新型油田阻垢剂的合成与性能分析

＊陈勇马英杨晓拂杨凯刘邵楠

（1.唐山冀油瑞丰化工有限公司 河北 063200 2.冀东油田开发技术公司 河北 063200）

新型油田阻垢剂的合成与性能分析

＊陈勇1马英1杨晓拂1杨凯1刘邵楠2

（1.唐山冀油瑞丰化工有限公司 河北 063200 2.冀东油田开发技术公司 河北 063200）

在油田的开采中，受到一些因素影响，就存在着水结垢的问题，这对油井注入以及产出能力会造成降低影响，对油气田的开采工作正常实施就有着很大的影响。本文主要就油田结垢的发展现状以及原因详细分析，然后对油田垢的类型以及阻垢剂的作用加以分析，对新型油田阻垢剂合成和性能进行探究。

油田垢；合成；性能

油田在实际的开采过程中，结垢的质量问题对油田的生产秩序就有着很大的影响，会缩短油田的寿命。油田的各种类型垢当中，硫酸坝垢是比较突出的，也是比较难消除的油田垢型。通过从理论上深化新型油田垢的研究，对阻垢剂的合成性能分析，对解决实际的问题就有着积极意义。

1.油田结垢的发展现状以及原因分析

(1)油田结垢的发展现状分析

油田的开采过程中，在进行注水开发中都存在着不同程度的结垢问题，在对油田开发进入到中后期的时候，在含水量比较高的环节，结垢的现象就会更加的严重。油田结垢的问题会造成油气储层的损害，以及油水井的井筒以及设备腐蚀损坏等问题发生。对油气田的正常化开采有着很大影响，这无形中就增加了油田开采的成本，为开发企业造成很大的经济损失[1]。在我国的油田开采过程中，对油田结垢的现象报道的数量在不断增加，从我国的诸多油田开采的显子昂来看，在长庆油田以及大庆油田等，实际的开采过程中，都存在着不同程度的结垢损害。

(2)油田结垢的主要原因分析

对于油田结垢的现象发生，是受到多方面因素的影响所致。在我国对油田结垢的原因研究方面，一些学者已经取得了相应成果，对油田结垢的原因进行了相应探究，主要的原因有几个不同的方面。首先在化学不相容理论的因素方面，是两种或以上不相容流体混在一起，不相容离子间相互作用就会产生沉淀物质。在对油田开采过程中注入水和地层的水没有配伍，在混合的时候就会造成沉淀，也就是结垢。

在油田结垢原因当中，从热力学角度原因分析来看，由于地层水和地层当中各种矿物，长期地质沉积年代建立相互稳定化学平衡，地下热力学以及动力学的条件没有发生变化，有的成垢阳离子在水岩的作用下，地下水溶解融滤下达到饱和，而处在稳定状态。在对油田的开采中，地层压力以及温度和流速的因素影响下，对原有油气水岩等化学平衡就会进行破坏，这样就出现结构物质[2]。对油田来说结垢问题出现也可能从各方面各位置出现。

2.油田垢的类型以及阻垢剂的作用发挥

(1)油田垢的主要类型

油田垢的类型比较多，从主要的类型上进行划分，主要能将其划分成无机碳酸盐以及无机硫酸盐。还有的是含有铁元素的无机化合物，通常也将其作为结构物，这一类型的垢对金属有着比较强的腐蚀性，对油田开采工作的正常实施有着很大阻碍。无机盐在水当中的溶解度是比较小的，硫酸钡是溶解度最小的无机盐类型。而碳酸盐在溶液当中的沉淀形式析出会受到溶液PH值的因素影响。除了比较常见无机盐的垢类型外，一些油田当中还有有机垢以及三元复合驱垢，在这一类型的垢的主要成分就是沥青质以及胶质和石蜡等[3]。有的则是微生物粘泥。有机垢和无机垢的类型相比较俩说，有机垢的结构相对比较松软，并有着比较强的粘附性。而三元复合驱垢是通过三元复合驱实施采油的油田，垢的成分就是无机硅酸盐。

(2)油田阻垢剂的作用发挥

第一，油田阻垢剂的螯合作用发挥。对油田的垢的处理就要采取科学的方法加以应用，对阻垢剂进行科学应用，就能有效解决油田垢这一质量问题。阻垢剂的主要作用机理在当前还没有统一性的观点，综合诸多的观点，主要有几个重要的作用机理。其中的螯合作用发挥是比较重要的，阻垢剂的阴离子比较容易和水当中成垢阳离子螯合五元以及六元环，从而能有效组织成垢离子间的接触，在所生成的螯合物也是可溶的，能有效防止沉淀产生，从而在阻垢的作用上就能充分发挥。在对阻垢剂的使用量相对比较低的时候，也能有效和大量成垢阳离子进行螯合。

第二，油田阻垢剂的晶格畸变作用发挥。油田阻垢剂的应用作用发挥方面，在晶格畸变的作用上也能充分发挥。阻垢剂可以吸附微小晶体界面上以及掺杂晶格的点阵当中，能干扰晶体正常生长，对晶体的张力在这一过程能能够加强，造成晶体的不稳定性出现畸变，这样就很难形成坚硬垢物，容易在外力作用下发生破裂[4]。阻垢剂的应用能吸附管线以及设备内表面，从而形成吸附层，这样就能有效阻碍颗粒在管线或设备沉淀，起到对管线以及设备的保护作用。

第三，油田阻垢剂的分散作用发挥。在油田阻垢剂的应用作用中，分散作用的发挥也比较突出。主要是大分子聚合物在阻垢机理方面表现成分散作用，带点大分子吸附在颗粒表面形成双电层，这样能把成垢晶体进行包裹改变其表面典性，也能增大颗粒间静电斥力作用，能有效使得颗粒相互触碰聚集成大晶体进行分散，也能有效防止结构的现象发生。

3.新型油田阻垢剂合成和性能探究

(1)新型油田阻垢剂合成

其一，油田阻垢剂的试剂以及合成仪器装置。新型的油田阻垢剂的合成需要进行相应的试验，从而完成合成的目标。在这一试验当中，所用的试剂也比较多，如顺丁烯二酸酐，丙烯酸，乙酸乙稀酯，过硫酸铵，都是阻垢剂合成的重要化学试剂，在这些试剂的纯度保持分析纯AR。在试验当中的仪器设备也是必备的，主要的试验设备有四口烧瓶、恒压分液漏斗、烧杯、量筒、滴定管、玻璃棒等相应的试验设备。在对合成装置的应用上，主要是通过铁架台、搅拌器、恒温水浴锅、四口烧瓶、恒压滴液漏斗、温度计和试管夹组装而成，揽拌棒及玻璃塞使用聚四截乙炼制品。

其二，阻垢剂的合成流程。对阻垢剂的应用合成要能按照相应的步骤，首先要称取适量的顺丁烯二酸酐固体放在烧杯当中，然后加入相应蒸馏水加以搅拌，等到完全溶解后，导入固定的四口烧瓶当中。接着进行称取相应丙烯酸以及乙酸乙烯酯，使其混合成溶液后转移到恒压分液漏斗当中，称取相应过硫酸铵，通过蒸馏水进行配置引发剂溶液转移到恒压分液漏斗当中。这时候就要进行相应的观察，查看在顺丁烯二酸酐水溶液升温到相应温度后，进行滴加丙烯酸以及乙酸乙烯酯混合溶液和引发剂溶液，这样就开始了共聚反应。在这一反应过程中对分液漏洞阀门进行调节控制，让溶液在一小时左右滴加完成。接着就要对水浴锅的温度加以调整，将温度和预先设置的相等，继续观察反应。然后关闭电源停止恒温，到自然冷却之后就能获得淡黄色粘稠油状液体TR-1。

(2)新型油田阻垢剂性能

获得了油田阻垢剂之后，就要对其性能进行展开相应的评价。在阻垢剂对碳酸钙阻垢性能评价方面，结合我国的石油天然气行业标准《SY/T5673-93 油田用防垢剂性能评价方法》来进行配置相应的溶液，在评价过程中要按照相应的条件进行实施，Ca2+浓度为 1654mg/L，HCO3-浓度为2672mg/L，在不同浓度阻垢剂的阻垢率测定方面要充分重视，对阻垢剂的量和阻垢的效果关系进行分析。根据实际的关系图能够看到，在阻垢剂的浓度增加的时候，对碳酸钙阻垢的效果是上升的，在量达到了200mg/L的时候，阻垢的效率就达到了86.5%[6]。其阻垢剂量和阻垢的性能关系如下图所示。

阻垢剂量和阻垢效果关系图

影响阻垢剂的效果发挥的因素中，浓度是比较重要的因素内容。阻垢剂水溶液农业能直接影响阻垢剂的实际性能，在恰当的浓度下能对阻垢剂的性能最大化的发挥。而在浓度上偏低就比较容易影响预期阻垢效果，也会造成资源上的浪费。结合行业标准，进行配置相应浓度的Ba2+溶液以及相应浓度过量SO42_溶液，在恒定的温度上达到90摄氏度，恒温的时间控制上在十六小时，对TR-1浓度实施相应的试验，然后对不同阻垢剂浓度对阻垢的效果关系进行探究。根据相应的实现能够发现，在阻垢的浓度不同，阻垢的性能也有着不同。所呈现出的关系图就是阻垢剂的浓度在上升的时候，阻垢率也是上升的，在浓度达到了80mg/L时，和这一数据比较足够率并没有明显的变化，这就能够说明这是比较适当的阻垢性能，在浓度上是比较适当的（如下表所示）。

阻垢剂的浓度和阻垢性能的关系表

阻垢剂在对硫酸锶的阻垢性能方面，结合相应的《SY/ T5673-93油田用防垢剂性能评价方法》进行配置溶液，在进行评价的时候就要遵循相应的条件，Sr2+浓度为 1952mg/ L，SO42_浓度为2471mg/L，结合不同浓度阻垢剂的阻垢率进行测定，在浓度增加的对硫酸锶阻垢率也会增加。除此之外，在温度的因素方面对阻垢剂的阻垢性能也会有着影响。在高温的环境下，深井底层当中阻垢剂耐温度性能就比较重要。还有在恒温的时间上的控制也是比较重要的。在这些层面得到了充分重视，对阻垢剂的性能发挥就比较有利。

4.结语

综上所述，新型油田阻垢剂的应用对油田开采工作的顺利实施有着促进作用，在对阻垢剂的合成以及性能的评价环节，这是保障阻垢剂的使用性能作用发挥的重要环节，对其合成的质量以及性能的保障要重视。通过对阻垢剂的相关理论的研究探究，希望能有助于油田的顺利开采。

(责任编辑 责聪)

Analysis of the Synthesis and Property of New-type Oilfield Antisludging Agent

Chenyong¹, Maying¹, Yang Xiaofo ¹, Yangkai¹, Liu Shaonan²
(1.Tangshan Ruifeng Chemical Industry co., ltd., of Eastern Hebei Oil field Exploration and Development co., LTD, Hebei, 063200 2.Eastern Hebei Oil field Development Technology Company, Hebei, 063200)

In the petroleum exploitation process, in fl uenced by some factors, the problem of water scaling appears, which will reduce the oil well’s injection and output capacity and also cause great in fl uence to the normal construction of oil-gas field’s exploitation work. In this paper, it has taken detail analysis of the development status quo and reasons of oil field scaling, besides, taken analysis of the types of oil field scaling and function of antisludging agent and study the synthesis and property of new-type oil field antisludging agent.

oil field scale；synthesis；property

T

A

陈勇（1974～）男，唐山冀油瑞丰化工有限公司；研究方向：油田阻垢剂。