川东北含硫气田的采出水结垢机理研讨.doc

重庆科技学院 毕业设计（论文） 题 目 院 （系） 专业班级 2008-02 学生姓名 学号 指导教师 职称 评阅教师 职称 2012年 6 月 8 日 学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日 H2S、CO2是导致管道结垢的主要原因；此外，压力、温度、温差、元素硫、pH值、流体的流速、材料的性质和表面状况等也会影响采出水结垢。例如，温度在20～40℃左右适合硫酸盐还原菌生存，CaSO2·H2O溶解度在50℃左右达到最大值。 关键词：川东北 H2S 采出水 结垢机理  ABSTRACT  目 录  1前言 1.1 选题的研究目的及意义 采出水结垢在各大油气田开发过程中是一个普遍存在的问题。污垢沉积会减小管道截面从而降低大大降低污水集输效率，增大水流阻力和输送能量，严重时会引起堵塞；而且，结垢会引起设备和管道局部垢下腐蚀，为细菌的繁殖提供有利条件；同时，结垢还会使缓蚀剂与金属表面难以接触成膜，大大降低缓蚀剂效果，加重设备和管道的腐蚀，甚至引起腐蚀穿孔，使管道报废，以致管道更换频繁；此外结垢严重还可能引发生产事故，严重影响到气田的正常生产秩序，大大降低气田的经济效益。 特别是川东北高含硫酸性气田，采出水中含有各种矿物质和大量的杂质，使结垢变得更加容易，且生成的垢附着在管道不易清除。硫化氢溶于水后水中的矿物组成及含量将会发生变化，以致无法准确的检测出该地区采出水中的矿物离子组成及含量；并且在川东北含硫气田除了其他气田常见的水垢、腐蚀垢外，还存在该地区特有的硫化氢等含硫化合物引发的其他污垢。例如，元素硫及多硫化物沉淀结垢和硫酸还原菌是引起的生物垢、腐蚀垢等。此外，硫化氢溶于水后还会影响其他垢的形成及性质。目前在川东北气田还未准确的找到结垢的机理及影响因素。 本文针对川东北高含硫酸性气田生产过程中采出水结垢这一特殊情况，在前人的研究基础上分析了该气田可能的结垢类型及影响因素；除了分析天然气开采过程中采出水常见垢的形成外，还重点分析有硫化氢及元素硫存在的结垢过程。首次考虑了采出水中溶有硫化氢时对结垢的影响；以及硫化氢与其他影响因素对结垢的共同作用。这为以后川东北气田的防垢、除垢作业提供理论依据的同时，对减轻管道腐蚀，提高采出水的集输能力，提高气田的经济效益具有较大的理论意义。 采出水组分分析现状[1、2、3] 采出水绝大多数是来自地层中的游离水，要分析采出水中的矿物组分就先要搞清楚地层水的化学特征。 关云梅、王兰生等人研究分析川东北地区飞仙关组的地层水化学特征后指出，该地区SO42－ 含量最大值达15577mg /L，平均值为3765mg /L，水型为硫酸钠型、脱硫系数大于1、变异系数大于0.8。而陈丹在《川东北地区元坝气田与普光气田长兴组气藏特征对比分析》进一步指出川东北地区的普光气田长兴组pH 值为9,Cl-含量介于26139～30005mg/L,HCO-3 含量介于1305～3084mg/L，Na++K+含量介于15703～18813mg/L，Ca+ 含量介于636～3807mg/L ,总矿化度介于50982～51771mg/L ,水型为重碳酸钠型与氯化钙型。虽然这有这些专家学者对该地区地层水的研究，但当地层水随着天然气采出后水中会溶有H2S、CO2等气体。使水中的矿物组分发生变化，所以至今无法准确地确定采出水的矿物组成。 结垢研究现状 在不同的地区不同的油气田采出水结垢机理、形成垢的类型不尽相同，目前国内外对气田采出水结垢的研究很多，各个石油大学及油气田研究所（院）都有这方面的研究。 结垢理论模型 国内学者杨传芳[4]描述了结垢诱导期的物理模型即：总有一个时刻，晶体因生长而彼此相连，覆盖整个表面形成初始的