新型油田阻垢劑的合成與性能分析

＊陳勇馬英楊曉拂楊凱劉邵楠

（1.唐山冀油瑞豐化工有限公司 河北 063200 2.冀東油田開發技術公司 河北 063200）

新型油田阻垢劑的合成與性能分析

＊陳勇1馬英1楊曉拂1楊凱1劉邵楠2

（1.唐山冀油瑞豐化工有限公司 河北 063200 2.冀東油田開發技術公司 河北 063200）

在油田的開采中，受到一些因素影響，就存在著水結垢的問題，這對油井注入以及產出能力會造成降低影響，對油氣田的開采工作正常實施就有著很大的影響。本文主要就油田結垢的發展現狀以及原因詳細分析，然后對油田垢的類型以及阻垢劑的作用加以分析，對新型油田阻垢劑合成和性能進行探究。

油田垢；合成；性能

油田在實際的開采過程中，結垢的質量問題對油田的生產秩序就有著很大的影響，會縮短油田的壽命。油田的各種類型垢當中，硫酸壩垢是比較突出的，也是比較難消除的油田垢型。通過從理論上深化新型油田垢的研究，對阻垢劑的合成性能分析，對解決實際的問題就有著積極意義。

1.油田結垢的發展現狀以及原因分析

(1)油田結垢的發展現狀分析

油田的開采過程中，在進行注水開發中都存在著不同程度的結垢問題，在對油田開發進入到中后期的時候，在含水量比較高的環節，結垢的現象就會更加的嚴重。油田結垢的問題會造成油氣儲層的損害，以及油水井的井筒以及設備腐蝕損壞等問題發生。對油氣田的正常化開采有著很大影響，這無形中就增加了油田開采的成本，為開發企業造成很大的經濟損失[1]。在我國的油田開采過程中，對油田結垢的現象報道的數量在不斷增加，從我國的諸多油田開采的顯子昂來看，在長慶油田以及大慶油田等，實際的開采過程中，都存在著不同程度的結垢損害。

(2)油田結垢的主要原因分析

對于油田結垢的現象發生，是受到多方面因素的影響所致。在我國對油田結垢的原因研究方面，一些學者已經取得了相應成果，對油田結垢的原因進行了相應探究，主要的原因有幾個不同的方面。首先在化學不相容理論的因素方面，是兩種或以上不相容流體混在一起，不相容離子間相互作用就會產生沉淀物質。在對油田開采過程中注入水和地層的水沒有配伍，在混合的時候就會造成沉淀，也就是結垢。

在油田結垢原因當中，從熱力學角度原因分析來看，由于地層水和地層當中各種礦物，長期地質沉積年代建立相互穩定化學平衡，地下熱力學以及動力學的條件沒有發生變化，有的成垢陽離子在水巖的作用下，地下水溶解融濾下達到飽和，而處在穩定狀態。在對油田的開采中，地層壓力以及溫度和流速的因素影響下，對原有油氣水巖等化學平衡就會進行破壞，這樣就出現結構物質[2]。對油田來說結垢問題出現也可能從各方面各位置出現。

2.油田垢的類型以及阻垢劑的作用發揮

(1)油田垢的主要類型

油田垢的類型比較多，從主要的類型上進行劃分，主要能將其劃分成無機碳酸鹽以及無機硫酸鹽。還有的是含有鐵元素的無機化合物，通常也將其作為結構物，這一類型的垢對金屬有著比較強的腐蝕性，對油田開采工作的正常實施有著很大阻礙。無機鹽在水當中的溶解度是比較小的，硫酸鋇是溶解度最小的無機鹽類型。而碳酸鹽在溶液當中的沉淀形式析出會受到溶液PH值的因素影響。除了比較常見無機鹽的垢類型外，一些油田當中還有有機垢以及三元復合驅垢，在這一類型的垢的主要成分就是瀝青質以及膠質和石蠟等[3]。有的則是微生物粘泥。有機垢和無機垢的類型相比較倆說，有機垢的結構相對比較松軟，并有著比較強的粘附性。而三元復合驅垢是通過三元復合驅實施采油的油田，垢的成分就是無機硅酸鹽。

(2)油田阻垢劑的作用發揮

第一，油田阻垢劑的螯合作用發揮。對油田的垢的處理就要采取科學的方法加以應用，對阻垢劑進行科學應用，就能有效解決油田垢這一質量問題。阻垢劑的主要作用機理在當前還沒有統一性的觀點，綜合諸多的觀點，主要有幾個重要的作用機理。其中的螯合作用發揮是比較重要的，阻垢劑的陰離子比較容易和水當中成垢陽離子螯合五元以及六元環，從而能有效組織成垢離子間的接觸，在所生成的螯合物也是可溶的，能有效防止沉淀產生，從而在阻垢的作用上就能充分發揮。在對阻垢劑的使用量相對比較低的時候，也能有效和大量成垢陽離子進行螯合。

第二，油田阻垢劑的晶格畸變作用發揮。油田阻垢劑的應用作用發揮方面，在晶格畸變的作用上也能充分發揮。阻垢劑可以吸附微小晶體界面上以及摻雜晶格的點陣當中，能干擾晶體正常生長，對晶體的張力在這一過程能能夠加強，造成晶體的不穩定性出現畸變，這樣就很難形成堅硬垢物，容易在外力作用下發生破裂[4]。阻垢劑的應用能吸附管線以及設備內表面，從而形成吸附層，這樣就能有效阻礙顆粒在管線或設備沉淀，起到對管線以及設備的保護作用。

第三，油田阻垢劑的分散作用發揮。在油田阻垢劑的應用作用中，分散作用的發揮也比較突出。主要是大分子聚合物在阻垢機理方面表現成分散作用，帶點大分子吸附在顆粒表面形成雙電層，這樣能把成垢晶體進行包裹改變其表面典性，也能增大顆粒間靜電斥力作用，能有效使得顆粒相互觸碰聚集成大晶體進行分散，也能有效防止結構的現象發生。

3.新型油田阻垢劑合成和性能探究

(1)新型油田阻垢劑合成

其一，油田阻垢劑的試劑以及合成儀器裝置。新型的油田阻垢劑的合成需要進行相應的試驗，從而完成合成的目標。在這一試驗當中，所用的試劑也比較多，如順丁烯二酸酐，丙烯酸，乙酸乙稀酯，過硫酸銨，都是阻垢劑合成的重要化學試劑，在這些試劑的純度保持分析純AR。在試驗當中的儀器設備也是必備的，主要的試驗設備有四口燒瓶、恒壓分液漏斗、燒杯、量筒、滴定管、玻璃棒等相應的試驗設備。在對合成裝置的應用上，主要是通過鐵架臺、攪拌器、恒溫水浴鍋、四口燒瓶、恒壓滴液漏斗、溫度計和試管夾組裝而成，攬拌棒及玻璃塞使用聚四截乙煉制品。

其二，阻垢劑的合成流程。對阻垢劑的應用合成要能按照相應的步驟，首先要稱取適量的順丁烯二酸酐固體放在燒杯當中，然后加入相應蒸餾水加以攪拌，等到完全溶解后，導入固定的四口燒瓶當中。接著進行稱取相應丙烯酸以及乙酸乙烯酯，使其混合成溶液后轉移到恒壓分液漏斗當中，稱取相應過硫酸銨，通過蒸餾水進行配置引發劑溶液轉移到恒壓分液漏斗當中。這時候就要進行相應的觀察，查看在順丁烯二酸酐水溶液升溫到相應溫度后，進行滴加丙烯酸以及乙酸乙烯酯混合溶液和引發劑溶液，這樣就開始了共聚反應。在這一反應過程中對分液漏洞閥門進行調節控制，讓溶液在一小時左右滴加完成。接著就要對水浴鍋的溫度加以調整，將溫度和預先設置的相等，繼續觀察反應。然后關閉電源停止恒溫，到自然冷卻之后就能獲得淡黃色粘稠油狀液體TR-1。

(2)新型油田阻垢劑性能

獲得了油田阻垢劑之后，就要對其性能進行展開相應的評價。在阻垢劑對碳酸鈣阻垢性能評價方面，結合我國的石油天然氣行業標準《SY/T5673-93 油田用防垢劑性能評價方法》來進行配置相應的溶液，在評價過程中要按照相應的條件進行實施，Ca2+濃度為 1654mg/L，HCO3-濃度為2672mg/L，在不同濃度阻垢劑的阻垢率測定方面要充分重視，對阻垢劑的量和阻垢的效果關系進行分析。根據實際的關系圖能夠看到，在阻垢劑的濃度增加的時候，對碳酸鈣阻垢的效果是上升的，在量達到了200mg/L的時候，阻垢的效率就達到了86.5%[6]。其阻垢劑量和阻垢的性能關系如下圖所示。

阻垢劑量和阻垢效果關系圖

影響阻垢劑的效果發揮的因素中，濃度是比較重要的因素內容。阻垢劑水溶液農業能直接影響阻垢劑的實際性能，在恰當的濃度下能對阻垢劑的性能最大化的發揮。而在濃度上偏低就比較容易影響預期阻垢效果，也會造成資源上的浪費。結合行業標準，進行配置相應濃度的Ba2+溶液以及相應濃度過量SO42_溶液，在恒定的溫度上達到90攝氏度，恒溫的時間控制上在十六小時，對TR-1濃度實施相應的試驗，然后對不同阻垢劑濃度對阻垢的效果關系進行探究。根據相應的實現能夠發現，在阻垢的濃度不同，阻垢的性能也有著不同。所呈現出的關系圖就是阻垢劑的濃度在上升的時候，阻垢率也是上升的，在濃度達到了80mg/L時，和這一數據比較足夠率并沒有明顯的變化，這就能夠說明這是比較適當的阻垢性能，在濃度上是比較適當的（如下表所示）。

阻垢劑的濃度和阻垢性能的關系表

阻垢劑在對硫酸鍶的阻垢性能方面，結合相應的《SY/ T5673-93油田用防垢劑性能評價方法》進行配置溶液，在進行評價的時候就要遵循相應的條件，Sr2+濃度為 1952mg/ L，SO42_濃度為2471mg/L，結合不同濃度阻垢劑的阻垢率進行測定，在濃度增加的對硫酸鍶阻垢率也會增加。除此之外，在溫度的因素方面對阻垢劑的阻垢性能也會有著影響。在高溫的環境下，深井底層當中阻垢劑耐溫度性能就比較重要。還有在恒溫的時間上的控制也是比較重要的。在這些層面得到了充分重視，對阻垢劑的性能發揮就比較有利。

4.結語

綜上所述，新型油田阻垢劑的應用對油田開采工作的順利實施有著促進作用，在對阻垢劑的合成以及性能的評價環節，這是保障阻垢劑的使用性能作用發揮的重要環節，對其合成的質量以及性能的保障要重視。通過對阻垢劑的相關理論的研究探究，希望能有助于油田的順利開采。

(責任編輯 責聰)

Analysis of the Synthesis and Property of New-type Oilfield Antisludging Agent

Chenyong1, Maying1, Yang Xiaofo 1, Yangkai1, Liu Shaonan2
(1.Tangshan Ruifeng Chemical Industry co., ltd., of Eastern Hebei Oil field Exploration and Development co., LTD, Hebei, 063200 2.Eastern Hebei Oil field Development Technology Company, Hebei, 063200)

In the petroleum exploitation process, in fl uenced by some factors, the problem of water scaling appears, which will reduce the oil well’s injection and output capacity and also cause great in fl uence to the normal construction of oil-gas field’s exploitation work. In this paper, it has taken detail analysis of the development status quo and reasons of oil field scaling, besides, taken analysis of the types of oil field scaling and function of antisludging agent and study the synthesis and property of new-type oil field antisludging agent.

oil field scale；synthesis；property

T

A

陳勇（1974～）男，唐山冀油瑞豐化工有限公司；研究方向：油田阻垢劑。