高含鈣水體條件下高效鋇鍶阻垢劑的篩選及復(fù)配研究

廖 輝，歐陽(yáng)向南，龍 海

（1.長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢 430100；2.中國(guó)石油玉門油田分公司鉆采工程研究院，甘肅酒泉 735000；3.長(zhǎng)城鉆探鉆井三公司，遼寧盤錦 124000）

隨著水驅(qū)采油階段的深入進(jìn)行，采油及集輸系統(tǒng)的結(jié)垢問題日益突出起來，油田阻垢逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)垢現(xiàn)象是一種普遍的現(xiàn)象。當(dāng)含有鈣，鎂，鋇，鍶，SO42-，HCO3-，CO32-等多種成垢離子的水體相混，加上地層壓力，溫度[1]等發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)在地層，井筒，管道設(shè)備[2，3]等部位結(jié)垢。鋇鍶垢垢質(zhì)堅(jiān)硬，是油氣生產(chǎn)中最難除去的。這給油田正常生產(chǎn)帶來諸多危害[4]。鋇鍶垢會(huì)嚴(yán)重堵塞地層[5]，降低滲透率，進(jìn)而影響采收率，增大采油成本，更嚴(yán)重的還會(huì)直接導(dǎo)致關(guān)井。嚴(yán)重影響著油田的正常生產(chǎn)。鋇鍶垢是油田急需解決的難題之一。但是，目前尚未發(fā)現(xiàn)可以高效的抑制鋇鍶垢的工業(yè)阻垢劑產(chǎn)品，高鋇鍶離子含量水體依然是國(guó)際性難題[6]。因此，本文通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室合成的鋇鍶阻垢劑進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將其與幾種市售阻垢劑進(jìn)行復(fù)配，希望得到一種高效的鋇鍶阻垢劑體系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

無水氯化鈣，氯化鋇，氯化鍶，氯化鎂，氯化鈉，氯化鉀，碳酸氫鈉，硫酸鈉，均為分析純。

阻垢劑：AA-SAS，鋇鍶阻垢劑CT，長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院提供；AD-304；TH-607B，阻垢緩蝕劑，山東泰和水處理有限公司；鋇鍶阻垢劑，陜西安得科技實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 阻垢劑性能測(cè)試

參照中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5673-1993《油田用阻垢劑性能評(píng)定方法》[7]，對(duì)模擬水體阻垢率的測(cè)定采用重量法。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 阻垢劑CT 對(duì)鋇鍶垢的阻垢性能

不同濃度，不同加量下，CT 對(duì)鋇鍶離子阻垢效果（見圖1，圖2）。

由圖1，圖2 可以看出，CT 對(duì)鋇鍶垢具有較好的阻垢效果。即便鋇離子濃度高達(dá)400 mg/L，鍶離子濃度高達(dá)2 500 mg/L，60 mg/L 加量下，阻垢率分別可以達(dá)到97.55 %和91.36 %。但是現(xiàn)場(chǎng)資料表示，油田產(chǎn)出水或者注入水中，實(shí)際鍶離子含量一般均未超過2 000 mg/L[8]，所以CT 能夠滿足油田阻鋇鍶垢性能要求。

2.2 CT 對(duì)模擬地層水的阻垢效果研究

圖1 Ba2+離子濃度對(duì)阻垢效果的影響

圖2 Sr2+離子濃度變化對(duì)阻垢效果的影響

表1 模擬含鈣高鋇鍶水體各種離子組成

在油田實(shí)際生產(chǎn)中，垢的存在通常是幾種無機(jī)鹽垢同時(shí)作用形成的，模擬油田生產(chǎn)實(shí)際（以南海西部潿洲油田水質(zhì)為基礎(chǔ)，并適當(dāng)增減主要成垢離子的濃度），進(jìn)行模擬水實(shí)驗(yàn)研究，符合油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的需要。CT 對(duì)含鈣高鋇鍶水體阻垢效果（見表1，圖3）。

圖3 不同加量下CT 對(duì)模擬地層水的阻垢效果

由圖3 可以看出，CT 對(duì)表1 中的低鈣高鋇鍶模擬地層水的阻垢性能較好，80 mg/L 加量下阻垢率就可以達(dá)到84.63 %，100 mg/L 加量下，其阻垢率能夠達(dá)到100 mg/L，能夠滿足低鈣高鋇鍶水體阻垢性能需要。但是其在高鈣水體環(huán)境中的阻垢性能還有待進(jìn)一步探究。

2.3 CT 與其它阻垢劑的性能對(duì)比

本文將對(duì)其余4 種阻垢劑阻鋇鍶垢效果進(jìn)行測(cè)定，他們均具有一定的阻鈣垢性能。固定鋇離子濃度為500 mg/L，阻垢劑加量為100 mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表2）。

由表2 可知，陜西安得鋇鍶阻垢劑，TH-607B 和CT 都表現(xiàn)出了不錯(cuò)的阻鋇鍶垢性能，但是TH-607B最優(yōu)，CT 次之。下面考慮將CT 與TH-607B 兩種性能較好的阻垢劑復(fù)配，來探究其在高鈣高鋇鍶水體中的阻垢性能。

2.4 復(fù)配阻垢劑對(duì)模擬水體的阻垢性能研究

實(shí)驗(yàn)探究了CT 與TH-607B 復(fù)配阻垢劑對(duì)高鈣高鋇鍶水體（見表3）阻垢性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表4）。

表2 不同阻垢劑阻垢效果對(duì)比

表3 模擬高含鈣高鋇鍶水體各種離子組成

表4 TH-607B 和CT 復(fù)配阻垢劑的效果

由表4 可以知道，TH-607B 與CT 復(fù)配起到了協(xié)同增效的作用。復(fù)配阻垢劑性能明顯優(yōu)于單一阻垢劑。當(dāng)二者以1:1 進(jìn)行復(fù)配時(shí)，其阻垢性能最好。80 mg/L加量下，就能夠使阻垢率達(dá)到83.42 %，基本不會(huì)結(jié)垢，滿足油田高鈣水體阻鋇鍶垢要求，加量為100 mg/L時(shí)，其阻垢率更達(dá)到了90 %以上。可能是因?yàn)檫@二種阻垢劑均具有一定的阻鈣垢性能，兩者復(fù)配起到了協(xié)同增效作用，所以能很好的適應(yīng)高含鈣高鋇鍶水體阻垢性能。

3 結(jié)論

（1）CT 具有高效的阻鋇鍶垢性能，能夠滿足油田現(xiàn)場(chǎng)阻鋇鍶垢需要。

（2）CT 對(duì)模擬低鈣高鋇鍶離子水體具有較好的阻垢性能。

（3）幾種阻垢劑中，TH-607B 和CT 的阻垢劑性能最好，二者阻垢效果相近。

（4）CT 與TH-607B 復(fù)配起到了協(xié)同增效的作用，以質(zhì)量比1:1 進(jìn)行復(fù)配時(shí)，其阻垢性能最好。

（5）當(dāng)CT 與TH-607B 以最優(yōu)比復(fù)配時(shí)，80 mg/L加量下，就能夠使阻垢率達(dá)到83.42 %，基本不會(huì)結(jié)垢，加量為100 mg/L 時(shí)，其阻垢率更達(dá)到了90 %以上，能夠滿足油田高鈣水體阻鋇鍶垢要求。

（6）通過實(shí)驗(yàn)，得到了能夠適應(yīng)高含鈣水體的一種高效鋇鍶阻垢劑體系，能夠作為油田高含鈣環(huán)境下高鋇鍶水體阻垢用劑。

［1］ 張曙光，鄧穎，石京平.大慶油田低滲透油氣藏防垢劑效果室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究［J］.天然氣工業(yè)，2001，21（3）：92-93.

［2］ 張現(xiàn)斌.硫酸鋇（鍶）阻垢劑的合成與應(yīng)用性能研究［D］.西南石油大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

［3］ 雷曉娟，謝志海，張旭，李莉，降曉艷.新型硫酸鋇阻垢劑的合成與性能評(píng)價(jià)［J］.化學(xué)工程，2011，39（2）：76-78.

［4］ 羅躍，張興華，張煜，黨娟華，王曉敏.硫酸鋇阻垢劑MAAA-MAC 共聚物的合成［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2005，27（4）：506-507.

［5］ 馬浴銘，程耀麗，劉玉民，張彥玲，衣建生.新型油田用鋇、鍶阻垢劑性能研究［J］.工業(yè)水處理，2008，28（1）：27-29.

［6］ Lo S W，Gordon T S，Graham G.Scale control and inhibitor evaluation for an alkaline surfactant polymer flood［Z］.SPE 141551，2011.

［7］ 中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5673-1993.油田用阻垢劑性能評(píng)定方法［S］.1993.

［8］ 孟令芝，龔淑玲，何永炳.有機(jī)波譜分析［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.