【導讀】道，造成產(chǎn)能下降。本文綜述了大慶油田注水系統(tǒng)的成垢的研究概況，分析了結(jié)垢類。型及成垢的原因、危害及防垢措施和除垢措施，結(jié)合采集的數(shù)據(jù)及實驗進行研究，別是當清水量在30%~80%之間是碳酸鈣結(jié)垢傾向教大。若采用清水污水交替注入方。用下，易在供水管線中產(chǎn)生含F(xiàn)e3和Fe2O3的混合物垢。

　　

【正文】 ]= ， [SO42]=， PH= ，離子強度為 u= ， 常數(shù) k= ， 則 SI=PH— PHS= SI0，故單注清水時可能形成 CaCO4垢。 五廠污水： [Ca2+]= ， [CO32]= ， [HCO3]= ， [SO42]= ， PH= ，離子強度 u=， 常數(shù) k=， 則 SI=PH— PHS= SI0， 故單注污水時可能形成 CaCO4垢。 硫酸鈣結(jié)垢 對于五廠清水：由附表 1 可知溶度積為 KSP= 104 則溶度積 S=S實際值，故不可能產(chǎn)生 CaSO4垢。 對于 四廠污水：由附表 1 可知溶度積為 KSP= 104 則溶度積 S=32S實際值，故不可能產(chǎn)生 CaSO4垢。 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 20 第 5 章 實驗結(jié)果及分析討論 經(jīng)過一系列的計算，我們可以對各廠碳酸鈣垢和硫酸鈣垢的情況做一下比較，其結(jié)果如續(xù)表 51 所示。 表 51 各廠碳酸鈣垢和硫酸鈣垢的情況 水源 Ca2+/mgL1 HCO3/mgL SO42/mgL PH 值 T/℃ 碳酸鈣垢結(jié)垢因子 硫酸鈣結(jié)垢預測結(jié)果 一廠清水 40 無結(jié)垢 一廠污水 40 無結(jié)垢 二廠清水 40 無結(jié)垢 二廠污水 40 無結(jié)垢 三廠注水 40 無結(jié)垢 四廠清水 40 無結(jié)垢 四廠污水 40 無結(jié)垢 五廠清水 40 無結(jié)垢 上述得出的結(jié)果，我們僅僅是由于水質(zhì)的影響而得出的結(jié)論，現(xiàn)在我們在從影響其結(jié)垢的內(nèi)因進行分析。 其它影響因素 溫度的影響 溫度主要影響成垢物質(zhì)在水中的溶解 度。當溫度升高時，碳酸鈣，硫酸鈣等結(jié)垢物質(zhì)在水中的溶解度降低，從而可形成垢。另外，溫度升高還會使碳酸一氫鈣分解而生成碳酸鈣垢： Ca(HCO3)2→ CaCO3↓ + CO2 + H2O 由注入水溫度為 40℃可知，溫度相對較高，所以溶解讀較差，結(jié)構(gòu)傾向較大。這一結(jié)果與計算結(jié)果較符合。 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 21 壓力的影響 壓力的增加使碳酸鈣在水中的溶解度增加，從熱力學觀點看，增加壓力可增加溶解度。壓力下降對底下井筒和管線的結(jié)垢有很大的影響。在注水系統(tǒng)中，注水干線水壓高，結(jié)垢較少，支管水壓有所降低，結(jié)垢較嚴重。 PH 值的影響 PH 較低時碳酸鈣再水中溶解度較大，沉淀就較少，反之， PH升高，碳酸鈣較多，鐵化合物垢一樣，而對于硫酸鹽的垢其影響不大。由大慶采油廠的水質(zhì)數(shù)據(jù)我們知道，大慶采油廠的 PH 值較高，這也是產(chǎn)生碳酸鈣垢的重要原因之一。 流速的影響 水介質(zhì)的流動會影響成垢物質(zhì)的結(jié)晶過程，使垢不易生成。在其它條件不變的情況下，水的流速越大，結(jié)垢傾向也越小。即使在有明顯結(jié)垢趨勢的水流中，結(jié)垢現(xiàn)象也不十分明顯。大慶采油廠在注清水或污水時，盡管兩種水都有碳酸鈣結(jié)垢傾向（ SI0） ， 但由于水的流動，碳酸鈣結(jié)垢并不 嚴重，這與計算結(jié)果一致。 清水污水混注時結(jié)垢原因分析 大慶采油廠一些采油廠采用了用清水和污水混注技術(shù)，例如大慶采油五廠（體積比為 2/3），下面我們就此種注入方式進行定量的分析，以研究其結(jié)垢的傾向。 下面我們以大慶采油五廠為例，研究此種情況：采用 Stiff 和 Davis 的飽和指數(shù)發(fā)，分析不同比例的清水和污水的碳酸鈣垢傾向的情況，結(jié)果由圖 51 可明顯看出，任何比例的清水污水混合水的碳酸鈣結(jié)垢傾向均大于單一的清水和污水， 這正是采油五廠注水系統(tǒng)混注時更易結(jié)垢的原因。換句話說，采油五廠的清水和污水是不相溶的。在 實際操作中，應避免兩種水混合注入，可采用分注或輪注的工藝。當非注入不可時，應避開最易結(jié)垢的混合比，采取結(jié)垢傾向較低的混合比，例如清水的比例小于 30%或大于 80%。 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 22 010 20 40 60 80 100含水（% ）結(jié)垢傾向因子SI 圖 51 不同體積比的清水和污水混合水的碳酸鈣結(jié)垢傾向 含鐵混合物結(jié)垢 含鐵化合物垢樣 含鐵化合物垢樣主要產(chǎn)于供水及交替注入水的管線。鐵化合物類型我們在文獻綜述中已經(jīng)介紹過，這里不做重復。鐵化合物垢的主要成分是腐蝕產(chǎn)物，與注入水中的溶解氧氣及細菌的活動有 關(guān)。硫酸鹽還原菌的產(chǎn)物 H2S 對金屬的腐蝕嚴重，生成物的 FeS 易造成管道堵塞。鐵細菌及能夠產(chǎn)生黏液的腐生菌，超過一定值會產(chǎn)生腐生電池，也是注入水井堵塞，注水量降低。硫酸鹽還原菌是厭氧菌。在含氧環(huán)境中容易繁殖。其腐蝕機理我們在前面已經(jīng)講過，這里也不做分析。 大慶采油廠也純在鐵化合物垢，但不是主要垢的成分，但我們有必要搞清其結(jié)垢的趨勢及結(jié)垢的原因。下面我們針對上述目的，針對大慶采油八廠的油田水情況做一下定量的分析和討論。 對宋一連出口的水中的細菌分析見下表： 表 52 油田水細菌分析 樣 品 腐 生 菌 硫酸鹽還原菌 鐵 細 菌 總 菌 宋 一 清 出 10 0 0 0 103 宋 一 污 出 104 102 103 106 從表 52 中，我們可以看出污水中硫酸鹽還原菌含量比清水高。污水清水交替注入時，污水溫度為 45℃，清水溫度為 14℃，為硫酸鹽還原菌提供了適宜的溫度，當殺菌質(zhì)量不高時，硫酸鹽還原菌大量繁殖。這正是交替注入水時的井底易產(chǎn)生黑色腐西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 23 蝕產(chǎn)物 FeS 垢的主要原因。 鐵細菌 表 53 現(xiàn)場 注入水分析（ mg． L1） 樣 品 號 PH 顏 色 密度（ COD） 密度（總鐵） 100 – 108 淡 褐 色 108 104 淡 褐 色 從 礦場取樣分析，八廠取樣分析知，注入水中含有褐色的沉淀物，見上表，由表可知，水中的耗氧量已嚴重超標（標準為小于 ），且總鐵含量高，符合鐵細菌的生長條件。這是因為樣品的清水取自淺井，井深 200m左右，而淺井中的水可能有一定量的氧氣，加之鐵細菌的作用，使供水管線腐蝕加劇，產(chǎn)生棕紅色粉末 垢樣Fe(OH)3和 Fe2O3的混合物，這是鐵細菌和溶解氧作用腐蝕的結(jié)果。 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 24 結(jié) 論 通過對大慶采油廠的主要結(jié)垢物質(zhì)（碳酸鈣垢和硫酸鈣垢）分析和實驗后，我們可以得出以下結(jié)論： ， 包括清水，污水，和清水污水混合水，都有碳酸鈣結(jié)垢的傾向， 由于流速，壓力，特別是 PH 值等因素的影響，有結(jié)垢傾向的水不一定總會結(jié)垢，當條件適合時結(jié)垢。 ，當清水和污水分注時，即使出現(xiàn)碳酸鈣結(jié)垢，結(jié)垢速度也不高，但 PH 較高，這可能也是形成碳酸鈣垢的原因之一。 采油廠已經(jīng)應用了清水和污水混注技術(shù)，但要注意其混合比例對結(jié)垢的影響程度，從而選取適當?shù)捏w積比，達到少結(jié)垢的目的（例采油五廠）。 ，有的采油廠甚至沒有。相對較少的鈣離字是大慶采油廠垢中不含硫酸鈣垢的一個原因。 ，回注污水中一旦有鋇離子或鍶離子，就可能產(chǎn)生硫酸鋇或硫酸鍶垢。 ，結(jié)垢又引起更嚴重的腐蝕。 ，即使不考慮溫度和多相滲流的影響，仍然受到結(jié)垢量和油層滲透率的雙重影響， 尤其是低滲透油田。應該提高高回注水的水質(zhì)，以達到預期油田開發(fā)效果。 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 25 參考文獻 [1]馬廣彥 .采油井地層深部結(jié)垢防治技術(shù) [J].石油勘探與開發(fā)， 2021， 29(5)： 82~84 [2][美 ]查理斯 ，李敬波等譯 .實用水技術(shù) [M].北京：石油工業(yè)出版社， 1992：32~45. [3]浙江大學普通化學教研組 .普通化學 [M].北京：高等教育出版社， 1994： 165~180. [4]孫海虹，鄧皓，張欣 油氣田除垢機理與應用技術(shù)探討 [J] 斷塊油氣田， 1999， 6(5)：47~48 [5] Collies R， Cowie C 防抬釗擠壓增強添加刊在油田的應用 [J] 劉新玲譯 Foreign Oilfield Engineering， 1998， (8)： 24~25 [6]賀獻華 新型阻垢劑穩(wěn)定鋇 JAY 離子的 MA AA VA 共聚物 [J] 江蘇化工， 1995，23(3)： 13~14 [7]周厚安 油氣田開發(fā)中硫酸鹽垢的形成及防垢劑和除垢劑研究與應用進展 [J] 石油與天然氣化工， 1999， (3)： 213~214 [8] CarrellKD 油田硫酸鹽垢的形成預防和處理 [J] 張祖興譯 SPE16538， 1998 [9]曾玉彬，傅紹斌 磷酸鹽化米糠提取液對 BaSO4 垢 [J] 油田化學， 1998， 5(4)： 333~335，365 [9]尹先清，伍加忠，王正良等。油田注入水結(jié)垢研究，江汗石油學院報 [10]付美龍 DTPA 溶解 BaSO4垢的實驗研究 [J] 鉆采工藝， 1999， 22(1)： 53~54 [11]王鳳平，張學元等，常澤亮，宋長生等石油天然氣化工（輪南油田注水系統(tǒng)結(jié)垢趨勢預測） ，第四期 247~249。 [12]盧祥國。高振環(huán)，閆文化，王克亮，宋合龍。大慶油田 聚合物采出水配制的聚合物的溶液驅(qū)油效果研究。油田化學。 361（ 363）。 [13]王立。油田水結(jié)垢研究。 第 18 卷第 1 期。 [14]王蘇明，王亞軍。水分析技術(shù)發(fā)展。巖礦測試。 17 卷第 3 期。 [15]王世強，王勇，王笑菡。油田結(jié)垢及預防垢動態(tài)評價方法的應用研究。 九卷，第一期。 [16]宋文玲，韓成林，胡明，王風祥，齊云階。宋芳屯油田注水系統(tǒng)結(jié)垢原因。大慶石油學院學院報。 27 卷，第 2 期。 [17]高利軍，王宗廷，卓潤生等 綠色水處理劑聚 天冬氨酸的研究進展 [J] 工業(yè)水處理，2021， 22(12)： 10~11 西安石油大學高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計 （論文） 26 致 謝 在完成畢業(yè)設(shè)計之時，我要忠心地感謝我的指導教師： 李俊建 老師。導師對工作的嚴謹態(tài)度和熱情，以及他們思考和處理問題的方法，都使我受益非淺。我要特別地感謝 李 老師在學習和生活上對我給予的幫助，尤其他富有創(chuàng)造性的思維，循序漸進的探索方法更值得我去學習。 另外，在尋 找數(shù)據(jù)及操做實驗時， 老師給予了我極大的幫助，在此由衷地表示感謝！