油井钡、锶垢防垢剂的研制和应用*

付亚荣 付丽霞 李小永 曹瑾 唐敬 隋立新 吴海明

（1.中国石油华北油田分公司第五采油厂；2.中国石油华北油田分公司采油工程研究院；3.中国石油华北油田分公司第一采油厂；4.中国石油华北油田分公司长江化工机电有限公司）

水的热力学不稳定性和化学不相容性成就了油田含水开发后井筒、管网等系统的结垢[1]，造成检泵周期短、系统压力升高、管网腐蚀等现象频繁发生，给生产带来严重危害[2]。国内诸多学者[3-6]采取不同的清防垢措施解决碳酸盐垢的沉积取得了很好的效果。但随着油田开发地质情况复杂，出现硫酸钡、锶垢的油井也越来越多[7]。因硫酸钡溶度积常数很低，比硫酸锶更容易沉积，钡、锶垢用一般方法很难清除，危害很大[8]，其防治已成为油田防垢的一个技术难点。油田常用聚合物型、膦酸型、羧酸型、膦酸-羧酸型和混合型[9-10]等几类防垢剂对油井、管网进行治理，但油藏情况差异很大，防治方法有所区别。依据生产实际，提出了在碘化钾的诱导下，将氨基酸、维生素引入阻垢体系的新思路[11]，实现了阻止油井钡、锶垢沉积的目的。

1 防止硫酸钡、锶垢沉积的机理

FU Gongmin 的防垢理论[12]认为，防垢剂应具有螯合、分散、凝聚及协同作用。依据螯合和吸附机理防止垢的沉积，防垢剂中的[O]将Ba2+、Sr2+螯合，不能与SO2-4反应生成硫酸钡、硫酸锶垢；带羧基的聚合物在BaSO4、SrSO4微晶表面吸附形成扩散双电层，微晶表面带有Zeta 负电位，相互排斥，阻止微晶聚结长大成垢并在表面沉积。

2 防止钡、锶垢沉积的阻垢剂合成

首先，将十二烷基胺基乙基磷酸酯和十四烷基胺基乙基磷酸酯按比例加入搪瓷反应釜内；再加入需要加入水量的8%，搅拌同时缓慢升温到45～50℃后，再搅拌30 min；依次按比例加入乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四丙酸四钠盐和乙二胺四甲叉膦酸、维生素A、维生素C、碘化钾，边加入边搅拌；然后按比例加入α-氨基-3-甲基丁酸和天门冬氨酸，搅拌30 min；最后加入剩余部分的水并搅拌30 min，停止加热；边冷却边搅拌，冷却至常温，得到防止钡、锶垢沉积的阻垢剂，命名为BSZG-012。

3 阻垢剂BSZG-012 性能评价

室内按SY/T5673—1993《油田用防垢剂性能评定方法》[13]，对从现场取回的5 口油水井样进行分析（表1）。

表1 5 口油水井水质分析

由表1 可知，X12-37 油井采出液水中Ba2+、Sr2+含量最高，因此，作为评价BSZG-012 阻垢剂的试验用水。

3.1 阻垢剂BSZG-012 的抗盐性

其他条件不变，考察矿化度对阻垢剂BSZG-012性能的影响（表2）。由表2 可知，随着矿化度的增加，阻垢率下降，当阻垢剂加量为20 mg/L 时，试验用水矿化度从50 000 mg/L上升至150 000 mg/L，硫酸钡阻垢率从97.10%降至92.76%，硫酸锶阻垢率从98.30%降至90.13%，说明阻垢剂BSZG-012 具有较好的抗盐性。

表2 矿化度对阻垢剂BSZG-012 性能的影响

3.2 阻垢剂BSZG-012 加量对阻垢率的影响

取X12-37 油井采出液中水样，考察阻垢剂BSZG-012 的加量对阻垢性能的影响（表3）。从表3 可以看出，随着阻垢剂加量的增加，阻垢率开始增加较快，当阻垢剂加量达到25 mg/L 后，阻垢率基本保持不变，因此，现场阻垢剂的加量以15～20 mg/L 为宜。

表3 阻垢剂BSZG-012 加量对阻垢率的影响

4 现场应用

在60 余口油井日常维护时加入阻垢剂，当防止钡、锶垢沉积的阻垢剂加量为15～20 mg/L 的情况下，阻垢率大于90%，检泵周期平均延长350 d以上，系统压力平均下降0.35 MPa，抽油机能耗降低12.1 个百分点。

典型井例：CH62-8 井地层水中Ba2+、Sr2+含量分别达到457.5 mg/L 和817.4 mg/L，地层注入水中SO2-4含量达到1200 mg/L，日常维护时按20 mg/L 加入阻垢剂，油井检泵周期延长370 d，井口回压下降0.40 MPa，抽油机能耗降低13.7 个百分点。

5 结论

1）钡、锶垢的防治已成为油田防垢的一个技术难点，其危害很大；根据生产情况，在碘化钾的诱导下，将氨基酸、维生素引入阻垢体系能够阻止油井钡、锶垢沉积。

2）现场60 口油井应用后，检泵周期平均延长350 d 以上，系统压力平均下降0.35 MPa，抽油机能耗降低12.1 个百分点，为其他油田防止钡、锶垢的沉积提供了可借鉴的技术思路。

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