南六區(qū)三元油井鈣垢期防垢劑ST防垢有效濃度研究-論文.pdf

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1、第35卷第3期大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)Vo1．35No．32015年5月JOURNALOFDAQINGNORMALUNIVERSITYMav．2015DOI10．13356／j．cnki．jdnu．2095—0063．2015．03．019南六區(qū)三元油井鈣垢期防垢劑ST防垢有效濃度研究王寶輝，侯志鋒，高清河，錢慧娟(1．東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江大慶163318；2．黑龍江省普通高等學(xué)校油田應(yīng)用化學(xué)重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶163712)摘要：井筒化學(xué)防垢技術(shù)是提高三元復(fù)合驅(qū)油井檢泵周期的有效途徑之一

2、，防垢劑的合理用量是有效、經(jīng)濟(jì)采取化學(xué)防垢的關(guān)鍵。從成垢體系組成角度考察了鈣、硅、防垢劑用量對(duì)防垢劑ST防垢效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著評(píng)價(jià)體系中硅、鈣含量增加，防垢率有降低趨勢；ST防垢劑存在最佳有效防垢劑使用濃度；當(dāng)硅離子含量≤150mg／L，防垢劑ST防垢效果與硅離子含量無關(guān)。南六區(qū)鈣離子含量在1O～80mg／L時(shí)，防垢劑sT有效加藥濃度，r、2，、、隨體系中鈣離子含量的增加而增加，兩者存在函數(shù)關(guān)系Y=2·0695()一6·95(~1)+40·857，與實(shí)驗(yàn)所得有效加藥濃度平均偏差1．93m

3、g／L。通過經(jīng)驗(yàn)公式，單井加藥量可降低20％以上，評(píng)價(jià)節(jié)省藥劑用量31．05％，能夠起到良好的防垢效果且節(jié)省了生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：三元復(fù)合驅(qū)；化學(xué)防垢；結(jié)垢；個(gè)性化設(shè)計(jì)作者簡介：王寶輝(1960一)，男，東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，龍江學(xué)者，博士生導(dǎo)師，從事新能源化工、油田應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域研究。基金項(xiàng)目：黑龍江省普通高校石油與天然氣化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助(HXHG2012—01)。中圖分類號(hào)：TE355；TE39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-0063(2015)03—0071—04收稿日期：2015—0

4、3—150引言強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)是由堿(氫氧化鈉)、聚合物和表活劑組成的復(fù)合驅(qū)油體系，礦場試驗(yàn)可提高采收率20％左右，但存在較嚴(yán)重的結(jié)垢問題?。隨著三元復(fù)合驅(qū)礦場試驗(yàn)規(guī)模增大，注人三元復(fù)合驅(qū)流體和儲(chǔ)層流體及巖石的化學(xué)作用，引起Ca、Mg和CO，2。、可溶性溶硅含量發(fā)生規(guī)律性變化，在油井出現(xiàn)以碳酸鈣、硅酸鈣為主的垢，造成油井卡泵頻繁，檢泵周期較短，增加了工作量和施工費(fèi)用。J。三元油井結(jié)垢高峰期主要為鈣垢期和硅垢期。目前，針對(duì)三元油井結(jié)垢問題主要采取井筒添加化學(xué)防垢劑和輔助清垢措施，現(xiàn)場應(yīng)用取得了較好的效果

5、J。油井防垢劑的用量一直處于較高的水平，加藥濃度設(shè)計(jì)一直沒有理論依據(jù)，經(jīng)濟(jì)性較差。通過考察防垢劑用量與三元復(fù)合驅(qū)模擬體系中鈣離子、硅離子的濃度變化對(duì)防垢效果的影響，建立達(dá)到有效防垢效果時(shí)，藥劑濃度與采出液中硅離子、鈣離子之間的關(guān)系，達(dá)到可以指導(dǎo)大慶油田南六區(qū)三元復(fù)合驅(qū)油井個(gè)性化加藥量設(shè)計(jì)的目的，同時(shí)降低生產(chǎn)藥劑成本。1實(shí)驗(yàn)1．1實(shí)驗(yàn)材料與儀器儀器：電感耦合等離子發(fā)生光譜儀(美國PE公司，2100DV)，數(shù)顯滴定器(德國Brank，精度0．01m1)，恒溫密閉水浴(金壇市國旺實(shí)驗(yàn)儀器廠)。藥品：碳酸鈉

6、、氯化鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、九水偏硅酸鈉、無水氯化鈣、六水氯化鎂、鈣ICP標(biāo)準(zhǔn)溶液、硅離子ICP標(biāo)準(zhǔn)溶液，分析純；防垢劑sT，含有多種磺酸基、磷?；?、羧基等特征官能團(tuán)的共聚物，實(shí)驗(yàn)室71自制。實(shí)驗(yàn)用水：超純水，上海優(yōu)浦UPH—I一20L純水機(jī)制備。模擬采出水組成：礦化度12067．52mg／L，NaC11300mg／L，CO31400mg／L，HCO32300mg／L，SiO3一100mg／L，Ca50mg／L，Mg10mg／L，SO4100mg／L。1．2防垢劑防垢效果評(píng)價(jià)方法在模擬采出水配制過程

7、中，采取A、B組分法，其中A組分含有鈣、鎂離子，B組分含有氯化鈉、碳酸氫根、碳酸根、硅酸根。具體操作參考Q／SYDQ0830-2006緩蝕防垢劑產(chǎn)品驗(yàn)收和使用效果檢驗(yàn)指標(biāo)及方法。2結(jié)果與討論2．1防垢劑濃度對(duì)防垢效果的影響在硅離子含量為50mg／L、鈣離子含量為50mg／L的模擬體系中，考察防垢劑濃度為10mg／L～70mg／L對(duì)模擬體系結(jié)垢的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。圖1防垢劑濃度對(duì)防垢效果的影響由圖1可知，防垢率隨著防垢劑濃度的增加而增大。在防垢劑濃度~<60mg／L時(shí)，防垢率增長速度較快；防垢劑濃

8、度>60mg／L時(shí)，防垢率在85％以上，且數(shù)值基本不變。由“定比定律”可知，防垢體系中的螯合基團(tuán)與模擬體系中的鈣離子結(jié)合生成穩(wěn)定的可溶性螯合物，隨著防垢劑濃度的增加它消耗的鈣離子數(shù)目也增加，防垢率曲線呈現(xiàn)隨防垢劑的濃度增加而上升的趨勢，體系中成垢陽離子與螯合劑存在配位結(jié)合上限，防垢劑濃度>60mg／L時(shí)，即使防垢劑濃度升高也沒有足夠的鈣離子與其反應(yīng)，因而曲線趨于平緩。因此，防垢劑sT在該模擬體系的有效加藥濃度為60mg／L，可以有效防止50mg／L鈣離子結(jié)垢。2．2鈣