【正文】 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%。無超聲在55~70℃時，鎂離子量大量降低，開始沉淀并形成垢。 兩組實驗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。延長了結(jié)垢誘導(dǎo)期，結(jié)垢速度非常緩慢。無超聲情況下，在70℃時，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。（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。一、超聲波對成垢離子的影響1．南32站現(xiàn)場應(yīng)用分析（引用）這個實驗的水取自南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。本實驗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CaCO3成垢的影響。而且通過此套試驗平臺，對以水質(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)評價提供了較好的試驗空間和適宜的評價程序，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)場試驗經(jīng)驗。 圖34處理水中Ca2+濃度變化對比圖由圖34可見，與空白試驗相比，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，說明三種防垢儀對成垢離子都有增溶作用，其中Scalebuster、英國凈元電子感應(yīng)防垢儀要比韓國World Magnetic增溶效果好；由圖中曲線可以看出Ca2+含量隨著時間而減少，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間為2h，有效距離可達到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)。經(jīng)過近1個月3個周期間斷加熱濃縮試驗，三種防垢裝置處理后水以及空白實驗水均具有以下表觀現(xiàn)象：A項燒杯中，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項燒杯中，有細微的漂浮物，且有少量粘結(jié)現(xiàn)象，搖晃燒杯底部有一些懸浮物C項燒杯中，有大量細小的沉淀物，呈沉積漂浮狀態(tài)，搖晃燒杯底部有大量懸浮物D項燒杯中，底部不透明，沉積物粘結(jié)嚴重，搖晃燒杯有少量懸浮物從實驗效果來看，Scalebuster、英國凈元電子感應(yīng)處理后水質(zhì)具有較強的絮凝沉積作用，尤其Scalebuster實現(xiàn)了與其機理相對應(yīng)的大顆粒沉積物。一、加熱濃縮狀態(tài)目前公認的定性、直觀的判斷防垢儀處理效果好壞的室內(nèi)試驗為“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。經(jīng)過DavisStiff飽和指數(shù)法和Ryznar穩(wěn)定指數(shù)法的預(yù)測，可見薩南油田水驅(qū)中CaCO3結(jié)垢趨勢嚴重，已經(jīng)到了非治理不可的地步。二、Ryznar穩(wěn)定指數(shù)法 為了確定預(yù)測結(jié)果的準確性，再用Ryznar穩(wěn)定指數(shù)法對薩南油田水驅(qū)進行 預(yù)測方程式如下：SAI=2pHspH=2(K+pCa+pAlK)pH判斷標準：SAI6，無結(jié)垢趨勢；SAI6，有結(jié)垢趨勢；SAI5，結(jié)垢嚴重。判斷標準：當(dāng)SI0時，碳酸鹽處于欠飽和狀態(tài)，不結(jié)垢；當(dāng)SI=0時，碳酸鹽處于固液平衡狀態(tài)，無結(jié)垢趨勢；當(dāng)SI0時，碳酸鹽處于飽和狀態(tài)，有結(jié)垢趨勢。穩(wěn)定指數(shù)SI=pHpHs=pH(K+pCa+pAlk)pH是水體系實測pH值，pHs是水體系中CaCO3達飽和時的pH值，pCa代表鈣離子濃度(mol/L)的負對數(shù)，pAlk代表總堿濃度（mol/L）的負對數(shù)。計算所需的數(shù)據(jù)見表33 表33預(yù)測所需數(shù)據(jù)pH Ca平均濃度（mol/L） 總堿度（mol/L） HCO3的電離常數(shù)碳酸鈣的溶度積 103 103 1011 109一、DavisStiff飽和指數(shù)法Stiff和Davis于1952年提出的穩(wěn)定指數(shù)法是預(yù)測油田水中CaCO3結(jié)垢趨勢較成功的方法之一。垢的預(yù)測對油田結(jié)垢的預(yù)防和治理是非常有必要的。對水中離子的測定，均根據(jù)《油田水分析方法》進行測定。實驗是在鐵質(zhì)，圓筒形，上邊有開口的槽中進行，半徑約35厘米，長200厘米左右，中間另有半徑5厘米的中空鐵管，并與筒內(nèi)聯(lián)通。實驗后期，取下掛片于100℃烘干后稱量，測得結(jié)垢量和結(jié)垢率。（2）成垢離子變化①原理因物理防垢儀特有的性質(zhì)，經(jīng)過其處理的液體物理形態(tài)和化學(xué)性能有所改變，直接影響到溶液中離子的含量。如果裝置防垢效果差或無效，則容器壁上附著硬質(zhì)水垢。（1）加熱濃縮狀態(tài)測試①原理水經(jīng)電、磁、超聲波等物理防垢儀處理后，可以引起電子激發(fā)，影響所析出沉淀的離子鍵，致使所生成的沉淀物結(jié)合強度低，不再是致密的結(jié)晶，而是像雪花那樣松散的堆積。2．在線評價測試方法根據(jù)物理防垢儀的防垢原理，評價指標確定為“加熱濃縮狀態(tài)”、“成垢離子變化”、“防垢率”三項主要指標。除垢器釋放的大量鋅離子，對管壁上上硬垢具有緩使其軟分離水垢的陰陽離子結(jié)合，解散水垢組織。而且，聚集于鋅中心的陰電荷離子，形成帶有陰電荷的聚集，將周圍的陽電荷的離子（圖31），用靜電引力拉過來，形成很大的離子載體，暫時減少水中形成垢的Ca2+和Mg2+。不僅具有強磁場帶來的防垢效果，同時由于采用了PBI技術(shù)，使得產(chǎn)品磁場穩(wěn)定性較高。由于溶解速度不均，垢變得疏松并脫落達到除垢效果。由于其粘附性很弱，懸浮于水中，容易被水流挾帶，從而達到防垢目的。一、油田結(jié)垢預(yù)測通過已測定的采出水中離子的含量，運用預(yù)測公式對油田結(jié)垢趨勢進行預(yù)測，來判斷油田的結(jié)垢趨勢。因此，與之相對應(yīng)的各種物理防垢技術(shù)越來越受人們的重視。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的，并且許多阻垢劑常常又是微生物的營養(yǎng)源，所以，通常在加阻垢劑的同時，還需加入大量的殺菌劑、滅藻劑、平衡劑等輔助藥劑，而且阻垢劑針對性較強，阻垢劑的成分要隨著水中礦物質(zhì)成分的改變而改變。 第三章 水驅(qū)結(jié)垢預(yù)測及治理措施的研究油田工藝管道、設(shè)備由于結(jié)垢而產(chǎn)生堵塞的現(xiàn)象較為普遍，垢問題的解決，能夠直接提高油、氣、水系統(tǒng)運行的熱力和動力效率，同時可以大大降低設(shè)備、管道的更新維護費用，也為應(yīng)用高效節(jié)能加熱設(shè)備優(yōu)勢的發(fā)揮奠定基礎(chǔ)，是實現(xiàn)油田低能高效指標的不可忽視的工作。但是，從垢物形成的外部條件來看，采用工藝法是有效的也是必要的。所以我們只有很好的把各學(xué)科結(jié)合起來，尋找更有利于除垢的途徑