防垢剂培训技巧.doc

目录 1 概述 3 2 油田水结垢机理 3 2.1结晶作用 3 2.2沉降作用 3 3 油田结垢的主要类型及影响因素 4 3.1碳酸钙 4 3.1.1二氧化碳的影响 4 3.1.2 pH值的影响 4 3.1.3 温度的影响 5 3.1.4压力的影响 5 3.1.5水中所溶盐类的影响 5 3.2硫酸镁 5 3.3硫酸钙 6 3.3.1温度的影响 6 3.3.2水中溶解盐类的影响 6 3.3.4 pH值的影响 7 3.4 硫酸钡 7 3.4.1温度的影响 7 3.4.2水中溶解盐类的影响 7 3.4.3压力的影响 7 3.4.4pH值的影响 7 3.5硫酸锶 8 3.5.1温度的影响 8 3.5.2水中溶解盐类的影响 8 3.5.3压力的影响 8 3.5.4pH值的影响 8 3.6铁化合物 8 4 油田防垢技术 8 4.1 控制结垢的一般方法 8 4.1.1避免不相容水的混合 8 4.1.2控制pH值 9 4.1.3控制物理条件 9 4.1.4去除结垢组份 9 4.1.5使用化学防垢剂 9 4.2油田防垢工艺 9 4.2.1采油平台集输系统防垢 9 4.2.2油井防垢方法 10 4.2.3注水井和注水地层防垢方法 10 4.3防垢效果观察 11 4.3.1管道短节 11 4.3.2结垢挂片 11 4.3.3现场直接观察 11 4.3.4生产动态分析 11 5 化学防垢剂 11 5.1常用化学防垢剂 12 5.1.1无机缩聚磷酸盐 12 5.1.2氨基多羧酸盐 12 5.1.3有机磷酸脂 12 5.1.4有机多元膦酸盐 12 5.1.5低分子聚合物 12 5.2化学防垢剂的作用机理 13 5.2.1反应＋络合(螯合)机理 13 5.2.2吸附机理 13 5.3化学防垢剂的室内评价 13 5.3.1阻垢率 14 5.3.2防垢剂的配伍性 14 5.3.3防垢剂的缓蚀效果 14 5.3.4防垢剂的稳定性 14 5.3.5防垢剂对地层的伤害 15 5.3.6防垢剂在岩心中吸附性能 16 6 油田除垢 16 6.1机械除垢 16 6.2化学除垢 17 6.2.1有机组份 18 6.2.2碳酸钙垢 18 6.2.3硫酸钙垢 18 6.2.4硫酸钡(锶)垢 19 6.2.5铁垢 19 防垢剂培训教材 概述 结垢是海上采油工程中常遇的问题，海上采油工程的很多领域都要接触各种类型的水如淡水、海水、地层水、水井水等，因此结垢的现象会出现在生产中的各个环节，给生产带来严重的影响，使生产中的问题更加复杂化。 地层结垢会造成地层堵塞，使注水井不能达到配注量，油井产能大大下降；在井筒中结垢增加了井下的起下维修作业，严重的造成注水井、油井的报废；结垢还会造成地面系统中管线、输送泵、热交换器的堵塞，影响原油处理系统、污水处理系统的正常操作，增加了设备、管线的清洗和更换费用；水垢的沉积还会引起设备和管道的局部腐蚀，在很短的时间内出现穿孔，大大减小了使用寿命。 油田水结垢机理 结垢就是指在一定条件下，水相中对于某种盐出现了过饱和而发生的析出和沉积过程，析出的固体物质叫做垢，主要是溶解度小的Ca、Ba、Sr等无机盐。 垢在地层表面、管线表面或设备表面的沉积叫结垢。结垢分为三个阶段，即垢的析出、垢的长大和垢的沉积。垢也可以在结垢表面的某些活性点上析出、长大而形成垢，不经过沉积阶段。在这两个过程中主要作用机理为结晶作用和沉降作用。 2.1结晶作用 当盐浓度达到过饱和时，首先发生晶核形成过程，溶液中形成了少量盐的微晶粒，然后发生晶格生长过程，形成较大的颗粒，较大的颗粒经过熟成竞争成长过程进一步聚集。 投加防垢剂可以从两方面起作用：首先是在晶体中引入非结晶粒子的其它物质，阻碍晶体的进一步生长，或使晶体的晶格发生变形，使晶体变得酥松肿胀而易被水流带出系统；其次加入了离子，使它吸附于晶核的活化中心，阻止晶核的继续生长。 2.2沉降作用 水中悬浮的粒子，如铁锈、砂土、粘土、泥渣等将同时受到沉降力和切力的作用。沉降力促使粒子下沉，沉降力包扩粒子本身的重力、表面对粒子的吸引力和范德华力、以及因表面粗糙等引起的物理作用力。切力也称剪应力，是水流使粒子脱离表面的力。如果沉降力大，则粒子容易沉积；如果剪应力大于水垢本身的结合强度，则粒子被分散在水中。 油田结垢的主要类型及影响因素 油田水结垢通常只有少数几种盐，常见的垢的类型有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等。 3.1碳酸钙 碳酸钙是海上油田结垢的最常见的物质，其在水中的溶解度很低。碳酸钙垢是由水中的钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合而生成的。反应式如下： Ca2＋ ＋ CO32－ → CaCO3↓ (3-1) Ca2＋ ＋ 2HCO3－→CaCO3↓＋CO2↑＋ H2O (3-2) 3.1.1二氧化碳的影