文209块油田结垢机理及阻除垢剂筛选研究

摘要

文209块油田目前采用污水回注开采，由于温度及水质不相容等原因造成的结垢现象给油田的正常生产带来了严重的影响。针对这种情况，本文结合文209块油田的实际情况，进行了水质配伍性、结垢影响因素、结垢机理及阻垢剂、除垢剂筛选研究。 水质配伍性研究表明:文209块油田的采出水无论与油田污水还是清水混合，都有明显的结垢趋势；并随温度的升高、pH值的升高及混合比例的增大，结垢趋势进一步加大。 模拟文209块油田水质及高温高压环境的动态结垢影响因素研究表明：在保持其他环境因素不变的情况下，分别改变某一参数，模拟水溶液的失钙率(即结垢趋势)则随着温度、pH值的升高相应增加，随着压力、流速的升高相应减少。实验后所收集垢样的XRD与SEM分析显示：垢样主要成分为碳酸钙及少量硫酸钙；由于碳酸钙结晶过程的复杂性，在本论文实验范围内，碳酸钙结晶的三种晶型(方解石、文石、球霰石)均有形成；温度升高，模拟水溶液结垢垢物中方解石和球霰石含量下降，文石含量上升；pH值升高，垢物中的方解石含量下降，文石含量升高；流速的增加有利于块状文石向针状文石的转化；而压力对晶型及其具体形状影响均不明显。 常压静态及高温高压动态条件下的阻垢剂筛选研究表明:多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)和膦酰基羧酸共聚物(POCA)的阻垢性能好于本文收集的其它阻垢剂，综合考虑阻垢性能与阻垢剂价格，POCA更适合文209块油田使用。在温度80℃、压力6MPa，、流速1.5m/s条件下，加入50mg/L的POCA，阻垢效率可达85％以上。XRD和SEM分析显示：POCA主要通过静电斥力作用、晶格畸变作用和络合增溶作用来抑制垢的生成。除垢剂筛选实验表明：含有有机酸类分子的ATJ-012除垢剂，可满足去除含有碳酸钙和硫酸钙混合垢的要求；当除垢剂用量为3.0g/g垢样时，对模拟混合垢的除垢效率可达90％以上。 本论文的创新点在于:首次将失钙率概念引入到模拟油田环境的高温高压实验结果处理中，它避免了传统重量法中因垢样收集困难而带来的误差，因此，所得出的结论更接近于实际。

目录

文摘

英文文摘

声明

0.前言

1.文献综述

1.1垢的定义与种类

1.2结垢易发生的地方

1.3油田结垢的危害

1.4油田结垢形成及影响因素

1.4.1油田结垢形成过程

1.4.2油田结垢影响因素

1.5阻垢剂研究进展与现状

1.5.1阻垢剂研究进展概述

1.5.2阻垢剂的分类及研究现状

1.6阻垢机理研究进展

1.7阻垢剂评价方法现状

1.8油田除垢方法

1.8.1化学除垢方法

1.8.2常用化学除垢剂及其性能

1.8.3物理除垢方法

1.8.4机械除垢方法

2.水质配伍性研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要试剂与仪器

2.2.2实验水质

2.2.3实验内容

2.2.4实验过程

2.2.5结果的表示与计算

2.3结果与讨论

2.3.1水质分析结果

2.3.2温度对水质配伍性的影响

2.3.3不同水质组成对水质配伍性的影响

2.3.4 pH值对水质配伍性的影响

2.3.5实验时间对水质配伍性的影响

2.4本章结论

3.结垢影响因素研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要试剂与仪器

3.2.2实验研究内容

3.2.3实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1高温常压下实验结果

3.3.2高温高压实验结果

3.3.3垢样的XRD分析

3.3.4垢样的扫描电镜(SEM)分析

3.4本章结论

4.文209块油田结垢机理

4.1引言

4.2一般油田结垢机理

4.3文209块油田结垢机理

4.3.1文209块油田结垢离子组成

4.3.2文209块油田实际结垢机理分析

4.4本章结论

5.阻垢剂与除垢剂筛选研究

5.1引言

5.2阻垢剂及除垢剂的筛选与评价原则

5.2.1阻垢剂的筛选原则

5.2.2除垢剂的设计原理

5.3实验部分

5.3.1阻垢剂筛选实验

5.3.2除垢剂筛选实验

5.4结果与讨论

5.4.1阻垢剂筛选实验结果

5.4.2除垢剂筛选实验结果

5.5本章结论

6.结论

7.参考文献

8.附录

9.致谢

10.攻读学位期间发表的论文