涠洲12_1海上油田硫酸钡锶垢防垢剂研究_戴彩丽

第22卷第2期油田化学Vol.22No.22005年6月25日OilfieldChemistry25June,2005文章编号:1000-4092(2005)02-0122-03涠洲12-1海上油田硫酸钡锶垢防垢剂研究戴彩丽1,赵福麟1,冯德成1,卞超峰2,任熵1(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;2.中国海洋石油湛江分公司生产部,广东湛江524057)摘要:涠洲12-1海上油田注入水(海水)与地层水不配伍,油井结垢严重,垢物含～70%硫酸钡,～30%硫酸锶。以体积比2∶8的海水(矿化度35g/L,含SO2-43g/L)和地层水(矿化度26g/L,含Ba2+30mg/L)混合水为实验水样,测定了五大类15种商品防垢剂70℃时的防垢率,性能最好的5种是:聚天门冬酸PASA,防垢率68.9%,加量25mg/L;聚丙烯酸钠PAAS,67.4%,25mg/L;部分水解聚马来酸酐HPMA,63.3%,5mg/L;二亚乙基三胺五甲叉膦酸DETPMP,48.6%,5mg/L;膦酸聚合物型防垢剂TS-7910,44.9%,25mg/L。以这5种防垢剂为因素,4种加量(2,4,6,8mg/L)为水平,按L1645正交表设计实验,考察了16个五组分复配防垢剂的防垢率,在70℃时4+2+4+6+8(mg/L)配方的防垢率最高,为83.0%;在90℃时所有配方的防垢率均较高,有5个配方的防垢率很高,在83.3%～84.8%范围:2+4+4+4+4,4+2+4+6+8,4+8+6+4+2,6+6+2+4+8,6+8+4+2+6;在120℃(油藏温度)时6+6+2+4+8和8+2+8+4+6两个配方的防垢率超过55%(55.7%+56.5%)。讨论了防垢剂的作用机理:螯合和吸附。为防止油井结垢,可将防垢率经环空加入油井或置入地层适当部位。图2表3参4。关键词:防垢剂;多元复配;硫酸钡锶垢;防垢;采油井;涠洲12-1海上油田中图分类号:TE358+.5:TE39文献标识码:A涠洲12-1油田为海上油田,为了保持地层压力,该油田中块采取早期注水、分层系采油、分层系配注模式开采。注入水为富含硫酸根的海水,而地层水含钡、锶等离子,注入水与地层水很不配伍,混合后将会产生结垢。2003年4月,涠12-1油田A6井修井时取得垢样,用溶剂除油,测得垢样含油5.77%。采用3种不同方法分析垢样成分,结果如下:①由垢样的X射线衍射图测得其成分为Ba0.7Sr0.3SO4;②用ICP(电感耦合等离子体发射光谱)法测得垢样成分为Ba0.698Sr0.302SO4;③用能谱分析仪分析,测得垢样成分分别为Ba0.680Sr0.320SO4(Mian)、Ba0.707Sr0.293SO4(Dian)。用3种仪器测得的垢样化学成分完全一致,均为硫酸钡锶盐,其中硫酸钡含量约占70%,硫酸锶含量约占30%。针对该问题,开展了防止硫酸钡锶结垢的各种方法研究,本文介绍利用防垢剂预防涠洲12-1油田硫酸钡锶结垢的方法。1防垢剂防垢机理[1]防垢剂防垢法是用防垢剂防止成垢离子成垢的方法。防垢剂是指能防止或延缓水中成垢离子形成垢沉积的化学剂。防垢剂主要通过螯合机理(图1)和吸附机理(图2)起防垢作用。具有螯合能力的防垢剂将Ba2+螯合,Ba2+即不能与SO2-4反应生成硫酸钡垢;带羧基的聚合物(如水解聚马来酸酐和聚丙烯酸钠)在BaSO4微晶表面吸附形成扩散双电层,使微晶表面带负电,相互排斥,不能聚结长大成垢,也不能在表面沉积成垢。收稿日期:2005-03-24;修改日期:2005-08-02。作者简介:戴彩丽(1971-),女,副教授,石油大学(华东)采油工程专业学士(1993),石油大学(华东)油气田开发专业硕士(2000),石油大学(华东)油气田开发专业博士研究生(2003-),现主要从事油田化学的教学与科研工作,通讯地址:257061山东省东营市中国石油大学(华东)石油工程学院油田化学系,电话:0546-8396084,E-mail:daicl@hdpu.edu.cn。DOI:10.19346/j.cnki.1000-4092.2005.02.008图1防垢剂HEDP与Ba2+的螯合图2带羧基聚合物在BaSO4微晶表面的吸附表1南海油田产出水和海水分析数据水样离子质量浓度/mgL-1Na++K+Ca2+Mg2+Ba2+Sr2+CO2-3HCO-3OH-SO2-4Cl-矿化度/mgL-1pH值密度/gcm-3注入水10450.7379.21228.30.013.8429.1118.302712.418256.833178.88.261.0213产出水7496.0395.0190.02.1420.000519.00477.012153.021230.07.681.0140