碳酸钙垢生长规律及阻垢剂对其影响的EQCM研究.pdf

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1、图书分类号：：学校代码璉士學位论文论文题目碳酸钙垢生长规律及阻垢剂对其影卩向的研究研究生姓名陈龙狗导师姓名王虎学科专业■龍⋯七学研究方向⑶护二〇一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和

2、汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研宄课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打“”）学位论文作者签名：碜■年月曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研宄生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

3、作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名■年《月日摘要在工业生产、特别是在油气田生产过程中，结垢现象不仅会导致生产设备及油套管等效率降低，还会加速局部的垢下腐蚀，使其使用寿命下降。延缓和减轻结垢现象对于油田的提高生产效益具有重大意义。垢的成分很多，以碳酸钙（最为常见且危害最大。目前，一般采用投加阻垢剂的方法来延缓或减轻结垢的发生。本文采用阴极化加速结垢的方法，使用电化学石英晶体微天平技术（对碳酸钙垢的生长进行了多因素的分析；研究了有机膦系类、聚羧酸类和无机磷类等

4、常见阻垢剂的阻垢性能，同时研宄了聚合物的阻垢性能及其与不同阻垢剂的协同作用；在此基础上，分析比较了动、静态溶液体系下，阻垢剂在碳酸钙垢的结垢过程中的动力学行为以及不同流速下阻垢剂对其生长动力学的影响；以射线衍射分析方法、扫描电子显微镜和射线能谱分析方法、阴极极化曲线等现代测试方法结果为依据，给出了三种类型阻垢剂的阻垢机理。本文研究成果如下：阴极电位、温度、浓度、流速都能在一定程度上影响碳酸钙垢的结垢量：其中电位对形貌影响最大；液体流速对结垢速率的影响最大。在静态溶液体系、温度°条件下，得到羟基乙叉二膦酸（

5、、膦酰基羧酸（、氨基三甲叉膦酸（和六偏磷酸钠（的最优使用浓度；在摩尔浓度和质量浓度两种情况下，四种阻垢剂加入相同浓度后碳酸钙的结垢质量从高到低依次为：、、和。聚合物具有抑制碳酸钙垢的性能；其与四种阻垢剂在抑垢方面有一定的协同作用，且与有机膦系列阻塘剂发生协同作用最优。在结垢过程中注入阻垢剂时，静态溶液下结垢量与时间图中出现明显的个阶段结垢阶段、阻垢剂的扩散和不稳定作用阶段、阻垢剂稳定作用阶动态溶液体系下，只存在空白结垢阶段和阻垢剂稳定作用阶段。两个稳定沉积过程的时间与结垢量曲线符合直线方程。斜率值可量化其

6、生长动力学。但由于阻垢剂的阻垢机理不同，流速对阻垢剂的性能影响规律不一致。加入和使碳酸钙颗粒、晶粒尺寸减小明显；加入使碳酸钙颗粒和晶粒尺寸都有一定程度的减小，且出现中空；的加入对碳酸钙形貌影响较小。会在一定程度上抑制碳酸钙垢沉积到石英晶片金面上的电化学反应过程；而四种阻垢剂的添加都在一定程度上抑制了浓度极化过程。关键词：碳酸钙垢；电化学石英晶体微天平；阻垢剂；生长动力学AbstractInindustrialproduction,especiallyintheprocessofproducingoilan

7、dgas，〇〇〇，。kinetics.Becauseoftiiedifferenceofthemechanismofscalinginhibitor，〗〇，：目录绪论研究背景油田采出水中结垢防垢概述碳酸钙晶体析出过程结垢现象与碳酸钙垢的研究方法进展阻垢剂机理研究现状油气田常用阻垢剂类别电化学石英晶体微天平技术（聚合物对碳酸钙结垢的影响研究目的和内容第章实验部分实验药品及仪器实验药品实验仪器和实验材料电化学石英晶体微天平（的加速结塘技术电化学研究方法其他现代分析测试技术第章多因素对碳酸钙垢生长规律的影响碳酸

8、钙垢的自然结垢不同因素对碳酸钙结垢量的影响施加电位因素温度因素钙离子浓度因素液体流速对碳酸钙结垢量的影响本章小结第章常见阻坂剂对碳酸钙垢生长的研究常见阻垢剂性能的研宄有机膦系列阻垢剂聚羧酸类阻垢分散剂无机磷系阻垢剂阻垢剂对碳酸钙垢晶体的微观影响形貌影响4.2.2组成元素成分影响晶粒尺寸影响聚合物的阻垢性能及其与阻垢剂协同阻垢作用聚合物阻垢性能评价阻垢剂与聚合物的协同阻垢性能不同物质的量浓度下阻垢剂性能本章小结第章阻垢剂对碳酸钙