海上油田注水系統防垢劑效果評價及應用

程耀麗

（中海油天津化工研究設計院有限公司，天津300131）

海上平臺目前在原油系統、注水系統、污水處理系統使用多種化學藥劑，這些化學藥劑的使用效果都與油田生產密切相關。定期或不定期對海上平臺在用化學藥劑進行全面評估，有利于及時掌握化學藥劑的使用效果，以促進在用化學藥劑的性能不斷提高，同時也有利于對化學藥劑承包商進行監督，達到保證安全生產的目的。

本文就油田用防垢劑的阻垢性能進行了研究評估，并結合實際生產情況，就藥劑使用過程中存在的問題，提出了優化、改進的建議。

1 系統結垢因素的分析

結垢是油田水水質控制中的常見問題之一，會給油田生產帶來嚴重危害。水中各種結垢因素直接影響系統的結垢和腐蝕，水系統的水質變化。直接影響系統的結垢控制。結垢類型包括CaCO3，CaSO4，BaSO4，SrSO4和鐵沉積物等[1]，下面根據預評估藥劑的使用現場的調研及分析結果判定系統的結垢類型。

1.1 現場使用藥劑及加藥情況

本次研究評估的防垢劑包括BF-03、BF-08、BF-16，分別使用在 A、B、C 油田，藥劑注入點和注入量見表1。

表 1 防垢劑 BF-03、BF-08、BF-16 在各油田的加藥位置及加注量

1.2 系統水質分析

根據防垢劑在各油田現場工藝中的加注位置，（以防垢劑BF-03 為例，其加注位置見圖1）。從現場采集未加阻垢劑的水樣進行水質全分析（水質分析具體數據見表2）。

圖1 A 油田水處理流程簡圖

表2 系統水質分析結果

從分析數據看出，所有的水質中Ca2+、Mg2+、離子的含量大多偏高，水質具有結垢傾向。

1.3 現場垢樣分析

現場調研中發現A 油田除砂器出口和核桃殼入口的結垢問題嚴重。現場采樣，依據HG/T 3534-2011 中污垢產物的測定對其組分進行分析，結果見表3。

表3 現場垢樣分析結果

2 防垢性能評價及優化

2.1 室內靜態評價[2]

針對各油田水質的結垢類型以碳酸鈣垢為主的特點，依據SY/T 5673-1993《油田用防垢劑性能評定方法》對現場在用防垢劑進行了評估，評價結果見表4。

表4 現場在用防垢劑阻垢性能評價結果

由表4 可以看出，防垢劑BF-08 和BF-16 在現場使用濃度下針對系統的阻垢效果優良，能夠滿足現場生產系統防垢要求。防垢劑BF-03 的阻垢效果一般，需要進行性能或者注入濃度的優化。

2.2 藥劑優化

根據化學藥劑阻垢性能評價結果，對每種防垢劑的濃度進行篩選優化實驗，使藥劑的使用濃度更合理，為更好地控制水質條件發揮作用。圖2為防垢劑BF-03、BF-08、BF-16 的濃度優化數據。

由圖 2 可知，防垢劑 BF-03、BF-08 和 BF-16的阻垢性能隨著加藥濃度的增加而提高，加藥濃度分別在大于 25mg/L、17.4mg/L 和 30mg/L 后，阻垢率可達到90%以上。在石油天然氣行業，對阻垢劑性能的普遍要求為：加入量30mg/L，阻垢率≥90%。

圖2

2.3 防垢垢劑的現場應用

根據以上優化結果，A 油田防垢劑BF-03 在現場的使用濃度提高到25mg/L，其他油田的藥劑用量合理。運行一段時間后，水質條件都有了明顯改善，各取樣點加藥后的平均阻垢率均>90%，證明對防垢劑的阻垢性能評估和濃度優化很好地抑制了系統的結垢問題。

3 結論和建議

1）海上油田注水系統結垢的現象非常普遍，因此對其采取有效地控制研究非常必要。

2）通過對各油田系統水質和垢樣組成的分析，確定了各油田系統均屬于碳酸鈣結垢。

3）經藥劑評估及現場應用確定防垢劑BF-08和BF-16 在原來的現場使用濃度下，能夠滿足現場生產系統防垢要求；防垢劑BF-03 在原來的現場使用濃度下阻垢率偏低，經優化實驗后，確定使用濃度由20mg/L 提高到25mg/L，現場運行一段時間后，效果良好，有效控制了注水系統的結垢問題。