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pH值 温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制 作用 碳酸钙在水中的溶解度很低 碳酸钙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 1 Ca2 2HCO3 CaCO3 CO2 H2O 2 1 二氧化碳的影响 CO2溶解在水中时 生成碳酸 其电离反应式如下 CO2 H2O H2CO3 H2CO3 H HCO3 HCO3 H CO3 在一定的PH值下 只有很少百分比的碳酸氢根电离成氢离子和碳酸 根离子 参见图1 在一般情况下碳酸氢根离子在数量上远远大于碳酸 根离子 可以认为碳酸钙沉淀主要为式2所表示的反应 当水中二氧化 碳的浓度增加时 反应向右移动 碳酸钙沉淀减少 当水中二氧化碳的 浓度减少时 则反应向左移动 碳酸钙的沉淀增加 图1 水中三种碳酸的比例变化曲线 2 PH值的影响 油田水中一般含有不同程度的碳酸 而水中三种形态碳酸HCO3 CO2 HCO3 CO32 在平衡时的浓度比例取决于PH值 根据PH值计算水 中三类碳酸的百分数 关系曲线见图2 由图2可以看出水中三类碳酸在平衡时的浓度的比例与PH值有完全相 应的关系 在低PH值范围内 水中只有HCO3 CO2 在高PH值范围内只有 CO32 离子 而在中等PH值范围内HCO3 占绝对优势 因此水的 值较高 时就会产生更多的碳酸钙沉淀 反之 水的PH较低时 则碳酸钙不易 产生沉淀 PH值对碳酸盐的溶解度影响很大 降低PH值会增加它们的溶 解度 图2 卡波兰图 3 温度的影响 温度是影响碳酸钙沉淀另一重要因素 绝大部分盐类在水中的溶 解度是随温度升高而增大 但碳酸钙具有反常的溶解度 在温度升高时 溶解度反而下降 即水温升高时会沉淀更多的碳酸钙 4 总压力的影响 当压力增大有利于碳酸钙的溶解 而当压力减小时会促进碳酸钙 沉淀 对于汽 液两相系统 首先总压力增加 二氧化碳分压增大 碳 酸钙的溶解度随之增大 其次从热力学角度看 压力增加也会使碳酸钙 的溶解度增加 其机理与后面讨论的压力对硫酸钙溶解度的影响类似 对于只有水的单相系统 只能从热力学的观点考虑 压力增加会使碳酸 钙的溶解度增大 5 水中所溶盐类的影响 水中含盐量增加时碳酸钙的溶解度也增加 例如将20000mg L的氯化 钠加入蒸馏水中 碳酸钙的溶解度从100mg L增加到250mg L 水中溶解 的固体总量越高 不包括钙离子和碳酸根离子 碳酸钙在水中的溶解 度就越大 这可以解释为溶解的盐效应 当含盐量增加时 相应提高了 水中的离子浓度 由于离子间的相互静电作用 使成垢离子的活动性减 弱
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