油氣田腐蝕結(jié)垢與防垢技術(shù)

1、油田垢的生成、防止與清除,葛際江,石油工程學(xué)院采油化學(xué)研究室,提 綱,1 油田垢的生成2 油田用防垢劑3 防垢劑的使用技術(shù)4 氯化鈉的防止5 垢的清除,1 油田垢的生成—分類,（1）硫酸鈣（CaSO4）（2）硫酸鋇（BaSO4）（3）硫酸鍶（SrSO4）（4）碳酸鈣（CaCO3）（5）硅酸鈣（CaSiO3）（6）氯化鈉（NaCl）（7）腐蝕產(chǎn)物（FeS等）,,硫酸鹽,,碳酸鹽,,硅酸鹽,,其他,1 油田垢的生成—

2、結(jié)垢原因,（1）與化學(xué)物質(zhì)的溶解度有關(guān)（2）與外部條件變化有關(guān),硫酸鋇垢的生成,,,,,,,,,,氯化鈉的析出,（1）流體傳輸過程中溫度降低（2）氣藏生產(chǎn)過程中，氣體從產(chǎn)出液中溢出，攜帶水蒸氣，使鹽水濃集(水中含鹽量不飽和，甚至在室溫不飽和)（3）地層中含有巖鹽的沉積,,硅酸鹽垢的生成,,碳酸鈣垢生成,,復(fù)合驅(qū)結(jié)垢,大慶油田三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢情況,油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（4）,,復(fù)合驅(qū)中的結(jié)垢,注入系統(tǒng)： 氫

3、氧化物垢、碳酸鹽垢生產(chǎn)系統(tǒng)：強(qiáng)堿復(fù)合驅(qū)：硅酸鹽垢為主弱堿復(fù)合驅(qū)：碳酸鹽垢為主,提 綱,1 油田垢的生成2 油田用防垢劑3 防垢劑的使用技術(shù)4 氯化鈉的防止,防垢的方法,（1）磁防垢（2）超聲波防垢（3）電防垢（4）用防垢劑防垢,常用防垢劑—鈣垢,有機(jī)膦酸鹽類防垢劑聚合物類防垢劑,,有機(jī)膦酸鹽類防垢劑,,有機(jī)膦酸鹽類防垢劑,,有機(jī)膦酸鹽類防垢劑,,有機(jī)膦酸鹽類防垢劑,,有機(jī)膦酸防垢劑的發(fā)展,聚合物類防垢劑,常見的

4、聚合物類防垢劑,常見的聚合物類防垢劑,,,,,,聚合物防垢劑的發(fā)展歷程,復(fù)配后防碳酸鈣垢結(jié)論,雖然有機(jī)膦酸與聚合物復(fù)配后，防碳酸鈣垢率沒有明顯提高，但試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，單純使用有機(jī)膦酸作為防垢劑時(shí)，析出的垢粒大而硬，且易粘附在容器壁面；而采用有機(jī)膦酸和聚合物復(fù)配物作為防垢劑時(shí)，析出的顆粒細(xì)小且不易粘附在容器壁面上。這說明，聚合物防垢劑對垢有良好的分散性能。利用聚合物分散垢的機(jī)理，可使垢變得松軟、細(xì)小，易被水流帶走 。,防垢劑的熱穩(wěn)定性,,

5、,,,,,,,,,熱穩(wěn)定性小結(jié),（1）四種防垢劑中，以HEDP的耐熱性能最好，而ATMP、PBTC、EDTMP的耐熱性能略差；（2）HEDP防垢劑在90℃、100℃加熱14d，防垢性能基本不受影響；在120℃加熱7d后，防垢性能開始略有下降； （3）對于ATMP、EDTMP、PBTC三種防垢劑，當(dāng)熱處理溫度為90℃時(shí)，防垢性能基本不發(fā)生變化，而在100℃熱處理7d后，防垢性能也開始略有下降。,熱穩(wěn)定性小結(jié),上述試驗(yàn)結(jié)果說明，有機(jī)膦酸

6、防垢劑可以用于90℃以下的溫度使用，當(dāng)使用溫度高于100℃時(shí)，防垢性能會受到不同程度影響。而一些文獻(xiàn)認(rèn)為，HEDP、EDTMP在200℃以下有良好的防垢作用，ATMP在260℃加熱24h僅分解5.3%、HEDP在260℃加熱12h僅分解5.6%，這和本文的試驗(yàn)結(jié)果有較大出入，可能與所采用的試驗(yàn)條件和方法有關(guān)。,常用防垢劑—硫酸鋇 （鍶）,國內(nèi)防垢劑生產(chǎn)廠家,江蘇武進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定劑廠山東棗莊泰和水處理劑南京納科水處理劑廠天津化工研究院,

7、鋇垢防垢劑,鋇垢防垢劑,,鋇垢防垢劑,上述防垢劑效果受以下因素影響：溫度pH值過飽和度鈣鎂離子含量,pH值影響,過飽和度的影響,過飽和度的影響,鈣鎂離子含量影響,鈣鎂離子含量影響,鈣鎂離子含量影響,為什么鈣鎂離子對DETMP有不同影響？（1）鈣離子可以共晶，鎂離子不能；（2）鈣鎂離子均容易與DETMP形成螯合物。,鈣鎂離子含量影響,,其他的鋇垢防垢劑,提 綱,1 油田垢的生成2 油田用防垢劑3 防垢劑的使用技術(shù)4

8、氯化鈉的防止,3、防垢劑的使用技術(shù),管線：連續(xù)加藥、間斷加藥井筒防垢： （1）井口連續(xù)加藥、間斷加藥 （2）固體防垢塊 （3）微膠囊防垢劑 （4）近井?dāng)D注防垢劑近井防垢：近井?dāng)D注防垢劑,3、防垢劑的使用技術(shù)—固體防垢塊,,固體防垢塊,固體防垢塊主要由固化劑、界面改性劑和防垢劑組成。防垢劑可以易溶于水，也可以難溶于水。根據(jù)膠結(jié)劑在油中的溶解速度，可制成適應(yīng)不同溫度的防垢劑。固體防垢塊可用于90℃ 以下井筒防垢。,,,3

9、防垢劑的使用技術(shù)—微膠囊防垢劑,,微膠囊防垢劑,3 防垢劑的使用技術(shù)—防垢劑的擠注 技術(shù),將防垢劑分散體在一定壓力下擠入結(jié)垢井地層，防垢劑沉淀或吸附在巖石表面。開井生產(chǎn)過程中，防垢劑由于溶解或解析作用，隨產(chǎn)出液緩慢釋放，起到防垢作用。沉淀-溶解機(jī)制吸附—解吸機(jī)制,,,防垢劑的擠注技術(shù)——水基,三段塞： 前置液：鹽水、互溶劑溶液 防垢劑溶液：5~20% 頂替液：鹽水 油井含水率大于10%,防

10、垢劑的擠注技術(shù)—油基,四段塞： 段塞1：互溶劑 段塞2：油基溶劑 段塞3：油基防垢劑溶液：5~20% 頂替液：油基溶劑 油井含水率低于10%必須使用,防垢劑的擠注技術(shù)—擠注油包水乳狀液,段塞1：油基溶劑段塞2：油包水乳狀液，水相含10%防垢劑段塞3：油基頂替液,改善擠注技術(shù)有效期,（1）將聚合物類防垢劑用酯類或高價(jià)金屬離子部分膠聯(lián)，可以提高在地層中的滯留；（2）加入吸附增強(qiáng)劑，如陽離子聚合物，

11、PCP96-44（BP）;（3）沉淀擠注法：防垢劑+鈣離子+酸性,提 綱,1 油田垢的生成2 油田用防垢劑3 防垢劑的使用技術(shù)4 氯化鈉的防止,4、氯化鈉的防止,（1）加入清水（2）加入鹽抑制劑,抑制劑的使用,（1）防止井筒結(jié)鹽，加入清水中，降低清水的用量（2）井筒連續(xù)加藥 （3）加在壓裂液中,常用的鹽抑制劑,鐵氰化鉀：K4Fe(CN)6.3H2O氮川三乙酰胺：N(CH2CONH2)3氮川三乙酸：N(CH2COO

12、H)3氯化鎘：CdCl2,鐵氰化鉀,180 ℃ 加熱24h會部分分解,但現(xiàn)場試驗(yàn)證明可在150℃ 以下使用；室溫溶解度可達(dá)30%，Na、Mg、Sr鹽在水中溶解，Ba鹽在室溫溶解度也達(dá)0.17%；遇到硫酸（不是鹽酸），分解出HCN；生成KFe2(CN)6.xH2O，影響效果；不能100%防止。,鹽抑制機(jī)理,研究不多，主要提出以下機(jī)理：（1）改變結(jié)晶習(xí)性如鐵氰化鉀、氮川三乙酰胺均使氯化鈉由立方變?yōu)闃渲罹w（2）改變晶體表面