1、前言

我国目前大多采用注水开发油田的方式，增加了原油的含水率，也提高了原油在开发过程中分离出来的水量。多采用将此部分污水简单处理后再回注到油层，称为油田回注水，以补偿地层压力损失，既可以为油田带来极大利益，又可以保护环境。但是新的问题出现了：油田回注水成分复杂，由于大浓度的微生物的作用导致其硬度和矿化度较高，容易结垢将管道和设备缝隙堵塞，直接影响了油田的开发利用，这也就是近年来行业内一直把阻垢问题看做热点问题的原因。^[1]

硫酸盐垢不能在酸中溶解，且在水中的溶度积极小，是现阶段最难处理的水垢之一。因此，本课题旨在考察一种硫酸钡阻垢剂的阻垢性能，将硫酸钡垢对油田回注水的影响降至最低。

2、硫酸钡阻垢剂及其研究进展

2.1阻垢剂的合成

近年来相关领域对阻硫酸钡垢的研究成果颇丰。李建波等^[2]在适宜的条件下采用水溶液聚合法合成了一种硫酸钡阻垢剂#8212;#8212;PIMA，这种阻垢剂的机理主要是晶格畸变、吸附分散和络合作用，同时还探究了其对硫酸钡的阻垢能力。魏晓飞等^[3]对一种专门针对油气田的新型阻垢剂的合成进行了研究，并用静态阻垢法测定了不同阻垢剂浓度对阻垢性能的影响。静态阻垢法不易被外界无关条件干扰，数据精准稳定，是一种非常适合评定阻垢剂性能的优良方法。

2.2新型阻垢剂

吴雪琴^[4]、李晓梅^[5]等又对一种新型的无磷且绿色的阻垢剂#8212;#8212;聚环氧琥珀酸展开研究，在不同温度、引发剂剂量和不同反应时间下进行正交试验，测定出该阻垢剂的缓蚀阻垢性能。这种阻垢剂的机理同PIMA一样，并将晶体正常生长和鳌合增溶等机制扰乱。姜翠玉等^[6]同样对其展开探究，主要针对聚环氧琥珀酸的相对分子质量以及污水中锶或钡离子的浓度进行阻垢率的比照实验，结果表明，对于抑制硫酸钡垢来说，其阻垢性能比一般阻垢剂性能更加优良。

2.2复配阻垢剂

在石油工业中较不为人所知的是，两种或多种阻垢剂以合适比例协同使用可以提高阻垢性能。Shaw等^[7]测试了多种阻垢剂组合的阻垢效果以检查它们的协同性质，结果发现，混合物的阻垢率要比独立测试的阻垢剂更高。所以除了单独使用阻垢剂用来去除硫酸钡垢，正如对聚环氧琥珀酸的研究中所提到的^[6],在阻垢剂复配研究中，也有许多傲人的成果。刘玄等^[8]在2012年对两种不同的阻垢剂共同作用进行了初步探索，分别探究了一种磷酸酯盐R和一种磷酸钠盐N以及两种盐以不同比例组成的混合物的阻垢性能，并且研究了阻垢机理。实验结果表明，在70摄氏度时，N和R的比例是3:1时阻垢性能最好，也就初步探究出了阻垢剂协同作用的优良性能。李洪建等^[9]选用了五种阻垢剂物质进行复配，并进一步采用离子络合滴定法筛选出最优的复配型阻垢剂，在不同配比中探究出最优阻垢率。并采用正交试验的方法，以钡离子的浓度、温度、pH、矿化度作为主要影响因素进行比照探究，结果表明，对阻垢效果的影响顺序为：钡离子浓度大于pH大于矿化度大于温度。朱详等^[10]也同样采用了离子络合滴定法，对复配阻垢剂进行了实验。分别对两种不同的阻垢剂DTPMPA和TM-5A以及三种阻垢剂DTOMOA、TPA、TM-5A进行复配实验，结果表明，测定的两个实验结果都比李洪建等^[9]实验测出的阻垢率更高，其中将三种阻垢剂进行配比的复配阻垢剂阻垢率最高。但随着阻垢剂浓度、温度、pH和矿化度四种因素的变化影响，将两种阻垢剂复配的复配阻垢剂的变化曲线更加稳定。郑云萍等^[11]针对油田开发过程中的钡垢、锶垢的去除方法展开了对复配阻垢剂的性能研究，对模拟产出液进行的实验结果表明，阻垢剂A与阻垢剂B的比例为1:1的时候阻垢性能最好，可以达到约90%，这也是对油田开发过程中解决难题的一个重大突破。