摘 要

评价一种有机膦类阻垢剂对油田回注水模拟水样中的碳酸钙和硫酸钙的阻抑效果。实验结果显示，以温度为变量因素对碳酸钙和硫酸钙进行阻垢率测定时，作用不明显，实验温度条件内阻垢率均分别超过95%和97%；碳酸钙的阻垢率随阻垢时间变化范围不大，阻垢率均在93％以上；当阻垢剂浓度为10mg/L时，对碳酸钙的阻垢率便已经超过80％，浓度为20mg/L时阻垢率为在98％附近，此后随阻垢剂浓度的增加，阻垢率变化不大；碳酸钙阻垢率随Ca² 浓度变化时，当Ca² 与CO₃^2-的反应比控制在1：1.25以内时，阻垢率几乎无变化，且保持在一个较高的阻垢水平，而当Ca² 继续过量时，阻垢率下降；碳酸钙阻垢率随矿化度变化呈现先上升后下降的趋势，但整体保持较高水平，均大于96％；实验用有机膦阻垢剂对碳酸钙垢和硫酸钙垢均有较好的阻抑效果。

关键词：油田回注水 阻垢剂 碳酸钙 硫酸钙

The inhibiting effect of scale inhibitor on calcium scale

in oil field water reinjection

Abstract

Evaluating the scale inhibition effect of a kind of organic phosphine scale inhibitor on calcium carbonate and calcium sulfate in simulated water sample of oil field reinjection water. The results show that the temperature has little effect on the scale inhibition rate of calcium carbonate and calcium sulfate. The scale inhibition rate of calcium carbonate has little change with the scale inhibition time. When the scale inhibitor concentration is 10mg/L, the scale inhibition rate of calcium carbonate has reached more than 80%, and the scale inhibition rate is about 98% when the concentration is 20mg/L. After that, the scale inhibition rate changes little with the increase of the scale inhibitor concentration. When the scale inhibition rate of calcium carbonate changes with the concentration of Ca² , and when the reaction ratio of Ca² to CO₃^2- is controlled within 1:1.25, the scale inhibition rate hardly changes and remains at a high scale inhibition level. When the Ca² continues to be excessive, the scale inhibition rate decreases. The scale inhibition rate of calcium carbonate first increased and then decreased with the change of mineralization, but remained relatively high on the whole, all of which were greater than 96%. Organic phosphine scale inhibitors have good effect on the scale of calcium carbonate and calcium sulfate.

Keywords: oil field water reinjection ; scale inhibitor ; calcium carbonate ; calcium sulphate

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 油田回注水结垢的成因及危害 1

1.2 油田回注水的处理技术研究 2

1.2.1 物理法 2

1.2.2 化学法 2

1.2.3 生物法 2

1.3 油田回注水用阻垢剂的机理和应用 3

1.4 几种新型阻垢剂的研究和应用 4

1.5 阻垢剂效果评价方法 4

1.6课题研究方法、目的与意义 5

第二章 实验方案 6

2.1 实验仪器和药品 6

2.2 实验中原溶液的配制 6

2.3 探究阻垢效果实验方法 7

2.3.1 实验原理 7

2.3.2 实验步骤 7

2.4 实验条件及变量的确定 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 阻碳酸钙垢效果随温度变化规律 10

3.2 阻碳酸钙垢效果随阻垢时间变化规律 11

3.3 阻碳酸钙垢效果随阻垢剂浓度变化规律 12

3.4 阻碳酸钙垢效果随钙离子浓度变化规律 12

3.5 阻碳酸钙垢效果随溶液矿化度变化规律 14

3.6 阻硫酸钙垢效果随温度变化规律 15

3.7 某一阻碳酸钙垢条件下测试阻硫酸钙垢性能 16

第四章 结论与展望 17

4.1 实验结论 17

4.2 课题展望 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 文献综述

注水采油是一种应用于油田中石油的开发利用技术，并用来提高采油率和稳定地下油层的结构。对油田地下进行回注水，不仅可以弥补开采原油带来的地下空间的亏空，而且可以保持地下原油层的压力，以防止造成意外。油田回注水的水质要求基本标准是满足不堵塞地下层间空隙，不产生腐蚀，不产生沉淀三个方面^[1]，为达到水质的基本要求，对于油田回注水的处理十分关键。

油田回注废水中成分相当复杂，最主要方面是水中含大量的极易成垢离子，诸如Ca² 、Mg² 、Ba² 、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-等，在水中会产生大量CaCO₃垢、CaSO₄垢、BaSO₄垢等，影响正常的工业生产。在用此类水循环进行油田回注时，由于各种环境条件如pH、温度和压力等的变化，在管道内极易生成大量水垢，导致管道的比阻增大，甚至有堵塞管道的严重后果，从而导致管道内部产生大量局部腐蚀，影响管道的正常输水。