油田污水用阻垢缓蚀剂的室内复配及筛选试验

2020-02-25张静朱洪生

科技创新与应用 2020年4期

张静朱洪生

摘要：稠油井在我国油田中占据着较大的比重，经过多年的开采，稠油井已经进入了开采后期，在这一时期多采用注水的方式进行后续的开采作业。油井注水多使用的是油井产出液中所分离出来的油田污水，如若油田污水未能进行良好的处理将容易产生油田水腐蚀、结垢等的危害。为解决这一问题需要积极做好油田污水阻垢缓蚀剂的开发与应用。文章在分析油田污水所造成危害的基础上对油田污水阻垢缓蚀剂的开发与利用进行了分析介绍。

关键词：油田污水阻垢缓蚀剂;配置;筛选

中图分类号：X741 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）04-0060-02

Abstract： Heavy oil wells occupy a large proportion in China's oilfields. After years of exploitation， heavy oil wells have entered the late stage of production. During this period， water injection is often used for follow-up production operations. Oil well water injection mostly uses the oil field sewage separated from the produced liquid of oil well. If the oil field sewage is not treated well， it will easily cause the harm of oil field water corrosion， scaling and so on. In order to solve this problem， it is necessary to actively do a good job in the development and application of scale and corrosion inhibitor for oilfield sewage. Based on the analysis of the harm caused by oilfield sewage， this paper analyzes and introduces the development and utilization of scale and corrosion inhibitor for oilfield sewage.

Keywords： scale and corrosion inhibitor for oilfield sewage; configuration; screening

前言

油田污水阻垢緩蚀剂是为了解决油田污水所造成的结垢、污水腐蚀等的危害所开发出来的一种添加剂。油田污水由于是油井产出液中所分离出来的，其中的矿物质含量较高，如处理不到位其中含有较多的有害杂质。本文在分析油田污水腐蚀、结垢形成原理的基础上对如何做好油田污水阻垢缓蚀剂的开发与利用进行了分析介绍。

我国绝大部分油田采用注水开采。油田注入水都是油井产出液中分离出来的油田污水。油田污水水质复杂，注入过程中存在一系列问题：

（1）污水矿化度高，又不同程度溶解了硫化氢、二氧化碳、氧气等气体，会腐蚀金属设备和管道，矿化度或酸性气体含量高的油田污水甚至导致设备和管道的穿孔。

（2）由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，在油井井筒、地面系统和注水地层发生结垢现象，造成油井产液量下降，管线堵塞等。

因此，针对油田水腐蚀、结垢造成的危害，采取有力的缓蚀、防垢措施，不断提高和改进油田水处理技术，对油田的增收节支具有重要意义。

1 油田污水所造成的危害与形成原理

油田污水成分复杂，其主要是由油田产出液所分离出来并重新投入到油田的开采使用中。在将油田污水应用于油田开采中时，由于油田污水的矿化度较高，且其中的H2S、CO2、O2的成分较高，这些杂质会与水形成腐蚀性液体并在污水循环使用中腐蚀沿线的管线、管材及金属设备等，严重的甚至会造成管线“穿孔”现象。此外，在将油田污水注入地下的过程中由于污水中矿物质含量较高，容易在地下地层中形成结垢现象进而堵塞注入管路，影响油田开采的注水作业。

油田污水所产生的腐蚀机制如图1所示。

2 油田污水腐蚀、结垢的预防机理

油田污水的腐蚀、结垢预防机理主要有以下几种：（1）反应+络合（鳌合）机理。（2）晶格畸变机理。（3）静电排斥机理。（4）增溶机理。其中增溶机理主要指的是：将阻垢剂添加到溶液中后，阻垢剂的存在，使溶液中的盐类的饱和度升高，溶解性增加，不易形成水垢，从而防止结垢。

3 做好油田污水用阻垢缓蚀剂研究的重要意义

油田污水用阻垢缓蚀剂的开发与利用将能够有效的降低油田污水因腐蚀、结垢所造成的危害。相较于其他类型的油田污水不论是在处理量还是在处理难度及处理要求等方面都有着较高的标准。油田污水的处理量大、处理要求高从而要求油田污水用阻垢缓蚀剂具有廉价、高效的特点。长期以来我国所使用的油田污水用阻垢缓蚀剂主要以HEDP、EDTMP等为主，而其他的含硫聚合物（耐盐能力好）、含磷聚合物（具有一定缓蚀性能）、聚醚磷酸盐（新型大分子防垢剂），虽有针对油田水质的研究报道，但油田实际应用较少。长期以来我国油田开采情况发生了较大的变化，原先所采用的油田污水用阻垢缓蚀剂已经无法满足油田污水的处理需求，因此需要开发一种新型的油田污水用阻垢缓蚀剂，使其在污水处理量和处理效果方面取得良好的效果。总体来说开发并利用油田污水用阻垢缓蚀剂是十分必要且重要的。本论文中将选择聚合天冬氨酸、磷酸盐等为研究对象，筛选及探索了这两类缓蚀剂性能与现场的关系。通过研究油田污水用阻垢缓蚀剂的特性为油田污水用阻垢缓蚀剂的开发打下良好的基础。

4 油田污水用阻垢缓蚀剂的配制实验

4.1 室内仪器及设备

a. RCC-I型旋转挂片腐蚀试验仪;b. 电子分析天平感量0.1mg;c. 2000ml烧杯;d. A3钢片;e. 干燥器;f. 1000ml容量瓶;g. 滤纸

4.2 实验试剂

h. 石油醚：分析純;i. 盐酸：分析纯;j. 无水乙醇：分析纯;k. 六次甲基四胺：分析纯。

4.3 实验方法

油田污水用阻垢缓蚀剂的实验将依据Q/SY 126-2007 中国石油天然气集团公司企业标准为测定标准。

挂片法：将已称量的A3钢片挂入试验介质中，在规定条件下浸泡到一定时间，然后取出钢片，经清洗干燥处理后称重，根据挂片的质量损失计算出平均腐蚀速率。

阻垢率：配制模拟水溶液，在溶液中加入和不加入阻垢剂，恒温静置16h，用滴定法测定清液中钙离子的含量，计算阻垢率。

5 实验数据及分析

实验用水欢三联合站二级气浮出水，水温模拟现场水温50℃，转数77r/min，实验时间3d。实验数据如表1所示，A3钢片的密度：7.85g/cm3，表面积：21.8cm2。

经过上述实验得出复配 IMC-30Q′药剂的缓蚀效果较好，进而确定阻垢率性能，见表2。