过实验室动态模拟实验、现场试验等方法,筛选复配适合用于采油污水的缓蚀阻垢剂.实验结果表明,在药剂质量浓度45mg/L时,注水系统腐蚀速率为0.05mm/a,阻垢率达98%以上,能同时实现腐蚀与结垢的有效控制.该药剂投加剂量小,成本低,缓蚀阻垢效果优良,具有较好的推广应用价值.     

一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制

针对循环冷却水系统的结垢和设备腐蚀问题,研制了GCS系列阻垢缓蚀剂.采用碳酸钙沉积法和静态挂片失重法考察了其阻垢性能和缓蚀性能.结果表明:阻垢缓蚀剂GCS-6在水中具有良好的溶解性;当其浓度为25 mg/L时,阻CaCO3垢率为99.53%,缓蚀率为96.20%,年腐蚀速率为0.008 6 mm/a.并用扫描电镜、动电位电化学极化曲线、电子能谱,探讨了其阻垢机理和缓蚀机理.     

三元共聚物与PESA复配及其对循环冷却水阻垢性能的影响

合成了丙烯酸／丙烯酰胺／马来酸酐（AA／AM／MA）三元共聚物，并探讨了共聚物与聚环氧琥珀酸（PESA）物理复配后的阻垢效果．研究了共聚物分子量、阻垢剂用量以及钙离子浓度、溶液pH值等因素对阻垢性能的影响．实验结果表明，AA／AM／MA共聚物与PESA复配后具有良好的阻垢效率．     

碳酸钙阻垢效果影响因素实验研究

为了研究多因素共同作用对碳酸钙阻垢效果的影响,采用静态阻垢法对筛选出的浓度为100 mg/L 的PESA 阻垢剂开展了碳酸钙阻垢效果影响因素研究。首先,采用单因素分析法开展了阻垢剂类型、浓度、碳酸钙过饱和度、含 盐量以及pH 值对碳酸钙阻垢效果的影响实验,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含盐 量、温度、CO2 分压和pH 值共同作用时对碳酸钙阻垢效果的影响。单因素实验结果表明,随着碳酸钙过饱和度的增大 阻垢剂PESA 的阻垢率减小,随着含盐量的增大阻垢剂PESA 的阻垢率先增大后相对减小,随着pH 值的增大阻垢剂 PESA 的阻垢率先增大后减小;临界含盐量为50 g/L 时,阻垢率可达95.85%;pH 值为6.5∼8.0 时阻垢效果最佳,阻垢 率为90%。由正交实验结果可知,温度对PESA 阻垢剂的阻垢率影响最为显著,对应的极差为8.2,P 值为0.002,其次 为pH 值和CO2 分压,而含盐量的影响作用微乎其微。最优因素水平组合为温度60℃、pH 值7.5、CO2 分压1.5 MPa、 含盐量5.5 g/L,此时阻垢剂PESA 对碳酸钙的阻垢效果最好。     

复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果及垢晶微观形貌影响

针对石南1631注水井结垢问题,以该注水井水样分析数据为基础,应用Scale-Chem结垢预测软件对该注水井的结垢类型进行了预测,得到该注水井的主要结垢类型为碳酸钙垢,并与现场垢样分析结果进行了对比。为了减缓结垢对注水的影响,选用五种阻垢剂对该注水井水样开展了阻垢效果研究。在阻垢剂单剂对注入水水样阻垢效果实验研究的基础上,将优选出的阻垢剂PESA与DTPMPA以2:1 复配,当阻垢剂浓度为80mg/L时,阻垢率达到90.26%。为明确复配阻垢剂的阻垢机理,对加入不同复配阻垢剂浓度前后形成的垢晶进行了扫描电镜分析与X-射线衍射分析,分析结果表明,复配阻垢剂对碳酸钙晶体的形貌与晶体粒径均有一定程度的影响,在实验所用复配阻垢剂浓度范围内,阻垢剂浓度越高,碳酸钙晶体的平均粒径越小;复配阻垢剂主要通过螯合增溶与晶格畸变,在碳酸钙垢的形成过程起到了抑制作用。     

环氧琥珀酸共聚物的制备及对硫酸钡的阻垢作用

将环氧琥珀酸(ESA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)三种单体共聚,再将该三元共聚物与膦羧酸(PBTCA)复配,制备了一种阻垢剂EAHP。初步探讨了该阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢机理。结果表明,在m_ESA:m_AA:m_HPA:m_PBTCA=1:0.5:0.5:0.5、催化剂的质量分数0.3%、温度88~93℃和反应时间4h时,可制得阻垢性能优异的阻垢剂。阻垢剂的加入量为15mg/L时,其对硫酸钡的阻垢率达到100%,远优于各种常见的阻垢剂,从而为原油开采中遇到的硫酸钡阻垢难题提供了一种解决办法。该阻垢剂对硫酸钡的优异阻垢性可能是—OH和—COOH基团及—O—基团共同作用的结果。。     

化学剂防碳酸钙垢的机理研究进展

介绍了近几年来从宏观和微观上对防碳酸钙垢的机理的研究.宏观上,防垢剂可以使热力学上不稳定的文石和六方方解石在动力学上稳定存在,并且随着防垢效果的提高,这些晶形在生成的碳酸钙垢中的含量越来越大.上述碳酸钙晶形的变化,归因于防垢剂对不同结晶过程的阻止能力.微观上,通过计算机模拟技术和先进的实验手段,揭示了防垢剂在晶体活性点上的吸附,该吸附对碳酸钙的生长和溶解均有阻止作用.同时指出,除涉及固液界面上防垢剂和碳酸钙的作用外,防垢剂对碳酸钙生长的控制还与防垢剂和溶液中成垢离子的作用有关,对此国内外论及极少.     

浅谈高分子阻垢剂的研究进展

详细介绍了天然高分子阻垢剂、含磷低分子阻垢剂、含磷高分子阻垢剂、聚羧酸类高分子阻垢剂、磺酸盐高分子阻垢剂和绿色环保型高分子阻垢剂的研究进展情况。     

油田注水结垢影响因素研究

模拟某油田注水环境,通过测定模拟水样失钙率和SEM观察垢物晶型,分析常压静态和高温、高压动态条件下油田结垢的影响因素．试验结果表明：在常压静态条件下,随着矿化度的提高,水样中NaCl浓度提高,失钙率先提高后下降;在高温、高压动态条件下,随着温度的升高和pH值的增加,模拟水样的失钙率提高,油田结垢趋势增强;随着压力、流速的增加,模拟水样的失钙率下降,油田结垢趋势减弱．SEM观察结果表明：某油田结垢的主要原因是温度变化和注水与地层水混合后pH值的变化,阻垢措施应为：调节注水的酸碱度和选用耐温性好的阻垢剂．     

四元聚合缓蚀阻垢剂PMAHP的制备与表征

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、膦酸丁烷-1,2,4三羧酸(PBT-CA)为单体,水为溶剂,过硫酸钠/次磷酸钠为引发剂,制备了四元聚合缓蚀阻垢剂PMAHP,并通过大量试验确定了最佳制备条件。结果表明:PMAHP质量浓度为20 mg/L时,其对碳酸钙垢和磷酸钙垢阻垢率分别达68.2%和90.0%,缓蚀率为56.6%。红外光谱检测表明PMAHP分子结构含羧基、膦酰基等官能团。     

MA-AA-AM-SMAS四元共聚物的阻垢性能研究

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、甲代烯丙基磺酸钠(SMAS)等为原料,以过氧化氢为引发剂,通过水溶液聚合反应和膦酰化反应合成出含膦酰基、羧基和磺酸基的四元共聚物阻垢剂MA AA AMSMAS(PMAAS)。探讨了共聚物的投加量、钙离子质量浓度、溶液的pH值和温度等因素与共聚物阻垢率的关系,并用环境扫描电镜观测了碳酸钙与硫酸钙晶形的变化。经国标法测得,当pH=7,PMAAS用量为7mg/L时,其对CaCO3阻垢率可达99％,对CaSO4阻垢率达88.5％,与同类的产品相比,在碳酸钙垢和硫酸钙垢的阻垢性能上具有一定的优势。