【導(dǎo)讀】的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均。已在文中作了明確的說明并表示了謝意。規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；液含水量的上升水驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)的地面集輸系統(tǒng)都出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。本文通過對(duì)大量的有關(guān)油田結(jié)垢文獻(xiàn)的綜合歸類，取各家所長(zhǎng)，系統(tǒng)。垢預(yù)測(cè)及治理措施進(jìn)行研究，論證其方法的可行性?？尚辛诵缘闹笇?dǎo)作用。阻礙了原油生產(chǎn)，造成。了很大的經(jīng)濟(jì)損失。排量減小及管道堵塞，還會(huì)誘發(fā)管道局部腐蝕，導(dǎo)致管道漏失頻繁，甚至穿孔，起，造成注水壓力上升，流量下降，增加能耗并降低生產(chǎn)能力。套管射孔，井下泵會(huì)發(fā)生阻塞，地面管線及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)受到限制。提高石油利用率，同時(shí)還能避免結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生的爆炸事故。目前許多科技人員。測(cè)的結(jié)果與實(shí)際情況相差較大。統(tǒng)中有著許多不同的溫度區(qū)域，所以也不可能存在全系統(tǒng)的碳酸鈣溶解平衡。

　　

【正文】 znar 穩(wěn)定指數(shù)法 為了確定預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，再用 Ryznar 穩(wěn)定指數(shù)法對(duì)薩南油田水驅(qū)進(jìn)行 預(yù)測(cè)方程式如下： SAI=2pHspH=2(K+pCa+pAlK)pH 判斷標(biāo)準(zhǔn)： SAI6，無結(jié)垢趨勢(shì)； SAI6，有結(jié)垢趨勢(shì)； SAI5，結(jié)垢嚴(yán)重。 SAI=2pHspH=2(K+pCa+pAlK)pH =2(lg[1011]+lg[109]lg[103]lg[103]) =6 由此可見，有結(jié)垢趨勢(shì)，且 SAI 值接近 5 說明結(jié)垢趨勢(shì)非常嚴(yán)重。經(jīng)過DavisStiff 飽和指數(shù)法和 Ryznar 穩(wěn)定指數(shù)法的預(yù)測(cè)，可見薩南油田水驅(qū)中 CaCO3結(jié)垢趨勢(shì)嚴(yán)重，已經(jīng)到了非治理不可的地步。 2020 年，為實(shí)現(xiàn)方便、高速、全方位地進(jìn)行防垢裝置技術(shù)效果評(píng)價(jià)，有利于進(jìn)行多種防垢技術(shù)綜合性篩選，研制防垢 在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 。 一、加熱濃縮狀態(tài) 目前公認(rèn)的定性、直觀的判斷防垢 儀處理效果好壞的室內(nèi)試驗(yàn)為“加熱濃縮狀態(tài)”，若處理后的水經(jīng)加熱濃縮后，析出的沉淀呈絮狀聚集在底部，說明處理效果較好，如果裝置防垢效果差或無效，則容器壁上附著致密硬質(zhì)水垢。硬質(zhì)水垢為附著力強(qiáng)的方解石結(jié)構(gòu)，而松散狀沉淀為附著力弱的霰石結(jié)構(gòu)，不易附著在管壁上，即使附著，流速較快時(shí)也易被水流沖走。 經(jīng)過近 1 個(gè)月 3 個(gè)周期間斷加熱濃縮試驗(yàn)，三種防垢裝置處理后水以及空白實(shí)驗(yàn)水 均具有以下表觀現(xiàn)象： A 項(xiàng)燒杯中，存在大顆粒沉淀物，有明顯沉積漂浮現(xiàn)象，搖晃燒杯底部有大量懸浮物 B 項(xiàng)燒杯中，有細(xì)微的漂浮物，且有少量粘結(jié)現(xiàn)象，搖 晃燒杯底部有一些懸浮物 C 項(xiàng)燒杯中，有大量細(xì)小的沉淀物，呈沉積漂浮狀態(tài)，搖晃燒杯底部有大量懸浮物 D 項(xiàng)燒杯中，底部不透明，沉積物粘結(jié)嚴(yán)重，搖晃燒杯有少量懸浮物 從實(shí)驗(yàn)效果來看， Scalebuster、英國(guó)凈元電子感應(yīng)處理后水質(zhì)具有較強(qiáng)的絮凝沉積作用，尤其 Scalebuster 實(shí)現(xiàn)了與其機(jī)理相對(duì)應(yīng)的大顆粒沉積物。 二、成垢離子變化分析 每一批次防垢設(shè)備處理后水樣，過濾后放置在恒溫水浴中，間隔 0h、 1h、 2h、3h、 4h、 5h進(jìn)行測(cè)試，從試驗(yàn)結(jié)果可以明顯看出處理前后水中的成垢離子（ Ca2+）濃度變化趨勢(shì)， 見圖 34。 圖 34 處理水中 Ca2+濃度變化對(duì)比圖 由圖 34 可見，與空白試驗(yàn)相比，經(jīng)三種物理防垢儀處理后的采出液中 Ca2+的含量在不同程度上都有所增加，說明三種防垢儀對(duì)成垢離子都有增溶作用，其中 Scalebuster、英國(guó)凈元電子感應(yīng)防垢儀要比韓國(guó) World Magic 增溶效果好；由圖中曲線可以看出 Ca2+含量隨著時(shí)間而減少，說明在脫離防垢儀的作用后，防垢作用在逐漸減弱，三種物理防垢儀的最佳有效性時(shí)間為 2h，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流速，有效距離可達(dá)到 9800m，即在這段距離內(nèi)，成垢離子將在水溶液中保持較穩(wěn)定狀態(tài)。 五、階段性小結(jié) 通過物理防垢裝置在線評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及各類標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用，較好地對(duì)不同機(jī)理的物理防垢裝置在油田應(yīng)用的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期 設(shè)計(jì)功能。而且通過此套試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)以水質(zhì)離子化調(diào)整、提高成垢離子溶解性、快速結(jié)晶沉積等方面物理防垢技術(shù)評(píng)價(jià)提供了較好的試驗(yàn)空間和適宜的評(píng)價(jià)程序，這也為今后全面解決油田地面設(shè)施結(jié)垢提供了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。 超聲波防垢的研究 超聲波防垢也是一種新型的防垢技術(shù)，它具有投資小，處理水量大，自動(dòng)化程度高，施工簡(jiǎn)潔 ，對(duì)垢物類型無選擇等特點(diǎn)，對(duì)于降低減緩結(jié)垢速度，延長(zhǎng)管道及設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行效率具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)驗(yàn)通過分析超聲波處理前后水中成垢離子的變化，來研究超聲波對(duì) CaCO3 成垢的影響。 下面引用 大慶油田采油二廠 超聲波成垢離子實(shí)驗(yàn)，研究超聲波對(duì)成垢離子的影響。 一、超聲波對(duì)成垢離子的影響 1．南 32 站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析 （ 引用） 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的水取自南 32 站污水外輸泵出口處未處理水，然后加入過量碳酸鈉和氯化鈣，以保證水中碳酸根離子和鈣離子的過飽和度。我們對(duì)有無超聲 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，以了解超聲波防垢、除垢的效果。 （ 1） 鈣離子討論 圖 36 是無超聲條件下，鈣離子濃度隨溫度升高的變化趨勢(shì)。 從圖中可知未過濾的離子含量大于過 濾的離子含量，并隨溫度的升高有靠近的趨勢(shì)，說明水中有微晶的存在， 圖 36 無超聲鈣離子濃度隨溫度的變化且隨著溫升向沉淀或離子轉(zhuǎn)化。無超聲情況下，在 70℃時(shí)，過濾與不過濾鈣離子量非常接近，說明在這兩種情況下，微晶的含量已很少，大部分轉(zhuǎn)化為了沉淀。 圖 37 是在超聲作用下，鈣離子濃度隨溫度升高的變化趨勢(shì)，相比于圖36，鈣離子濃度下降的程度小得多， 微晶的量略有減少，說明超聲波在很大程度抑制了鈣離子向微晶轉(zhuǎn)化和微晶增長(zhǎng)為沉淀的趨勢(shì)。延長(zhǎng)了結(jié)垢誘導(dǎo)期，結(jié)垢速度非常緩慢。 圖 37 超聲波作用下鈣離子濃度隨溫度的變化 （ 2）鎂離子討論 圖 3圖 39 分別是有無超聲波作用的情況下，鎂離子的濃度隨溫度升高的變化趨勢(shì)圖。 兩組實(shí)驗(yàn)中過濾與不過濾的差別不大，可知鎂離子基本不以微晶形式存在。單超聲情況下，鎂離子含量隨溫度升高的變化不大，說明由于超聲波的作用，鎂離子基本不隨溫升而產(chǎn)生沉淀以致結(jié)垢。無超聲在 55~70℃時(shí)，鎂離子量大量降低， 開始沉淀并形成垢。 圖 38 無超聲鎂離子濃度變化圖 圖 39 超聲波作用下鎂離子濃度變化圖 本章小結(jié) 1．通過 DavisStiff 飽和指數(shù)法和 Ryznar 穩(wěn)定指數(shù)法對(duì)薩南油田水驅(qū)的預(yù)測(cè)可知，薩南油田水驅(qū)中 CaCO3 結(jié)垢趨勢(shì)嚴(yán)重，已經(jīng)到了非治理不可的地步。 2．由防垢率可知，英國(guó)凈元電子感應(yīng)防垢儀和德國(guó) Scalebuster 防垢儀對(duì)水驅(qū)的防垢效果較好，防垢率分別達(dá)到了 %、 %，而 World Magic 的防垢 儀防垢率只有 %。 3．超聲波具有活化 作用，能增大成垢離子的溶解度，延緩了 Ca2+， Mg2+和CO32的結(jié)垢誘導(dǎo)期。 4．超聲波具有抑制效應(yīng)，使 CaCO3 以微晶形式存在，抑制晶核生成速度和晶粒長(zhǎng)大速度，延長(zhǎng)結(jié)垢誘導(dǎo)期。 第四章 小結(jié) 本文通過對(duì)大量的有關(guān)油田結(jié)垢文獻(xiàn)的綜合歸類，取各家所長(zhǎng)，系統(tǒng)的闡述了國(guó)內(nèi)外油田防垢現(xiàn)狀，油田的 結(jié)垢原因及防垢機(jī)理 ，引用實(shí)驗(yàn)對(duì) 水驅(qū)結(jié)垢預(yù)測(cè)及治理措施 進(jìn)行研究，論證其方法的可行性。本文為油田的放垢措施進(jìn)行了可行性的指導(dǎo)作用。 水驅(qū)結(jié)垢和三 元復(fù)合驅(qū)的主要成分為碳酸鹽和硅酸鹽。根據(jù)垢的主要成分，分別對(duì) CaCO3 和硅離 結(jié)垢的影響因素進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：溫度是影響CaCO3 結(jié)垢的重要因素， NaCl、 KCl、 Mg2+對(duì) CaCO3 有一定的增溶作用；單一硅離子體系中，隨著 pH 值和溫度的降低硅離子結(jié)垢嚴(yán)重，聚丙烯酰胺和表面活性劑單一作用時(shí)，對(duì)其結(jié)垢影響不明顯；聚丙烯酰胺、表面活性劑、鈣、鎂與硅離子復(fù)合作用時(shí)，復(fù)合體系更易結(jié)垢 油田常用化學(xué)加藥的除垢方法是向水中加入化學(xué)藥劑，如阻垢劑等。但是在循環(huán)水、冷卻用水的工作溫度下，水中的微生物是極易生長(zhǎng)的，并且許 多阻垢劑 常常又是微生物的營(yíng)養(yǎng)源，所以，通常在加阻垢劑的同時(shí)，還需加入大量的殺菌劑、滅藻劑、平衡劑等輔助藥劑，而且阻垢劑針對(duì)性較強(qiáng)，阻垢劑的成分要隨著水中礦物質(zhì)成分的改變而改變。另外化學(xué)藥劑本身對(duì)設(shè)備、管道的腐蝕也是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此，與之相對(duì)應(yīng)的各種物理防垢技術(shù)越來越受人們的重視。 參考文獻(xiàn) [1]高清河．油田用綠色高效阻垢分散劑的研究及應(yīng)用 [D]．大慶：大慶石油學(xué)院， 2020． [2]孫莉．坪橋油田采油管道結(jié)垢機(jī)理與防治措施 [D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2020． [3]劉世祥．馬王廟油田注水系統(tǒng) 結(jié)垢原理與防護(hù) [J]．江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2020， 18(6)： 3234． [4]蔡愛斌，吳建軍，侯德霞，等．中原油田回注水結(jié)垢問題分析 [J]．石油化工腐蝕與防護(hù)， 2020， 21(2)： 6264． [5]陳志剛，梅平．油田水結(jié)垢及其預(yù)測(cè)軟件的應(yīng)用 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