高含钡锶离子采出水成垢趋势分析方法研究——以耿83区刘六增压站采出水为例

油田注水开发导致采出液的含水量逐年增加,部分区块采出液水体结垢导致集输管线堵塞等各种问题日益严重。根据耿83区高含钡锶离子的特点,分别采用常规水分析方法、原子吸收光谱法和等离子体原子发射光谱法测试采出水和注入水的水样离子组成成分、水样矿化度、水型等。实验结果表明,在高矿化度含多种阳离子的水溶液中,原子吸收光谱法测试结果更准确。采用原子吸收光谱法对该区块结垢特征系统分析,计算结垢理论值,得出主要为硫酸钡和硫酸锶垢型。将现场垢样通过能谱和扫描电镜分析,验证得到与水样分析出的垢体一致。该方法能准确判定出垢体和垢型,为进一步采取有效的防垢、清垢措施提供重要的依据。     

自激流体处理装置阻垢机理研究

在水浴条件下,使用自来水及配制水,研究自激流体处理装置的阻垢机理。自来水成垢量对比实验发现,市政自来水经自激流体处理装置处理后,水垢的生成量小于未经处理的水样。配制水成垢速率实验表明,电导率随时间的下降曲线可以分为四个阶段,对照组水样结垢主要发生在第一阶段,实验组水样结垢主要发生在第二阶段。在60℃的水浴条件下,自激流体处理装置的阻垢时长约为30 min。电镜观察表明,经自激流体处理装置处理的水样形成的水垢结晶主要为文石,未经自激流体处理装置处理的水样形成的水垢结晶主要为方解石。     

陕北油田X联合站复合清垢技术研究与应用

由于地形与成本制约,陕北油田X联合站接收多层系来液,不同层位地层水不相配伍导致联合站内管线结垢严重、阻垢困难、成本攀升等一系列问题,严重影响联合站的正常运转。本文通过对采出水进行水质分析与垢样的组成分析,进一步通过配伍性实验明确不同层位采出水配伍性、结垢物成分和结垢量,通过化学阻垢与模拟计算定点机械清垢相结合的复合式清垢工艺有针对性地解决了现场混层集输的实际问题。结果表明：不同层位采出液中CO32-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+成垢离子含量均较高,延8、延10层位与长2、长6层位地层不配伍并具有较强的结垢趋势;100mg/L的YS-1阻垢剂可有效改变晶体结构,使其不易黏附在管壁上,通过FLUENT软件模拟计算选择X联合站流速最慢、结垢物最易沉积管段安装清管器将松散的垢进行定期清除,解决了由于多层位采出液集输管线相遇的严重结垢而产生的频繁堵塞问题,在低成本、高效开发中、老油田具有广阔的应用前景。     

吴定区块多层系开发采出液集输系统的堵塞机理

针对吴定区块多层系开发油井集输管线中堵塞严重的问题,对不同层系的采出水化学组成进行分析,按照均匀设计原理对各层系采出水不同配比进行结垢类型与趋势预测,结合不同位置堵塞物的化学容量分析、X-荧光光谱半定量分析和采出水腐蚀性评价结果对集输管线中的堵塞物形成机理进行了分析研究。结果表明:吴7增侏罗系采出水高含碳酸盐,结垢类型以CaCO_3垢为主,含有一定量的硫酸锶钡垢,延4+5与延10两个层系的采出水水质不配伍,应将其分开输送;吴8增三叠系硫酸盐含量较高,结垢类型主要为硫酸锶钡垢型,长2、长4+5和长6三层系集输的最佳比例为2∶47.5∶14;吴7增侏罗系和吴8增三叠系堵塞物分析结果与结垢趋势预测基本一致,同时堵塞物中Fe离子含量较高主要是由腐蚀严重引起的。吴定区块多层系开发油井集输管线堵塞主要是由结垢和腐蚀的相互作用引起的无机物堵塞。     

基于BP神经网络的天然气集输管道结垢预测

采用实验方法测试了川西北气矿邛西区块产出水的离子成分和浓度。以此为基础,建立了基于BP神经网络的天然气集输管道结垢预测模型,确定了模型的网络层数、输入向量、输出向量、训练函数、隐含层节点数、各参数的阈值和权重。用现场实测数据验证了所建立的BP神经网络模型的准确性。结果表明,以气田水离子浓度、温度、压力、pH值、矿化度和流速作为输入参数的BP神经网络,可以准确预测邛西区块天然气集输管道的结垢。     

大港油田自来屯掺水管线成垢机理的静态研究

针对大港油田枣园地区自来屯掺水系统水质矿化度高、结垢严重的特点，在对大港油田枣园地区自来屯掺水系统水质及垢样组成的分析基础上，从温度升高，ｐＨ值、各种成垢离子含量、矿化度、管壁粗糙度等因素对成垢量的影响及结垢过程中溶液ｐＨ值的变化进行了详细研究，温度升高，ｐＨ值增大及重碳酸根离子含量增大结垢量明显增加．特别是ｐＨ值增大，成垢量增加更为显著．该实验结果为大港油田枣园地区自来屯掺水管线成垢量的预测、阻垢和清垢提供了依据     

肇州油田油井结垢及其机理研究

结垢是油田注水生产过程中普遍存在的问题,可以发生在地层和井筒的各个部位.结垢不仅对产层造成伤害、降低原油采收率,还导致原油成本上升.针对油井结垢严重这一问题,实验选择大庆肇州油田州40-38垢样及水样,对垢样进行成分分析,对水样进行离子组成分析,并根据分析结果,提出结垢机理.结果表明:该油井采油设备被严重腐蚀,所结垢的成分主要是由Si、Al化合物组成的矿物质垢和铁垢.     

矿井水在循环冷却系统中的结垢规律

针对火力发电循环冷却水系统以矿井水为补充水引起的结垢问题,进行了结垢规律实验。以挂片沉积法模拟循环冷却水系统换热表面的结垢过程,采用重量法对所得的结垢产物进行分析,系统地考察了模拟矿井水中无机离子、温度、pH以及接触时间对结垢的影响,揭示了循环冷却水系统换热表面的结垢原理。实验结果表明：Ca²⁺、HCO₃^-、Mg²⁺、SO₄^2-的浓度增大对结垢量的增多有显著影响。同时,随着温度的上升、pH的提高、接触时间的增长,结垢量都有不同程度的增加。SO₄^2-浓度的增大会导致硬垢量增多。同时发现,SO₄^2-含量较低时,虽然Ca²⁺、Mg²⁺浓度增大,但生成的硬垢量也减少。SO₄^2-含量是形成硬垢的主要因素。该实验为进一步防止结垢,有针对性地进行水质处理奠定了基础。     

陆梁油田生产系统结垢机理及防垢对策研究

在陆梁油田生产系统中,生产井筒、抽油杆、集输管线、分离器、加热炉、注水管线等部位都存在不同程度的结垢现象,严重影响了油田的正常生产和安全。水质分析表明陆梁油田的采出水、注入水和地表水均为高矿化度水,有氯化钙和重碳酸氢钠两种水型,水质极不稳定,具有成垢的离子条件。垢物成份分析表明主要以碳酸钙垢为主。说明陆梁油田不同层位的采出水、注入水互不相容,在一定的温度和压力等条件下,一经混合则发生结垢。提出了相应的防垢对策,对保证油田的正常生产具有重要意义。     

用吸附聚集x-射线衍射法研究储层结垢情况

建立了一种新的测定垢晶体的实验方法—— 吸附聚集 Ｘ － 射线衍射法．原理是利用晶种物质在各种混合水样中的异相成核作用,加速形成垢晶体,同时利用晶种物质对垢晶体的吸附聚集作用,将垢物质吸附聚集在晶种物质上,通过过滤,将生成的无机垢浓缩聚集在一起,最后通过高精度大功率 Ｘ射线衍射仪分析、检测混合晶种物质的物相成分．该结垢实验方法可以准确地检测出各种混合水样中是否结垢及结垢物质的种类和结垢量的大致范围．     

影响硫酸钡阻垢效果因素实验研究

为了研究硫酸钡阻垢效果的影响因素,实验中采用静态阻垢法对筛选出的ZX–101、TH–1 以及TH–607B 3
种钡（锶）阻垢剂,分别开展了温度、矿化度、Ba2+ 浓度以及SO2-4 浓度对硫酸钡阻垢效果影响实验。实验结果表明：3
种阻垢剂均表现出较好的阻垢性能,能够有效阻止硫酸钡结垢。随着温度与体系矿化度的升高,3 种阻垢剂的阻垢率
呈现出先增加后减小的规律,且阻垢率随阻垢剂浓度的增加而增加。当温度为65 ℃、SO2-4 浓度为0.55 g/L、矿化度
为73 g/L、阻垢剂浓度为0.10 g/L 时,溶液中的Ba2+ 浓度从0.64 g/L 增加到1.28 g/L 的过程中,3 种阻垢剂的阻垢率
逐渐降低,分别从96.55%、97.65%、98.04% 下降为82.80%、87.83%、84.49%。当Ba2+ 浓度为0.8 g/L、阻垢剂浓度为
0.08 g/L、溶液中SO2-4 浓度从0.10 g/L 增加到0.60 g/L 时,3 种阻垢剂的阻垢率分别从90.64%、96.49%、93.57% 增加到
99.79%、99.28%、99.79%,随后开始下降,最终下降为93.72%、91.09%、80.06%。     

硫酸钡结垢动力学瞬态模型研究

注水是维持地层压力及提高原油采收率的最主要开发方式。当注入水与地层水混合后,由于注入水中的SO₄^2-与地层水中的Ba²⁺的化学不相容性,将产生BaSO₄垢,堵塞储层的孔隙与喉道,造成严重的储层损害。为了定量预测硫酸钡结垢量,首先,在Bedrikovetsky经典动力学模型的基础上,详细推导了含扩散项的硫酸钡结垢动力学瞬态模型,对模型有限差分并利用第四和第五阶Runge-Kutta方程求出数值解,避免了国内外已有的模型求解过程中做出岩芯入口端Ba²⁺浓度与SO₄^2-浓度比远小于1的假设,提高了模型的适用性。然后,通过岩芯瞬态驱替实验测定岩芯出口端Ba²⁺的浓度,利用浓度数据反演出模型中的两个重要系数——扩散系数和反应速率常数。最后,研究了低SO₄^2-浓度的注入水驱替不同PV时岩芯中硫酸钡结垢量的分布。结果表明：随着驱替体积增加,岩芯内的硫酸钡结垢量增大;沿岩芯长度方向上的结垢量呈先增大后减小趋势;岩芯内最大结垢量的位置向岩芯中部偏移。     

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。。     

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     

电子工业用碳酸钡中钠,镁,钙,锶的测定

分别使用硝酸锶、氯化铯和氧化镧对样品进行处理,用火焰原子吸收光谱法测定了电子工业用碳酸钡中钠、镁、钙、锶的含量．测定的灵敏度高,回收率９６％～１０４％,相对标准偏差低于７．８％,结果满意     

基于化学动力学的地层硫酸钡结垢模型研究

成垢离子在地层中发生沉淀反应的规律与普通水溶液中的不尽相同。多孔介质渗流过程中的扩散与沉淀反 应的反应系数需要通过岩芯流动实验中所测得的出口端钡离子浓度拟合得到。在已有的岩芯结垢模型与地层结垢模 型求解方法中,需要分别假设入口端与近井地带边界处的钡离子与硫酸根离子的浓度比远小于1,这一假设使模型有 很大的局限性。采用罗巴托与牛顿法求解岩芯结垢模型,取消了关于离子浓度比的假设;并详细推导了地层结垢模 型,修正了控制方程中的二阶项系数,研究了低硫酸根离子浓度的海水作为注入水的情况下,不同无因次扩散系数,无 因次化学反应系数,边界浓度比对地层结垢模型中阻力系数的影响。结果表明,采用低硫酸根离子浓度注入水降低边 界离子浓度比,阻力系数将大大降低;若离子浓度比与无因次反应系数降低相同的百分比,前者将导致更大的阻力系 数减幅。     

临南油田注入水改性pH值优化研究

临南油田产出水矿化度高且呈弱酸性,导致处理后的注入水腐蚀性强、结垢严重,注入水严重不达标。研究了注入水水质改性的工艺原理以及注入水改性pH值与腐蚀性、污泥量和结垢的关系,确定了临南油田注水改性优化的pH值为8.20。临南注入水改性后,腐蚀电流密度不及原注入水的1/3,污泥量也仅为优化前污泥量的1/5,结垢量也大大降低。现场应用表明,水质主要指标达标;管网井筒结垢、腐蚀减轻;注水井增注效果变好;注水井启动压力下降、吸水指数提高,对油田开发步入良性循环起到积极作用。     

燃气发电机组蒸发器上不明结垢物的分析及解决对策

金属腐蚀和结垢问题常常发生在大型燃气轮机组设备上,影响整个装置的正常运行,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、热失重分析(TGA)和等离子发射光谱(ICP)等分析测试技术,表征和分析了上海宝钢股份有限公司的燃气轮机组蒸发器上的不明结垢物.结果表明,该结垢物的主要成分为碱式硫酸铁的混合物,腐蚀类型为高温硫腐蚀,还探讨了发生高温硫化腐蚀的原因与机理,并提出相应的解决方案.     

发射光谱定量测定重晶石中的锶

本文介绍用发射光谱测定重晶石中钻的含量.先以增量法测出A·R试剂硫酸钡中的错,然后以此试剂作空矿稀释样品,再以三标准试样法进行测定·本文提供的光谱条件可用作测定其它钡盐中错的含量.