油气田腐蚀结垢与防垢技术2

油田垢的生成、防止与清除,葛际江,石油工程学院采油化学研究室,提纲,1油田垢的生成2油田用防垢剂3防垢剂的使用技术4氯化钠的防止5垢的清除,1油田垢的生成分类,（1）硫酸钙（CaSO4）（2）硫酸钡（BaSO4）（3）硫酸锶（SrSO4）（4）碳酸钙（CaCO3）（5）硅酸钙（CaSiO3）（6）氯化钠（NaCl）（7）腐蚀产物（FeS等）,硫酸盐,碳酸盐,硅酸盐,其他,1油田垢的生成结垢原因,（1）与化学物质的溶解度有关（2）与外部条件变化有关,硫酸钡垢的生成,氯化钠的析出,（1）流体传输过程中温度降低（2）气藏生产过程中，气体从产出液中溢出，携带水蒸气，使盐水浓集(水中含盐量不饱和，甚至在室温不饱和)（3）地层中含有岩盐的沉积,硅酸盐垢的生成,碳酸钙垢生成,复合驱结垢,大庆油田三元复合驱结垢情况,油气地质与采收率，2006，13（4）,复合驱中的结垢,注入系统：氢氧化物垢、碳酸盐垢生产系统：强碱复合驱：硅酸盐垢为主弱碱复合驱：碳酸盐垢为主,提纲,1油田垢的生成2油田用防垢剂3防垢剂的使用技术4氯化钠的防止,防垢的方法,（1）磁防垢（2）超声波防垢（3）电防垢（4）用防垢剂防垢,常用防垢剂钙垢,有机膦酸盐类防垢剂聚合物类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸防垢剂的发展,聚合物类防垢剂,常见的聚合物类防垢剂,常见的聚合物类防垢剂,聚合物防垢剂的发展历程,复配后防碳酸钙垢结论,虽然有机膦酸与聚合物复配后，防碳酸钙垢率没有明显提高，但试验过程中发现，单纯使用有机膦酸作为防垢剂时，析出的垢粒大而硬，且易粘附在容器壁面；而采用有机膦酸和聚合物复配物作为防垢剂时，析出的颗粒细小且不易粘附在容器壁面上。这说明，聚合物防垢剂对垢有良好的分散性能。利用聚合物分散垢的机理，可使垢变得松软、细小，易被水流带走。,防垢剂的热稳定性,热稳定性小结,（1）四种防垢剂中，以HEDP的耐热性能最好，而ATMP、PBTC、EDTMP的耐热性能略差；（2）HEDP防垢剂在90、100加热14d，防垢性能基本不受影响；在120加热7d后，防垢性能开始略有下降；（3）对于ATMP、EDTMP、PBTC三种防垢剂，当热处理温度为90时，防垢性能基本不发生变化，而在100热处理7d后，防垢性能也开始略有下降。,热稳定性小结,上述试验结果说明，有机膦酸防垢剂可以用于90以下的温度使用，当使用温度高于100时，防垢性能会受到不同程度影响。而一些文献认为，HEDP、EDTMP在200以下有良好的防垢作用，ATMP在260加热24h仅分解5.3%、HEDP在260加热12h仅分解5.6%，这和本文的试验结果有较大出入，可能与所采用的试验条件和方法有关。,常用防垢剂硫酸钡（锶）,国内防垢剂生产厂家,江苏武进水质稳定剂厂山东枣庄泰和水处理剂南京纳科水处理剂厂天津化工研究院,钡垢防垢剂,钡垢防垢剂,钡垢防垢剂,上述防垢剂效果受以下因素影响：温度pH值过饱和度钙镁离子含量,pH值影响,过饱和度的影响,过饱和度的影响,钙镁离子含量影响,钙镁离子含量影响,钙镁离子含量影响,为什么钙镁离子对DETMP有不同影响？（1）钙离子可以共晶，镁离子不能；（2）钙镁离子均容易与DETMP形成螯合物。,钙镁离子含量影响,其他的钡垢防垢剂,提纲,1油田垢的生成2油田用防垢剂3防垢剂的使用技术4氯化钠的防止,3、防垢剂的使用技术,管线：连续加药、间断加药井筒防垢：（1）井口连续加药、间断加药（2）固体防垢块（3）微胶囊防垢剂（4）近井挤注防垢剂近井防垢：近井挤注防垢剂,3、防垢剂的使用技术固体防垢块,固体防垢块,固体防垢块主要由固化剂、界面改性剂和防垢剂组成。防垢剂可以易溶于水，也可以难溶于水。根据胶结剂在油中的溶解速度，可制成适应不同温度的防垢剂。固体防垢块可用于90以下井筒防垢。,3防垢剂的使用技术微胶囊防垢剂,微胶囊防垢剂,3防垢剂的使用技术防垢剂的挤注技术,将防垢剂分散体在一定压力下挤入结垢井地层，防垢剂沉淀或吸附在岩石表面。开井生产过程中，防垢剂由于溶解或解析作用，随产出液缓慢释放，起到防垢作用。沉淀-溶解机制吸附解吸机制,防垢剂的挤注技术水基,三段塞：前置液：盐水、互溶剂溶液防垢剂溶液：520%顶替液：盐水油井含水率大于10%,防垢剂的挤注技术油基,四段塞：段塞1：互溶剂段塞2：油基溶剂段塞3：油基防垢剂溶液：520%顶替液：油基溶剂油井含水率低于10%必须使用,防垢剂的挤注技术挤注油包水乳状液,段塞1：油基溶剂段塞2：油包水乳状液，水相含10%防垢剂段塞3：油基顶替液,改善挤注技术有效期,（1）将聚合物类防垢剂用酯类或高价金属离子部分胶联，可以提高在地层中的滞留；（2）加入吸附增强剂，如阳离子聚合物，PCP96-44（BP）;（3）沉淀挤注法：防垢剂+钙离子+酸性,提纲,1油田垢的生成2油田用防垢剂3防垢剂的使用技术4氯化钠的防止,4、氯化钠的防止,（1）加入清水（2）加入盐抑制剂,抑制剂的使用,（1）防止井筒结盐，加入清水中，降低清水的用量（2）井筒连续加药（3）加在压裂液中,常用的盐抑制剂,铁氰化钾：K4Fe(CN)6.3H2O氮川三乙酰胺：N(CH2CONH2)3氮川三乙酸：N(CH2COOH)3氯化镉：CdCl2,铁氰化钾,180加热24h会部分分解,但现场试验证明可在150以下使用；室温溶解度可达30%，Na、Mg、Sr盐在水中溶解，Ba盐在室温溶解度也达0.17%；遇到硫酸（不是盐酸），分解出HCN；生成KFe2(CN)6.xH2O，影响效果；不能100%防止。,盐抑制机理,研究不多，主要提出以下机理：（1）改变结晶习性如铁氰化钾、氮川三乙酰胺均使氯化钠由立方变为树枝状晶体（2）改变晶体表面的电性,5、垢的清除碳酸盐垢,（1）盐酸（2）螯合剂,5、垢的清除钡