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緩釋型固體油井防垢劑的研制及應(yīng)用
程鑫橋1,舒福昌1,王富年2,程行海2
(1.長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北荊州434023;2.吐哈油田鄯善采油廠,新疆鄯善838202)
摘 要:針對(duì)吐哈鄯善油田油井的結(jié)垢狀況,優(yōu)選出性能優(yōu)良的基礎(chǔ)防垢劑HG-1,然后添加適量的增效劑、填充劑、表面活性劑、粘合劑,采用高溫熔融法制備了適用于鄯善油田油井的固體防垢劑SQJ-1。固體防垢劑SQJ-1有效釋放時(shí)間長達(dá)192d,有效成分含量≥56%,當(dāng)其用量達(dá)到40mg·L-1時(shí),防垢率≥97%。現(xiàn)場防垢實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,固體防垢劑SQJ-1可有效防垢增油、延長檢泵周期,是一種有效時(shí)間長、效果好、安全可靠的防垢劑。
關(guān)鍵詞:油井;防垢;緩釋型固體緩蝕劑;釋放性能
中圖分類號(hào):TE357·61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5425(2010)02-0077-03
吐哈油田各采油廠部分油井含水量高達(dá)90%以上,油田采出水中富含HCO-3和Ca2+、Mg2+成垢離子,油井生產(chǎn)過程中CO2分壓降低,導(dǎo)致油井井下結(jié)垢嚴(yán)重、井下事故頻發(fā)、維護(hù)周期縮短、維護(hù)費(fèi)用增加。目前,吐哈油田常用的防垢措施是用注入法加液體防垢劑。但液體防垢劑的加注需要加藥泵等設(shè)備,而且液體防垢劑在油管壁上易粘附,藥劑消耗量大,同時(shí)間歇注入加藥不均勻,會(huì)影響防垢效果[1]。此外,對(duì)一些產(chǎn)水量較大的井、高水位井、邊遠(yuǎn)井及加有封隔器的井,使用液體防垢劑也存在一些不便。針對(duì)上述問題,作者研制了緩釋型固體防垢劑SQJ-1,并將其應(yīng)用于現(xiàn)場防垢實(shí)驗(yàn),效果令人滿意。
1 實(shí)驗(yàn)
1·1 基礎(chǔ)防垢劑HG-1的篩選
首先選擇鄯善油田采出水(S4-231),對(duì)8種防垢劑在80℃下進(jìn)行防垢評(píng)價(jià)篩選。實(shí)驗(yàn)條件為:溫度80℃,恒溫時(shí)間12h,防垢劑加量20mg·L-1。再考察其中防垢率最高的HG-1防垢劑在不同加量下對(duì)其它幾種采出水的防垢效果。實(shí)驗(yàn)條件為:溫度80℃,恒溫時(shí)間12h。以確認(rèn)該防垢劑可用作基礎(chǔ)防垢劑。
1·2 固體防垢劑SQJ-1的制備[2]
在防垢劑HG-1中加入固化劑樹脂OP,然后添加適量的增效劑、表面活性劑、粘合劑,充分混合均勻后裝入模具(圖1)置于烘箱中,高溫加熱一定時(shí)間,冷卻,脫模,制成緩釋型固體防垢劑[3],命名為SQJ-1。制成的防垢劑SQJ-1為乳白色實(shí)心圓柱體,密度(20℃)為1·4~1·6g·cm-3,軟化點(diǎn)≥140℃,有效成分含量≥56%,采出水中加量為40mg·L-1時(shí)防垢率≥97%。
在水中不同溫度下的緩釋性能。以溶解時(shí)間為橫坐標(biāo)、固體防垢劑的累積溶出率為縱坐標(biāo)繪制曲線。當(dāng)溶出率穩(wěn)定后,固體防垢劑的累積溶出率與時(shí)間基本呈直線關(guān)系。因此,通過計(jì)算直線段的斜率(如果曲線不為直線,可利用最小二乘法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直線回歸,計(jì)算出回歸直線段的斜率),就可計(jì)算出固體防垢劑中剩余的防垢劑完全溶解所需的時(shí)間,加上防垢劑之前已溶解的時(shí)間,即為固體防垢劑的有效使用時(shí)間。同理,在實(shí)驗(yàn)溫度為50℃的條件下,采用動(dòng)態(tài)溶解法評(píng)價(jià)固體防垢劑SQJ-1在不同油水比下的溶解性能。
1·4 防垢性能評(píng)價(jià)[4]
參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田用防垢劑性能評(píng)價(jià)方法》(SY/T5673-93)中的成垢離子測定法評(píng)價(jià)防垢劑防垢性能。防垢率(A)依下式計(jì)算:
2 結(jié)果與討論
2·1 鄯善油田水樣礦化組成(表1)及油井結(jié)垢原因分析
通過現(xiàn)場水質(zhì)檢測分析,鄯善油田油井結(jié)垢的類型為碳酸鈣垢,產(chǎn)生油井結(jié)垢的主要原因有:(1)鄯善油田采出水中富含HCO-3和Ca2+、Mg2+成垢離子,其中Ca2+含量為281·78~644·02mg·L-1,HCO-3含量為565·16~811·73mg·L-1,提供了成垢的基本化學(xué)條件。(2)CO2分壓降低是油井結(jié)垢的根本原因,CO2分壓降低,CaCO3結(jié)垢趨勢增大,當(dāng)CO2分壓降低到一定程度時(shí),就會(huì)在井筒內(nèi)產(chǎn)生結(jié)垢。
2·2 基礎(chǔ)防垢劑HG-1的篩選
