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.     

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。     

注水井井筒中碳酸钙结垢预测

以注水井井筒为研究对象,根据注水沿井筒的流动过程与地层间的传热过程,将传热学理论和结垢预测技术相结合,考虑注水量、温度、压力、pH值以及离子质量浓度等因素对注水井井筒碳酸钙结垢的综合影响,建立注水井井筒中碳酸钙结垢预测的数学模型,并开发注水井井筒中碳酸钙结垢预测软件.运用该软件对胜利油田某一油区的注水井井筒进行结垢预测.结果表明,注水井井筒中碳酸钙垢的预测结果与实际测试结果相符,且能预测注水井中碳酸钙垢随着时间、井深、温度、压力及水质等参数的变化情况,可为油田采取防垢、除垢措施提供依据.     

淖尔油田阻垢剂评价实验研究

淖尔油田的结垢问题严重影响了油田的正常生产,针对该油田结垢严重的实际情况,开展了防垢实验研究。实验考查了目前常用的阻垢剂A、阻垢剂HYZ、南京-1、南京-2、南京-3和JL661这几种阻垢剂的阻垢性能,并将阻垢剂A与阻垢剂HYZ进行复配,按1:1复配时其阻垢效果最佳。研究了该复配阻垢剂对淖尔油田部分油水井产出液的阻垢效果,实验结果表明:该复配阻垢剂的加量合适时对钙、镁的阻垢率可达96.00%以上,对钡、锶的阻垢率可达90.00%以上。     

油田采油阻垢剂筛选研究

为了筛选出适合某油田使用的阻垢剂,通过分析油田水质及垢样的 XRD,发现垢样成分主要为碳酸钙和硫酸钙. 在测定了 11 种阻垢剂钙容忍度的基础上,采用静态实验法和模拟油田水体法,测定了各种阻垢剂的阻垢率,对比后,筛选出了适合油田水质特点和垢体类型的 POCA 阻垢剂,在 80 ℃油田水质环境下,其添加质量浓度为 20 mg/L 时,阻垢率为 81.27%,钙容忍度高于 20 000.     

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。     

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

以自制聚环氧琥珀酸(PESA)为研究对象,考察其相对分子质量对油田污水中硫酸锶/钡垢的阻垢性能,并将PESA与常用阻垢剂进行性能比较。结果表明:PESA相对分子质量对其阻垢性能有明显的影响,对于不同浓度的成垢离子、不同种类的垢,要选择不同的相对分子质量和合适的用量;PESA是一种高效的阻硫酸锶/钡垢的阻垢剂,针对含500 mg/L以下锶离子的污水相对分子质量500~1 000较好,针对含1 000 mg/L以上锶离子的污水相对分子质量约2000较好,用量3~8 mg/L时阻垢率均可超过95%;对于阻硫酸钡垢,其阻垢性能优于油田常用阻垢剂,且PESA与PAA有复配效应,对于含1 000 mg/L Ba~(2+)的水系,PESA与PAA在比例为1∶3,用量为100 mg/L时,阻垢率比单独使用提高近20%;PESA主要是通过引起晶格畸变、扰乱晶体正常生长以及螯合增溶等机制起到阻垢作用。     

基于β-环糊精的共聚物无磷阻垢剂的制备及性能评价

采用β-环糊精(β-CD)对马来酸酐(MA)进行政性,制备马来酸酯化β-环糊精(β-CD-MA),再与对苯乙烯磺酸钠(SSS)单体,以过硫酸铵为引发剂,采用自由基聚合方法制备了新型的共聚物无磷阻垢剂(β-CD-MA-SSS).使用乌氏粘度法测定了特性粘数,表示出了共聚物的相对分子量.采用红外光谱法(FT-IR)和紫外光谱法(UV)对阻垢剂的结构进行了表征,采用透射电子显微镜(TEM)分析了阻垢后形成的碳酸钙形貌和机理.静态试验条件下评价了其对碳酸钙的阻垢性能,实验结果表明,该阻垢剂具有优良的阻碳酸钙垢性能(CaCO3阻垢率达99.9％).     

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。     

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。     

Influence of PPCA inhibitor on CaCO3 scale surface deposition and bulk precipitation at elevated temperature

Scale formation is a serious and costly problem encountered in the oil and gas industry. Polyphosphinocarboxylic acid (PPCA) is a common commercial organic scale inhibitor used in the oil and gas industry which is normally referred to a nucleation inhibitor. In this paper, the effect of PPCA on calcium carbonate scale is studied systematically and some new insights into the mechanisms of PPCA inhibition are given. Traditionally, the studies of scale formation and inhibition have focused on bulk precipitation or surface deposition. Few studies have focused on the difference between surface deposition and bulk precipitation processes. In this paper, the effect of PPCA inhibitor on calcium carbonate scale formation is studied both in the bulk solution and on the metal surface in supersaturated scale formation solutions which represent typical waters encountered in oil and gas production. It is clear that PPCA inhibits both bulk precipitation and surface deposition but to a different degree. At 4 ppm PPCA, the inhibition efficiency of surface deposition is greater than the inhibition efficiency of bulk precipitation. It is assumed that the inhibitor film formed on the metal surface at the highest concentration of PPCA (4 ppm) prevent the adsorption of scale crystals on the metal surface. In addition, PPCA suppresses aragonite and calcite crystal formation and results in the least stable vaterite crystal dominating the scale.     

吉林油田注水系统结垢趋势预测

针对吉林油田注水系统的特点,对碳酸盐垢,硫酸盐垢的结垢趋势分别进行了理论预测,同时对实验室仿真模拟实验中的结垢样品进行了Ｘ射线衍射分析,理论预测结果表明,吉林油田注水系统中可能会形成碳酸盐垢而不会形成硫酸盐垢,理论预测和实验室仿真实验完全相符,为吉林油田注水系统选择合适的阻垢剂提供了依据。     

PMAM三元共聚物阻垢剂的性能

为了进一步研究循环冷却水对已合成的三元共聚物阻垢剂(PMAM)性能的影响,进行不同条件下碳酸钙静态阻垢实验.探讨药剂用量、工业循环冷却水的温度、恒温时间、pH值、碱度和浓缩倍数等因素对阻垢率的影响.实验结果表明,该阻垢剂的药剂用量仅为8 mg/L,冷却水的pH值为7时阻垢效果最佳,热稳定性和时效性好,浓缩倍数高.     

膦酸盐型防垢剂的研制

研究了一种分子结构中含有较多膦酸基的膦酸盐型防垢剂．对这种防垢剂的合成条件进行了正交试验优化．按优化条件合成的防垢剂对碳酸钙垢、硫酸钙垢、硅酸钙垢均有预防作用；在最佳浓度下对碳酸钙和硫酸钙的防垢率接近１００％，对硅酸钙的防垢事可达９０％以上，这种防垢剂溶液对钢铁的腐蚀率低于油田模拟注入水，且对地层无伤害，可用吸附法设置在近井地层中使用．     

高压注水管网积垢清洗新技术研究

在理论分析和试验研究的基础上，根据现场工程的要求，设计了一种新型高效脉冲射流清洗喷头，对胜利油田辛二注水站注水管线内以碳酸钙、硫酸钙为主，并含有少量硫酸钡、硫酸锶、氧化铁等成份的坚硬水垢进行了清洗处理，并做了对比实验．结果表明．脉冲射流对一些化学及其它物理方法无法清除的致密坚硬的水垢有良好的清洗效果，清洗速度快，除垢率达９５％以上，经济效益十分显著     

地层水对不同粒径煤岩解吸-扩散影响的实验研究

利用自主研发的入井液煤岩解吸实验装置,测试了四种粒径的干煤样和地层水注入后的解吸规律实验研究。通过逐渐降低解吸压力,研究注水前后不同粒径煤样在不同压力段下的解吸百分比变化。实验结果表明,无论是否注水,煤样粒径越小,解吸量越大。在注水后,粒径越大,解吸量伤害程度越高。根据煤层气的运移机理和煤样结构分析,将不同粒径煤样分为两种尺度的煤样。对于同一尺度下的干煤样,粒径越小,在压力降落初期越容易解吸;注水后,粒径越小,在压力降落初期受到的影响越大。     

中东碳酸盐岩油藏孔隙结构对驱油效果的影响

中东地区碳酸盐岩油藏与国内碳酸盐岩油藏的孔隙结构差别明显,其储层多以孔隙型结构为主。中东H油田M层碳酸盐岩油藏储层可划分成四种孔隙结构:基质型、基质孔隙型、溶孔孔隙型及孔洞孔隙型,针对四类孔隙结构岩心开展2种水样条件下水驱油模拟实验,研究孔隙结构类型和注入水样对水驱效果的影响。结果表明:储层孔隙结构类型影响岩心水驱油效果,相同条件下,基质型及基质孔隙型岩心水驱含水率上升平缓,孔洞孔隙型岩心含水率上升较快;基质孔隙型岩心相对渗透率曲线的共渗区间最大,水驱采收率最高。改变注入水样,矿化度较低注入水样的驱采收率较高,即注入水的矿化度和离子浓度也会对水驱油效果产生影响。研究结果为碳酸盐岩油藏开发和现场水源选择提供参考。     

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.