【正文】 大慶采油五廠結(jié)垢預(yù)測表 45 大慶采油五廠區(qū)注水水質(zhì)分析表（mg/l）水樣 CO32 HCO3 CL SO42 Ca2+ Mg2+ Na+K+ PH 總礦化度清水 污水 西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21 碳酸鈣結(jié)垢預(yù)測五廠清水：[Ca 2+]= ， [CO32]=， [HCO3]= ， [SO42]=， PH= ，離子強(qiáng)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：[Ca 2+]= ， [CO32]= ， [HCO3]= ， [SO42]= ， PH= ，離子強(qiáng)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(shí)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(shí)際值，故不可能產(chǎn)生 CaSO4 垢。西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22第 5 章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析討論經(jīng)過一系列的計(jì)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(yù)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(jìn)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(dāng)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→CaCO 3↓ + CO 2 + 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(jì)算結(jié)果較符合。西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23 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(xué)觀點(diǎn)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(yán)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(yán)重，這與計(jì)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(jìn)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(shí)際操作中，應(yīng)避免兩種水混合注入，可采用分注或輪注的工藝。當(dāng)非注入不可時，應(yīng)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(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24010 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(xiàn)綜述中已經(jīng)介紹過，這里不做重復(fù)。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(xì)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(yán)重，生成物的 FeS 易造成管道堵塞。鐵細(xì)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(jī)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(xì)菌分析見下表：表 52 油田水細(xì)菌分析樣 品 腐 生 菌 硫酸鹽還原菌 鐵 細(xì) 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(dāng)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)生黑西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25色腐蝕產(chǎn)物 FeS 垢的主要原因。 鐵細(xì)菌表 53 現(xiàn)場注入水分析（mg．L 1）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(yán)重超標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)為小于 ） ，且總鐵含量高，符合鐵細(xì)菌的生長條件。這是因?yàn)闃悠返那逅∽詼\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(xì)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(xì)菌和溶解氧作用腐蝕的結(jié)果。西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26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(shí)驗(yàn)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(dāng)條件適合時結(jié)垢。，當(dāng)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。，但要注意其混合比例對結(jié)垢的影響程度，從而選取適當(dāng)?shù)捏w積比，達(dá)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(yán)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(yīng)該提高高回注水的水質(zhì)，以達(dá)到預(yù)期油田開發(fā)效果。西安石油大學(xué)高等繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27參考文獻(xiàn)[1][J].石油勘探與開發(fā)，2022，29(5)：82~84[2][美]查理斯 ，[M].北京：石油工業(yè)出版社，1992：32~45.[3][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(jī)理與應(yīng)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(qiáng)添加刊在油田的應(yīng)用[J] 劉新玲譯 Foreign Oilfield Engineering，1998，(8)：24~25 [6]賀獻(xiàn)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(yīng)用進(jìn)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(yù)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(xué)，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(xué)院報[10]付美龍 DTPA 溶解 BaSO4 垢的實(shí)驗(yàn)研究[J] 鉆采工藝，1999，22(1)：53~54 [11]王鳳平，張學(xué)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(yù)測），第四期 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