酒东油田注水开发过程中防垢技术研究

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图书分类号：：学校代码工韹颈士學位逢文论文题目酒东油田注水开发过程中防垢技术研究研究生姓名单鲁凯导师姓名李洪建（副教授）工程领域名称石油与天然气工程研究方向油气田开发工程二〇一五年五月 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，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究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、士，、丄—口山“，，西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研究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究成果，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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月曰 摘要随着石油天然气开采速度的加快，注水开发的深入，产出液中的含水率越来越高，油田水结垢问题对油田的正常生产造成的影响越来越明显。本文以酒东油田水分析资料为基础资料，开展结垢理论预测和实验研究。研究结果表明，地层结垢主要为碳酸钙垢，混配比、值及温度是影响地层结垢的主要因素，含量及矿化度影响次之，压力对地层结垢影响较小。根据酒东油田注水过程中的结垢类型，进行了阻垢剂类型优选实验研究。实验结果可知：注入水与地层水以混合时，阻垢效果最好；产出污水与地层水以混合时，阻垢效果最好；注入水与产出污水与地层水以混合时，阻垢效果最好。由阻垢效果评价实验结果得出：随着阻垢剂浓度升高，阻垢率先升高后降低；伴随流体温度的升高，阻垢率降低；压力对阻垢效果影响较小；值在中性时，阻垢剂阻垢效果最佳；随着含量增加，阻垢效果也有所增加但效果不明显；矿化度在时，阻垢效果最好。综合上述实验结果，得到适用于酒东油田注水幵发过程中的阻垢剂类型及阻垢剂最佳用量。为了提高阻垢剂的阻垢效果，幵展了复配阻垢剂对阻垢效果的影响研究。通过实验结果可知，复配比例为及浓度为时，复配阻垢剂和优于其他复配类型。不同因素下复配阻垢剂与单一阻垢剂对阻垢效果影响趋势一样，但是阻垢效果要好于单一阻垢剂。在考虑经济因素旳情况下，酒东油田应尽量的使用复配阻垢剂，为酒东油田化学防垢提供理论及实验依据。关键词：注水开发；碳酸钙垢；结垢预测；阻垢剂复配；阻垢效果 AbstractWiththeaccelerationofoilandnaturalgasrecoveryandwaterfloodinggoingdeep,watercontentinproductionfluidgetshigherandhigher.Scalingproblemsofoilfieldwa?teronnormalproductionbecomesmoreintensive.BasedonthefluidanalysisdataofJiudongField,thispaperconductedtheoreticalpredictionsandexperimentalresearchesonthescalingproblem.Theresultsindicatedthatthemainscaletypewascalciumcar-bonate，， 目录第章绪论研究目的及意义国内外油田结垢现状及危害国内油田结垢现状及危害国外油田结垢现状及危害无机垢结垢阻垢机理及影响因素常见无机垢的性状、结垢原因及结垢危害无机垢的结垢机理无机垢结垢影响因素无机垢防垢技术及阻垢机理碳酸盐结垢预测技术调研碳酸盐结垢趋势预测碳酸耗结垢定量的预测主要研究内容技术路线图第章酒东油田无机垢结垢影响因素研究酒东油田基本资料酒东油田流体性质及温度压力系统酒东油田注入水水质分析酒东油田的注水现状酒东油田地层结垢影响因素研究混配比对地层结垢影响的理论预测及实验结果温度对地层结垢影响理论预测及实验研究压力对地层结垢影响理论预测及实验研究值对地层结垢影响理论预测及实验研究含量对地层结垢影响的理论预测及实验研究矿化度对地层结垢影响理论预测及实验研究第章酒东油田化学防垢影响因素实验研究实验仪器、步骤及阻垢剂的类型实验仪器及药品实验步骤阻垢剂的类别 3.2单一阻垢剂阻垢效果影响因素研究单一阻垢剂类型筛选实验研究浓度对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究温度对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究压力对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究值对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究含量对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究矿化度对单一阻垢剂阻垢效果影响实验研究复配阻垢剂阻垢效果影响因素研究复配阻垢剂类型筛选实验研究浓度对复配阻垢剂阻垢效果影响实验研究温度对复配阻垢剂阻垢效果影响实验研究压力对复配阻垢剂阻垢效果影响实验研究值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验研究化学防垢方案设计第章结论攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 西南石油大学工程硕士研究生学位论文第章绪论研究目的及意义大量的石油从地下被开采出来时，地层原始压力随之下降，就需要用注水的方式补充地层能量来维持地层压力来达到继续从地下釆出原油的目的，此种开釆方式称为二次采油。目前为了维持地层压力及提高釆收率，各生产区主要通过注水来实现这一目的。在注水维持地层压力的过程中，添加化学添加剂，用来提高釆收率。各油田中一般都把产出污水作为注入水源，这样既有利于保护周围环境，又可以降低经济成本。但是产出污水中含有一定量的悬浮固体、悬浮污油、成塘阴阳离子及微生物等，污水回注就会造成地面注水设施的腐烛和地层的堵塞伤害⑴。因此，必须根据油田注水水质的要求对其进行净化处理或者添加适量的阻坂剂，以满足油田注水幵发的需要。注水作为釆油主要方式之一，也会带来各种问题。由于混合流体的热力学不稳定性和化学不相容性】，混合流体在流动过程中随着值、压力、温度及溶解气体的变化导致混合流体的化学组分不平衡，或是混合流体不配伍时，都存在在地面设备和油气储层结拒的可能酒东油田天然能量不足，并且无法得到及时恢复，就产生了难以稳产的问题，可以采用注水的方式来补充地层能量和维持地层压力。因此，本文针对酒东油田注水过程中造成储层结坂旳问题，进行大量的理论调研和实验室试验，找出结塘原因，分析结坂机理，提出预防及减少注水结拒的措施，为酒东油田生产提供高效经济的注水方法和工艺，提高注水效率和经济效益，对酒东油田维持稳产具有重要的意义。国内外油田结塘现状及危害绝大部分油田从幵发伊始就存在着一定的结拒问题。尤其在开发进入到中后期，随着产水量的增加，结塘问题表现得更为普遍和严重。油田结塘致使地面集输系统和井下采出系统堵塞甚至是油气储层伤害，进而油井停产。为了进一步了解和解决结塘问题，找到与解决油田结拒伤害相关、切实可行的防坂、除坂对策，首先对油田结坂的现状及伤害特征做文献调研。国内油田结坂现状及危害长庆华区位于华池县境内“】，到目前为止正常开井数为口，发生结塘的井高达口，占正常开井的。通过对长庆马岭油田相关资料调查发现发生结坂 酒东油田注水开发过程中防拒技术研究的井高达口，占正常开井的，注水站发生结坂的高达座，占。安塞油田为新开发油田，近年来也不断发现发生结坂的油井及采油站，目前结拒井十几口，集转站个。结塘物成分主要有：、、、、及有机物等。长庆的西峰油田，截止年月，共发现因结拒而造成无法正常生产的井口，占正常开井的，结塘严重井口，发现有座结拒的采油站，±后质较硬且脆。长庆油田的结据问题造成产油量降低，含水率升高；注水见效后，储层压力恢复快但产能一直较低；采用了挤化学剂解堵或重复射孔等处理方式，但有效期短。大庆外围油田均为低渗透油田‘，由于混合流体的化学不相容性，以及采油过程中温度、压力、值等一系列因素的变化，造成油田一系列的后续问题，严重影响油田的正常生产。朝阳沟油田正常开发的生产井口，发生结塘的多达口，达到正常开井的榆树林油田原油含水较低，绝大多数井含水在以下，即使在含水率如此低的情况下，榆树林油田累积发生结塘的生产井仍然高达口，占正常开井的。调查现场取样分析发现，大庆油田结坂物中主要为据，并且有机物的含量也比较高。中原油田产出水水体性质相当不稳定，特别是清污混合后水体更不稳定，腐烛结塘严重。由此带来严重经济损失并且影响油田的持续发展。轮南油田袖井介质复杂，一方面成拒阳离子（钡离子）含量极高，另一方面井下油层温度以上，绝大多数防塘剂会失效。塘物成分中酸不溶物含量高达°以上，多数为坂。此外玉门油田、辽河油田、华北油田、酒东油田等也面临着结塘问题，由此引起的一系列结坂伤害也成为专家们头疼的问题。国外油田结±后现状及危害近年来有关油田结拒问题的报道愈来愈多，通过这些报道，我们了解到国外许多油田存在结拒伤害的问题。结坂会使幵采工作遇到很大困难西西伯利亚各油田出现问题的井约占，乌拉尔伏尔加各油田出现问题的井超过总数的，巴什基里亚各油田出现问题的井占总井数的。自喷井中，结塘大多发生在日产量为及以上和含水在的井中。井下广生结坂的问时，在井口设备中，集输管线、量油设备、原油处理装置以及地层压力保持系统的设备中，都出现严重结坂的情况。结据且由此造成的伤害慢慢的引起了人们的重视，开发者开始投入较大的人力、财力、物力来尽量的减少损失和提高原袖采收率。阿塞拜疆等地区的油田在幵发进入高含水期时，在生产的各个环节均出现了严重的结坂问题，最终导致粟的报废，油管的破断，从而使油井长期不能正常工作”’丨。其结拒物主要为难溶物硫酸钡和硫酸错。白俄罗斯和乌克兰的油田常见坂为等氯化物的盐类所形成的据。英国公司在开采其海上油田时，由于在井下出现了硫酸钡和硫酸错结据物而出现 西南石油大学工程硕士研究生学位论文了一系列的后续问题。英国石油公司主要采取注入海水的方式幵采，导致硫酸钡和硫酸银大量产生，它们沉积在地层并且难以处理。曼格什拉克地区的乌晋和热提拜袖田碳酸耗和硫酸韩结据严重影响了石油开发；印尼的南苏门答腊油田碳酸韩结塘对石油开发造成较大的危害；沙特油田油井内的硫酸耗和硫酸银结据影响了石油的开发；德克萨斯油田硫酸韩和碳酸韩堵塞了油井；伊利诺斯州油田和堪萨斯州的油田硫酸钡结塘影响石油开发】。通过对国内外有代表性的油田结塘现状的调研发现，注水开发油田，尤其是以海水作为注入水进行开发的油田，结塘现象极其普遍，严重影响了油田的开发进程与幵发效益，是全世界注水开发油田面临的共同问题。但是目前还没有一个切实可行的办法，因此开展降低结拒伤害的研究任务还是十分必要的。无机坂结坂阻坂机理及影响因素常见无机据的性状、结坂原因及结后危害常见无机坂的性状目前在流体中可能产生多种类型的塘以及油藏自身也存在相当复杂的结塘现象，所以在油田生产中出现的坂类也是难以预测的并且多为混合据常见且危害最大的油田塘主要有、、和。最常见的结塘物依据结合形式及成长过程分为两大类：一类是碳酸盐塘（包括、；一类是硫酸盐坂包括、、【“】。如表所示，这些塘的外部状态都有很大差异，所以了解其特性有助于判断结拒物的成分和结坂原因。表常见塘的性状种类外部状态溶解情况—无杂质——致密白或浅色细颗粒难溶，拒层坚硬不易清除混合塘混有杂质致密褐色物加热后褐色物溶解，剩下的白色物不溶解无杂质—致密浅色长针状结晶粉末在酸性中溶解慢，无气泡—石膏）混有杂致密褐色物加热后褐色物溶解剩下的白色物不溶解无杂质致密白色细粉状易溶于酸且产生气泡「含有“碎成菱形结晶溶解慢‘、混有氧化铁致吨畔物易溶于且产生气泡，剩余物为不溶或硫化铁性的褐色或黑色物体坂为坚硬易碎致密黑色物酸性中溶解慢，放出剩余物为白色物油田无机塘结拒原因通过文献调研分析及实验室验证，得出油田结拒的原因主要包括以下几点注入的流体与地层原有流体混合，由于流体化学不相溶性，容易在储层甚至储层深部结振，对储层造成一定的伤害；原油和地层水从储层到井底的过程中，随着外界条件的变化，打破了流体的原 酒东油田注水开发过程中防塘技术研究始平衡，就可能在油井近井地带结塘；各个储层产出水的水质也会不同，当它们多个储层共同开采时就会不可避免的造成不同储层的产出水混合，必定会在其中结塘；当对产出污水进行回注时，污水中含有大量的悬浮颗粒、悬浮油、细菌及成塘阴阳离子，如果对其处理不当，就会在生产的各个环节中结插。油田无机塘结据危害通过文献调研及现场反馈信息，油田结坂的危害表现在两个方面，一方面是对储层通道的堵塞；另一方面是对集输系统的腐烛。主要表现在如下几个方面坂物与粘泥同时附着在设备管道内表面，加重了流通通道的堵塞和腐烛；集输管道结塘导致流体阻力和输送能耗增加，甚至会造成管道阻塞及穿孔；塘物及污物致使储层通道堵塞，提高幵采成本，甚至使油气井停产；注水系统结据会造成注水压力升高、能耗增大，甚至增加修井次数；生产系统结据会致使原油流通通道变窄、断杆、卡粟，甚至油井停产。无机坂的结活机理在塘形成过程中，常见油田塘的生成机理可用图表示。结坂机制开釆条件变化注入水物理条件变化化学条件变化不——配伍温度条件变化压力条件变化溶液变化硫酸钡塘“硫酸韩振氯化钠塘溶液升高桂酸盐溶『碳酸耗拒硅酸盐塘图常见油田据的生成机理热力学条件变化理论适宜的地层条件下—些易溶矿物（如碳酸耗等）在水中达到最大溶解值，当流 西南石油大学工程硕士研究生学位论文体中的这些矿物随着流体从储层通道到井筒中时，由于外部条件（、的变化，原有溶解平衡被打破，致使流体溶解矿物的能力降低，形成过饱和溶液，沉淀析出。油田常见的无机塘主要为和等。温度对它们的溶解度影响很大。在油气集输系统中不同成分的产出液混合的过程中，压力变化所带来的影响是可以忽略不计的。无机塘沉积的热力学研究只适合于静态，所以还需要从动态角度进行分析。塘结晶动力学理论多数无机塘形成包括两方面的原因：外部条件（、变化和内部因素（、溶解气、矿化度）变化。无机塘要想在流体中形成，第一步是在饱和溶液中形成不稳定的晶核，这个过程称为均相成核。第二步是当过饱和度较高时，晶核作为催化剂促使据的形成，这个过程称为异相成核过程。第三步是结晶位置主要发生在不平整的集输系统表面，集输系统为它们提供足够多的相界面，拒形成沉积速度加快。它们之间的关系见图。结结坂过渡区淀数！：目目‘异格成核栢核异相成核相核：溶解度点过饱和临界点图纯液体系与油藏环境下的饱和度与结塘关系产所述：在集输系统不规则的表面及塘晶颗粒表面的不正常点上，容易发生成核作用。当溶液从处于过饱和的状态时幵始，到在溶液中出现第一个微晶时结束所经历的时间为结拒诱导期，它可以用来描述晶核的生长速率通过文献调研发现结据晶核的形成及微晶的黏附性都与润湿角有关。总体来说，润湿角越小，晶核就越容易形成，无机拒结坂趋势就越强。流体动力学理论流体动力学理论主要是研究流体的运动形态与流体内物质结塘之间的关系。根据流体流动过程中两层之间有没有相互混滲可以分为层流和紊流。主要用雷诺数来区分其运动形态临界值（为。，若。，则流动是紊流，反之则为层流。紊流是质点互相混渗，做横向和纵向运动，加大了流体质点间的相互碰撞，间接的加大了成塘离子结合的概率，加快了它们的聚集成长。国外学者持有不同看法：一种认为流速的提高加剧了塘物自固体表面脱出，从而起到抑制结塘的作用《。另一种看法认为流速提高加剧了离子之间的相互碰撞，增加了结塘的几率。然而流速影响的报道中，人们只是把流速的影响作为单一因素而没有考虑其他因素的影响。碳酸两结塘速率与流速在不同的范围内有不同的关系。一般情况下分三 酒东油田注水开发过程中防塘技术研究种关系：流速小于时，呈增加趋势；流速在，处于平稳状态；流速大于时，呈下降趋势。由于各种原因油田中液流速度一般大于，因此塘沉积的几率小于静止环境下的几率无机后结坂影响因素溶解度理论物质在水中的溶解度通常表示为在已知的温度、压力条件下，在纯水中溶解的无水物质的克数。但是，此表示方法并不适用于难溶的化合物。通常根据溶度积来判断难溶物的溶解度。人们把溶液与固相平衡的条件下，难溶物质在水中离解形成的阴阳离子活度之积称为溶度积在固定条件下，它们在溶液中化学平衡式如下所示，常见无机塘的溶度积如表所示，同时溶度积越小成塘物越难溶。”式中分别为阴阳离子的活度，为成坂物质式的热力学溶度积。印，稳定状态或原有塘继续溶解；广广饱和无结拒；结据，直到等式成立为止。表常见塘的溶度积拒型溶度积塘型溶度积“———一一它与温度、压力之间的关系可以用方程式（所得》。—压力在小范围内变化时，可以忽略不计，即（所示。尺）、⑷此式可近似为：在实际生产中，压力可能在较大的范围内变化，就必须考虑压力变化影响项还有就是在实际溶液中要必须考虑各种离子之间的静电作用，可以通过离子活度这 西南石油大学工程硕士研究生学位论文一概念来描述，公式如（、所示。、式中、—特定条件下溶解度特征常数；—离子间的有效直径；溶液的离子强度（离子的浓度（—离子价数；—取决于水的介电常数。硫酸界沉淀析出影响因素分析众所周知，硫酸韩固体分为三大类：石膏）、半水合物）、无水石膏）。温度对其三种形态的溶解度的影响不同，如图所示，当温度为时，石膏的溶解度最大，达到。但是在规定的范围中，溶解度的范围变化不大。但是半水化合物和无水硬石膏的溶解度则随着温度的升高而呈现下降趋势。誦咖二—装一—、—‘‘‘‘图不同温度下硫酸韩在水中的溶解度在没有共同沉淀离子的盐类溶液中，石膏的溶解度还受到矿化度影响。如图所示，溶解度随着溶液矿化度的增加先增加，达到最大值后，因为盐效应的出现而造成溶解度开始降低。在及浓度在时，石膏的溶解度是同等条件下蒸馆水中的倍。 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究—个‘溶液矿化度图在°条件下硫酸钱在不同盐溶液中的溶解度石膏溶解度与压力的关系不太明显，如图所示，在矿化度为的盐溶液中，压力每提升，石膏的溶解度只升高了。。。。§浓度图硫酸弼的溶解度与压力之间关系在综合考虑各种情况时，温度和压力条件的变化对硫酸丐溶解度不会有太大的影响。因此，硫酸妈结拒析出沉淀上升的趋势主要是在溶液的矿化度降低（如溶液与淡水混合），温度上升超过或下降低于及压力大幅度下降的情况下才出现。硫酸钡（银）沉淀析出因素分析硫酸钡（错）是非常致密而坚硬的沉淀物，处理这类的盐柜是相当困难的。在°的蒸馆水中，其溶解度约为石膏的九百分之一。如图所示，硫酸钡的主要特点是随着温度的上升其溶解度明显增加。随着压力增加溶解度上升幅度不大，可忽略不计。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文丄避：驻〇：：；温度°图硫酸钡溶度积与温度的关系在所研究的整个不同矿化度范围内，如图所示，硫酸钡的溶解度随着溶液矿化度的增加而升高，然而在低温条件下硫酸钡的溶度度是很低的。「，￡。。二，吳茶—：：：；浓度图硫酸钡在不同矿化度盐溶液中的溶度积在含有钡盐的油水中经常会遇到错盐，虽然它们同属于难溶盐，但银盐的溶解度明显高于钡盐。银盐的溶度积受盐溶液的影响不同于钡盐，如图所示。》矿化度图硫酸思在不同盐溶液中的溶度积 酒东油田注水开发过程中防沿技术研究对于多数油田来说压力和温度对其的影响是不显著的。钡盐和错盐沉积的主要原因是由于氯化妈型的地层水同作为硫酸根离子源的地面注入淡水或海水相混合。碳酸妈沉淀析出因素分析碳酸韩（方解石）是一种在石油矿场生产实践中经常遇到的沉淀物，在°及接触空气的条件下，碳酸钱的溶解度只有石膏的四十分之一。从图可以看出，随着温度的升高方解石沉淀的可能性增加。《：雙「凿〇：；：；温度。图碳酸韩溶解度与温度的关系水中存在对碳酸韩的溶解度显示出很大的影响，在完全除掉的蒸馆水中，方解石在：下的溶解度只有在与空气保持平衡的水体中的溶解度的四分之一。方解石在含的水中溶解时，会产生反应方程式如（所示。〇丄个为了形成碳酸丐而不致使方解石从溶液中洗出来，溶液中就必须有充分游离的如图所示，随着二氧化碳分压的增加，碳酸韩的溶解度增加，而且趋势非常明显。「每逆“「一‘’分压（图碳酸妈溶解度与分压的关系盐效应对碳酸耗溶解度的影响也不容忽视，如图所示，碳酸韩溶解度逐渐减小。当注入的淡水与地层水混合后，使流体的矿化度降低，就会导致碳酸韩沉淀析出。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文楚‘“■“、■“。溶液体积摩尔分子浓度图的溶解度与盐溶液浓度间的关系油田水中含有可溶盐量的大小，对碳酸韩在溶液中的溶解度也有一定的影响，即人们所说的“盐效应”。盐效应是指，当油田水中溶有或除和以外的其他可溶盐离子时，溶液中各离子间存在相互间的静电作用，如果提高这些离子溶液中的浓度，会造成和的活动性减弱，从而有效降低成拒离子在活性生点上生长发育的速度。这种情况下，溶解速度大于沉积速度，溶液中的溶解度增大。除此之夕卜，同离子效应为我们解释了另外一种机理。同离子效应是指在难溶电解质的溶液中加入含有相同离子的强电解质后，强电解质的离子平衡会发生移动，使得难溶电解质的溶解度进一步降低。例如，在溶液中加入含有相同离子的强电解质（等）后，溶解度会降低、溶液中离子含量下降、注入水与地层水的不配伍是碳酸韩拒沉淀析出的重要因素，可以从方程式（看出。、溶液的值对碳酸的溶解度具有明显的影响，在酸性介质中方解石的溶解度大大的超过了在碱性介质中的溶解度。的溶解度也取决于水溶液的值，而且溶液的酸性越强，就可以溶解越多的二氧化碳。游离的在水中的溶解方程如（所讯。广⑶式中—的浓度（分压（、—溶解度系数（。无机±后防坂技术及阻；！：后机理近代以来，防拒技术的种类也变得多种多样。从刚开始简单的加酸到之后有机防据剂的产生，再到近代高分子聚合物防据剂的发明，使用量逐渐减少，效果越来越好，但是可能对环境造成一定的破坏。一般情况下油田水成分各不相同，仅靠单一的防坂方法 酒东油田注水幵发过程中防坂技术研究难以到达目的，因此油田防拒向着多种技术共用，互相配合的方向发展。目前，常用的防拒技术主要有物理防拒技术、化学防据技术、工艺防坂技术和微生物防拒技术。物理法防坂技术及作用机理物理法防拒技术就是利用某种作用阻止无机拒在设备装置上沉淀或在溶液中形成稳定的晶核，防止坂的沉积。物理法防拒技术的防塘机理包括以下几点振荡作用：超声波频率振荡已形成的晶核，阻止其沉淀；震壁作用：高强声波震掉或击碎位于表面的结坂产物；电解作用：液流在高压静电场中微电解并使坂形成胶体；磁场效应：易成振水体外加强磁场，达到改变结晶条件的目的；福射作用：通过福射处理装置改变无机盐的结构，阻止其沉淀；催化作用：使用专门设备对流体催化，产生胶体晶种防止沉淀；转嫁处理：把在金属表面形成塘物转移到用晶种组成的大表面上。物理法防拒技术包括晶种防塘技术、超声波防坂技术、磁防坂技术、电解防拒技术等。超声波防据技术容易操作，成本较低，得到了广泛的应用。磁防拒技术主要是利用永久磁铁的磁性来达到防坂的目的，但是只适用于含盐量较低的溶液。化学法防坂技术及作用机理化学法防坂技术主要是利用化学阻坂剂与成据阳离子结合，使形成的结合物存在于流体中而不在管壁上析出。其阻拒机理如下所示增溶作用：通过与成坂阳离子形成络合物，达到增加难溶盐的溶解度的目的；分散作用：离解成聚离子（负电），与坂晶微粒碰撞呈分散状态；静电斥力作用：同等电荷互相排斥，阻碍结拒晶体的碰撞及生长晶体畸变作用：通过整合作用占据晶格生长活性点，不能生成稳定沉淀；去活化作用：利用本身活性，使碱土金属发生去活化作用，减少晶核数目；双电层作：晶核附近形成双电层，使金属表面不能聚集成塘离子；再生自解脱膜：与晶体颗粒形成可以破裂的膜，反复沉淀脱落。在油田生产中，化学防拒技术主要通过溶解己生成的沉淀或者是与成拒离子形成络合物来达到除坂的目的。主要包括以下两种常用的方式：加酸或注入二氧化碳：它们使溶液呈弱酸性，使已经形成的难溶碳酸盐溶解或者阻止其形成。大量的二氧化碳注入地层不但降低了水处理费用，而且还降低了温室效应；添加化学防振剂：阻坂剂中的官能团与成据阳离子结合形成络合物或者是螯合物，阻止成坂阴阳离子结合生成沉淀油田生产现场试验证实该方法有效。工艺法防坂技术及措施工艺法防据技术是通过增加一些工艺条件来改变坂形成的外部因素，从而达到阻止拒的生成或破坏已经生成的坂的目的工艺法防据技术的措施主要包括以下几点： 西南石油大学工程硕士研究生学位论文采用同层开采、处理及回注的工艺，避免不同层产出液混合，降低结塘概率；对注入水进行处理，使其满足注水水质要求，基本的过程如下：首先去除原有颗粒和悬浮物；其次对注入水进行杀菌处理；接着降低注入水硬度及除去其中的气体；最后尽量使混配比达到最佳；进行注入之前，检查注入水与地层水的配伍性；避免注入水与空气接触，控制有氧微生物繁殖；釆用隔水釆油工艺，防止水层倒灌污染产油层；釆取措施使流体流动状态为紊流态，带出地层污塘；尽量减少集输系统的弯曲数和增加管道内壁的光滑度。微生物防坂技术微生物防塘技术是通过某些微生物代谢产物的特性来达到抑制塘的形成和分解已形成坂的目的。微生物的某些代谢产物与化学阻拒剂的作用基本相似。物理法防据技术、化学法防塘技术、工艺法防塘技术及微生物防塘法各有利弊，油田应根据实际情况酌情选用。碳酸盐结坂预测技术调研从上个世纪的三十年代人们开始研究油田无机拒的结拒趋势预测，这个新兴的研究经历了从不太重视到现在的越来越重视，经过无数的研究者的总结及创新，代表性的方法主要包括以下几种：饱和指数法、方法、稳定指数法、热力学溶解度法、苏联饱和系数法、等的预测方法、预测方法、饱和指数法等。碳酸盐结后趋势预测饱和指数法年“《】以饱和溶液为基础，提出了预测碳酸结塘趋势的计算公式，他是第一个对此进行研究的人，计算公式为：‘式中：—水体中实际的值；—水饱和状态下的值；；和—经验常数；—耗离子浓度的负对数，单位 酒东油田注水开发过程中防插技术研究总碱度的负对数’。￡碱度的当量数单位凡。其中：总碱度，单位为，一般只考虑离子的浓度。判断标准：当小于时，溶液不结塘；当等于时，溶液中处于溶结平衡，无结括趋势；当小于时，溶液为过饱和状态，可以结塘。该指数只是客观的说明某种水中丐据的结拒趋势，并不能说明结塘的多少。饱和指数法和提出的方法由适用于广泛的水中缩小到只是适用于油田水，方程式如（所示：除了增加了一个常数之外，其他的都和提出的方法中所用的符号代表的意思是一样的，判断方法也是借用他的。稳定指数法总结了以上两人的方法并根据油田各种水质的特性，提出了新的判断方法一一稳定指数法，该方法适用于高值、高矿化度下判断碳酸韩的结塘趋势。预测方程式如（所示：判断标准为：无结塘趋势；有结据趋势；严重结据。然而油田实际生产中，不同的储层之间的温度也会不同，所以没有理想状态下的完全平衡。苏联饱和系数法从不同的方面考虑就会提出不同的见解，人们根据碳酸盐溶解平衡及溶度积原理，提出了计算溶液离子结拒倾向的方法，预测方程为：——式中：为的饱和系数；为研究流体的的溶度积；为研究流体中与碳酸盐化合物呈动态平衡时的溶度积，己知条件下为常数。此方法主要用于含水油藏内的预测，且更接近于油田的实际情况，但是主要预测地层结拒倾向而不被广泛应用。预测方法”提出了一种新的针对碳酸耗坂的预测方法。此方法更多的考虑了热力学条件、拒结晶动力学、流体动力学、油气水三相特性、含量和分压及矿化度的共同作用，其预测结果更接近油田实际情况。但是此方法考虑的因素比较多及各种计算复杂，所以建议应用时分清影响结塘倾向的主要因素和次要因素，对于预测模型进行必要的简化。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文预测方法使用一般的预测方法来预测密闭的高温高压的原油集输系统内流体的结塘倾向会有一定的条件限制。于是等提出了一个适合高温高压下碳酸耗饱和度计算的公式，判断准则是根据计算结果，当计算值大于零时，则流体内有结坂倾向；当计算值小于零时，则流体内没有结塘倾向。饱和指数法溶液的值对碳酸韩塘的影响比较大，所以要充分考虑它的影响，但是现实中无法知道地层中真实的值。饱和指数法充分的考虑了这个因素的影响，包括有气相存在的情况、没有气相存在的情况以及溶解的二氧化碳溢出的情况。气相存在情况下：「—丫，，、广、°「、‘⑵、—°其中：、户“、，‘丨尸广。式中—水中转离子浓度（测量浓度（—水中碳酸氢根离子浓度（测量浓度（—在特定压力、温度下气相的体积摩尔百分比，％—二氧化碳气体的逸度系数，无因次；日产油量（—标准状态下日产气量（总绝对压力（—日产水量（温度（。—离子强度（ 酒东油田注水开发过程中防塘技术研究一地面条件下在油、气、水体系中（主要是气相中）的摩尔分数。气相不存在情况下：“化—一户「—「：、—°其中：么。式中—每日在盐水和油中采出的气量（—标准状态下日产量（。气相存在或不存在，值为测量值。「「■“」■“」（一°由以上七种碳酸盐结坂趋势预测方法可以发现：饱和指数法以饱和溶液为基础，适用于广泛的水；饱和指数法由适用于广泛的水缩小到只是适用于油田水；稳定指数法适用于高值、高矿化度下判断碳酸韩的结拒趋势；苏联饱和系数法主要用于含水油藏内的预测，但是主要预测地层结塘倾向而不被广泛应用；预测方法更多的考虑了热力学条件、塘结晶动力学、流体动力学、油气水三相特性、含量和分压及矿化度的共同作用，其预测结果更接近油田实际情况；预测方法适合于高温高压下碳酸韩饱和度的计算；饱和指数法充分考虑了溶液的值对碳酸韩塘的影响，包括有气相存在的情况、没有气相存在的情况以及溶解的二氧化碳溢出的情况。它们都或多或少的存在一些缺陷。碳酸耗结坂定量的预测碳酸两最大结据量预测公式如（所示。印式中最大沉淀量（ 西南石油大学工程硕士研究生学位论文—二价盐的正阳离子的初始浓度（—二价盐的阴离子的初始浓度（。知道了最大生成量，就可以针对性采取措施，尽可能的消除碳酸耗塘对地层的影响。主要研究内容通过对国内外文献的调研和总结，掌握油田无机拒结坂机理及影响因素和各种防坂技术的作用机理及影响因素；从酒东油田取得注入水（生活水）、产出污水及地层水水质资料，得到成坂阴阳离子的含量数据。调研目前为止碳酸韩据的各种预测方法；应用结塘预测软件，在不同影晌因素下对地层结坂类型和结拒量进行预测；根据预测软件得到的结果，模拟现场条件，开展室内实验研究，对比各种因素对结据影响及分析其变化趋势；根据酒东油田的结塘类型和结塘趋势，通过实验蹄选出注水过程中合适的阻坂剂类型及最佳用量，然后研究温度、压力、值、二氧化碳含量及矿化度对阻塘剂的阻捉效果的影响并分析其作用机理；根据酒东油田的结塘类型和结塘趋势，对几种常用的阻拒剂进行两两复配，并筛选出效果最好的两种复配阻坂剂，然后研究温度、压力及值对阻坂剂的阻坂效果的影响；通过对单一阻拒剂和复配阻塘剂的阻坂效果实验研究，为油田现场提供合理的防坂方案。 酒东油田注水开发过程中防塘技术研究技术路线图酒东油田注水开发过程中的防塘技术研究地层水生活水无机离子成离子⑩据结分分析分分析成盖分结据理及賴———其影方法响因當理论研究结塘实验究预测研究％单一阻塘剂复配阻塘剂筛选实验筛选实验无机标结据影单一阻据剂影复配阻塘剂影响因素实验研响因素实验命响因素实验研究究究浓温压压漂温压度力值度度力值度力值对对对对对对对对对对对阻阻阻阻阻阻阻且结结结标拒街街据塘据拒坂据塘效效效效；執效效效效影影影果果果果果果果果响响响影影影影影影影响响响响响响响响酒东油田注水防塘方案设计图论文研究技术路线流程图 西南石油大学工程硕士研究生学位论文—第章酒东油田无机±后结后影响因素研究酒东油田基本资料酒东油田流体性质及温度压力系统酒东长沙岭油藏原油性质具有“五低”、“一中”、“一高”的特点。“五低”：密度低：根据统计分析，酒东长沙岭油藏地面平均原油密度为，平均地层原油密度为。粘度低：酒东长沙岭油藏平均地面原油粘度（为平均地层原油粘度为。溶解气油比低：酒东长沙岭油藏原始气油比长区块）长区块）。原油压缩系数低：酒东长沙岭油藏原袖压缩系数为长区块）长区块）。胶质拥青质含量低：酒东长沙岭油藏长区块原油胶质浙青质含量，长区块为。“一中”：凝固点中等，凝固点°，平均为°。“一高”：含錯量高，含蜡量平均。通过对所有数据的油层深度与地层温度关系分析，静温数据可回归成一条直线其数学表达式为：式中：为地层温度（为井深（。命丁：—深度，图油藏井深与地层温度关系图由上式可知，油藏的地温梯度为，属于低温的旭畴。地温梯度偏 酒东油田注水开发过程中防据技术研究低，与我国西部地区总体地温梯度一致。根据地质特征、试采特征的不同可将酒东油藏分为长、长、长三个含油区块，通过对长、长区块的测压数据进行统计分析，最终确定酒东油藏的压力系统。长区块压力系统长区块长井年月试井，折算原始地层压力，压力计下深。根据长井试井资料分析数据，得到该井深度与压力关系式（图长块压力梯度，地层压力系数，属于异常高压油藏。。。■■■■■■■■■井深（图长区块井深与地层压力关系图长区块压力系统长井于年月试井，折算原始地层压力，压力计下深。根据长井试井资料分析得到该井深度与压力关系式（长区块块压力梯度，平均地层压力系数属于异常高压油藏。■■‘‘‘井深（图长区块井深与地层压力关系图 西南石油大学工程硕士研究生学位论文酒东油田注入水水质分析目前国内外用于保持地层压力的方法主要是注水开发，其中注入水主要包括净化后的含油污水和清水，按照现场和实际经济要求，首先是产出污水回注；其次是清污混合注入最后才是清水。其依据主要是清水矿化度低，易引起地层粘土膨胀而造成堵塞。污水虽然难以处理，但具有清水难以比拟的优点：（污水矿化度接近地层的矿化度，地层粘土不易膨胀；（污水产出于地层，与地层配伍性强；（污水温度接近地层温度且含有多种化学助剂，驱油效率高。现分别对酒东油田的三种水样进行离子成分分析，水分析结果见表至表表酒东生活水离子成分分析分析项目含量分析项目—含量————总碱度总硬度以计）总矿化度表酒东地层水离子成分分析长井）分析项目含量分析项目含量—“——“；水型——总矿化度总碱度总硬度以计表酒东产出污水离子成分分析（长井）分析项目含量作用值分析项目含量作用值—————““一——“氯化韩总作用值矿化度密度—值硬度总硬暂硬丨水硬由水分析资料可知酒东注入水为生活水，水型为总矿化度为，相对于地层水的矿化度偏低，生活水中的、和含量较高分别为，；酒东产出污水水型为，总矿化度为含有较高的耗离子和碳酸氢根离子酒东地层水以长井的产出水 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究为准，其分析结果表明，水型为，总矿化度为，地层水中、、和含量较高，分别为，当注入水与地层水混合或产出污水与地层水混合后，结塘倾向明显。酒东油田的注水现状长井年月日投注，注水水质为“清水防膨剂”，初期注水压力，曰注水量，月份冲检完后菜压逐渐升高，目前注水压力每天间注小时，曰注水量，截至年月底，累计注水量。长井年月日投注，注入水质为“污水（经过处理的油田产出水）”，初始粟压油套压力注入量，开始天内注水相对稳定，栗压维持在不变，油套压，注入量，此后注入压力持续升高，改为不规则间注，平均每天开泵小时，开栗压力停栗压力，平均日注水，月日该井因注入压力过高停注。年月日气举后使用防膨剂试注，共注入，之后因为注入压力过高停注。长井年选择了长井组做为注水先导性试验井组，年月日开始投注，注水水质为“污水（经过处理的油田产出水）”，投注后由于菜压过高（开栗压力即达到一直未正常注水。年月底酸化增注（盐酸多氢酸、顶替清水后投注，初期注水压力，日注水量，目前注水压力已升至不吸水。酒东油田地层结坂影响因素研究为了研究地层结塘因素的影响，本文运用现阶段因素考虑比较齐全的预测软件对其混合流体在不同的条件下进行预测。它可以根据水分析资料，预测在不同的温度、压力、值、矿化度及二氧化碳含量下的结塘趋势，并且满足于现阶段油田的实际状况。混配比对地层结后影响的理论预测及实验结果混配比对地层结塘影响理论预测在°、常压条件下，将注入水与地层水、产出污水与地层水、注入水产出污水及地层水按不同的混配比（、、、、、、、、混合，利用软件预测结据类型及结拒量变化规律，预测结果如表至、图至所示。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表注入水与地层水混配比对结拒影响预测结果混合比例温度压力结塘量一常压一常压一常压±常压’――一―常压——常压一常压一一常压常压‘——二“、—…盼：：………■：—■—丨“‘，、‘■图注入水与地层水混配比对结据影响预测曲线表产出污水与地层水混配比对结据影响结拒预测结果混合比例温度压力结拒量一常压一常压一常压—常压常压—常压——常压一常压 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究；；；‘—；；：：；；；二■。；一寸——；！—：…；：‘‘■‘：■：醒图产出污水与地层水混配比对结拒影响预测曲线表注入水与产出污水混配比对结坂影响预测结果—混合比例温度压力结塘量“一常压—常压—‘—“常压常压—““常压“一常压“一常压—常压—常压？丨丨丨丨丨丨：；；；士—：：；；；■：；：一—；；；；；；：：：——？二—：；■：：；二；—：：：：、；：：、’：；—‘「■图注入水与产出污水混配比对结据影响预测曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表混合水样生活水：污水与地层水混配比对结坂影响预测结果混合比例温度压力结量常压常压常压常压—一一常压一常压常压一—一常压一常压，‘；■。‘：傲。■……：图混合水样生活水：污水与地层水混配比对结括影响预测曲线通过对以上数据分析可知，当注入水与地层水以的比例混合时，结坂量最大为大体上呈现一个下降趋势。当产出污水与地层水混合或者注入水，产出污水及地层水三种水样混合时，结拒量都是随着混合比的增加而递增，由于酒东油田属于注水中前期及考虑各种因素，选择的比例进行后续试验（注入水：产出污水：地层水。据型主要为碳酸丐据。混配比对地层结坂影响实验研究对酒东油田不同的水成分进行混配比的实验及后续研究，主要的方法步骤为：根据水分析资料配制相应的模拟水样；将注入水、产出污水及地层水按不同比例混合，在不同的温度、压力、值、二氧化碳含量及矿化度下，水浴箱中恒温对其产生的沉淀进行过滤、供干，制取结坂的拒样；利用称重法，对得到的据样进行称重，获得产生的拒样的质量。根据水分析资料，配置模拟注入水、产出污水及地层水。在°、常压条件下，将注入水与地层水、产出污水与地层水、注入水产出污水及地层水按不同的混配比（、、、、、、、、混合，对结塘影响实验结果如表至，图至所示。 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究表注入水与地层水混配比对结据量影响实验数据—混合比例压力结坂量常压常压—常压±常压常压一—常压———常压一一—常压常压一—表产出污水与地层水混配比对结拒量影响实验数据—混合比例温度。压力结坂量一常压一常压一—常压——常压—常压一—常压—常压—常压常压表混合水样（生活水：污水与地层水混配比对结捉量影响实验数据—混合比例温度压力结拒量常压——常压—常压“常压—常压—常压—常压——常压—一常压「、“‘注入水：地层水‘：：‘注入比 西南石油大学工程硕士研究生学位论文图注入水与地层水混配比对结坂量影响实验曲线厂。。。￡综产出污水地层水丨；：：‘■注入比图产出污水与地层水混配比对结拒量影响实验曲线▲卜乂七‘普“注入水：产出污水地层水‘‘■‘’注入比图混合水样生活水：污水与地层水混配比对结坂影响实验曲线从实验结果可以看出，注入水：地层水时结括量最大，为，与预测结果基本一致。当产出污水与地层水混合或者注入水、产出污水及地层水三种水样混合时，结据量都是随着混合比的增加而递增，由于酒东油田属于注水中前期及考虑各种因素，选择的比例进行后续试验（注入水：产出污水：地层水。拒型主要为碳酸牵丐塘。因此，在酒东油田结塘影响因素研究时，选择注入水地层水、产出污水：地层水及注入水：产出污水：地层水为研究对象。温度对地层结后影响理论预测及实验研究温度对地层结拒影响理论预测在常压、温度为°、°、°、°、°下，分别预测注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合结据类型及其结塘量的变化规律，预测结果如表至，图至所示。 酒东油田注水幵发过程中防据技术研究表温度对结坂影响预测结果混合比例温度压力结塘量常压常压生活水：地层水常压—常压—一常压——————‘二：：；；上■；：」：：‘‘‘‘、：：；；；—‘图温度对结坂影响预测曲线表温度对结拒影响预测结果混合比例温度°压力结塘量常压—常压污水地层水常压—常压常压一；—；———；；—；；：…——…；；；；；；：；—：、：；：■：■；：：：；：；—…；；；；；—：；：；；——‘‘图温度对结坂影响预测曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表温度对结坂影响预测结果混合比例温度°压力结塘量一常压’常压生活水：污水地层水常压常压—常压；：—————“‘‘！广“—：‘如图温度对结坂影响预测曲线从预测结果中可以看出，注入水：地层水、产出污水地层水及注入产出污水地层水比例混合时，随温度的升高结拒量逐渐增加，结坂量分从增加到、增加到及增加到温度对地层结拒影响实验研究在常压、温度为°、°、°、°、°下，根据水分析资料，分别配置注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样，分别研究其结拒类型及其结塘量的变化规律，实验结果如表至图至所示。表温度对结拒影响实验数据混合比例温度压力结塘量常压一常压生活水：地层水常压常压常压表温度对结坂影响实验数据混合比例温度。压力结拒量常压一常压产出污水地层水一常压一常压一常压 酒东油田注水幵发过程中防拒技术研究表温度对结塘影响实验数据—混合比例温度压力结量—常压—“一常压生活水：产出污水地层水常压常压“丨乂卜乂「注入水地层水‘温度。图温度对结拒影响实验曲线「卜卜竖卜“产出污水地层水：‘温度。图温度对结坂影响实验曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文少。注入水：产出污水地层水温度图温度对结拒影响实验曲线从实验室得到的结果和预测软件得到的结果可以看出，它们的增长趋势基本一致，由于实验室条件下各种外在影响因素比较多，导致实验室测定结果高于预测软件预测结果，但不改变结据量的变化趋势。从预测结果中可以看出，注入水：地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合时，随温度的升高结坂量逐渐增加，结拒量分从增加到、增加到及增加到。结塘物主要以碳酸韩±后为主，碳酸興的溶解度随着温度的增加而递减。由实验结果发现温度对结塘有一定的影响，但是根据酒东油田地质资料选取进行后续实验研究。虽然选取°进行后续实验，但是注入水注入后地下温度会有所变化，所以进行温度对结据影响的实验研究也是必要的。压力对地层结坂影响理论预测及实验研究压力对地层结坂影响理论预测在°、压力为、、、下，分别预测注入水地层水、产出污水：地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合时结拒类型及结塘量的变化规律，如表至图至所示。表压力对结拒影响预测结果混合比例温度压力结振量—生活、工水，丄山。：地层水 酒东油田注水开发过程中防据技术研究■■—；：‘‘…■、；广二：图压力对结坂影响预测曲线表压力对结据影响预测结果混合比例温度。压力结拒量产出污水地层水、、、狐……——■■一“、：：：：：；：‘‘图压力对结街影响预测曲线表压力对结坂影响预测结果一混合比例温度压力结坂量—“生活水：产出污水地层水——一一 西南石油大学工程硕士研究生学位论文似、、、、‘——■〉、、——、、、、—，醒图压力对结据影响预测曲线由以上预测数据可知，在°下，注入水：地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水地层水的比例混合时，当压力从增加到的过程中，结据量逐渐减小，但变化的幅度不大。注入水：地层水比例混合时，结坂量从减小到产出污水地层水比例混合时，结拒量从减小到注入水：产出污水地层水的比例混合时，结拒量从减小到。压力对地层结塘影响实验研究根据水分析资料，分别配置注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样。在°下，压力对其结坂影响实验结果如表至图至所示。表压力对结塘影响实验数据—混合比例—温度°压力结拒量———生活水：地层水：表压力对结据影响实验数据混合比例一温度压力结坂量———【一产出朽水地层水一—表压力对结塘影响实验数据混合比例温度压力结标量生活水：产出污水地层水 酒东油田注水开发过程中防标技术研究一注入水地层水、“压力图压力对结坂影响实验曲线。。！产出污水地层水■￡「琴卜‘压力图压力对结拒影响实验曲线“注入水：产出污水地层水捉‘压力图压力对结据影响实验曲线从实验结果可以看出，在温度为°，压力从上升到的过程中，总结拒量呈现出逐渐减小的趋势，但是结坂量比预测结果要多。注入水：地层水比例混合时，结坂量从减小到产出污水地层水比例混合时，结坂量从减小到注入产出污水地层水的比例混合 西南石油大学工程硕士研究生学位论文时，结±后量从减小到，与预测结果基本一致。结塘量的变化并不明显。值对地层结后影响理论预测及实验研究值对地层结塘影响理论预测研究在温度为°压力为常压，值在、、、下，分别预测注入水：地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合时结据类型及结坂量的变化规律，预测结果如表至图至所示。表值对结据影响预测结果混合比例温度。压力值结坂量常压“一生活水：地层水一常压—表值对结据影响预测结果混合比例温度压力值结坂量常压一—产出一；：表值对结据影响预测结果混合比例温度压力值结量—常压“—常压生活水：产出朽水地层水常——常压—「一注入水：地层水？。「￡「卜—‘值图值对结坂影响预测曲线 酒东油田注水开发过程中防据技术研究一一产出污水：地层水‘。「—■值图值对结坂影响预测曲线：令注入水：产出污水地层水—”图值对结拒影响预测曲线从预测结果可以看出，结据量随着值的升高而逐渐增加，但是在偏酸性的条件下结塘量很小，基本为零，与振型主要为碳酸韩据有关。值从升高到过程中，注入水：地层水比例混合时，结坂量从增加到产出污水：地层水比例混合时，结塘量从增加到注入水：产出污水：地层的比例混合时，结塘量从增加到。值对地层结据影响实验研究根据水分析资料，配置模拟注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样，在温度为°，压力为常压下，值对其结拒影响实验结果如表至，图至所示。表值对结拒影响实验数据混合比例温度压力结塘量常压—‘生活水：地层水：： 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表值对结拒影响实验数据混合比例温度。压力结塘量常压一，、一，…产出朽水地层水常压常压表值对结拒影响实验数据混合比例温度压力结塘量常压一生活水：产出污水地层水—一常压一「注入水：地层水▲，■广。值图值对结坂影响实验曲线卜一产出污水地层水卜卜‘‘：‘值图值对结据影响实验曲线 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究注入水：产出污水地层水一—卜卜■‘：图值对结捉影响实验曲线从实验结果可以看出，随值的增加结柜量呈现出增大的趋势，值从增加到的过程中，注入水：地层水比例混合时，结据量从增加到产出污水地层水比例混合时，结坂量从增加到注入水：产出污水：地层水的比例混合时，结拒量从增加到。因为主要结拒物为碳酸纟丐据，随着值增加，会造成的脱氧反应正向进行（—，形成碳酸韩沉淀的趋势增大，结拒量增加。与预测结果趋势一致。含量对地层结坂影响的理论预测及实验研究含量对地层结坂影响理论预测研究在温度为°，压力为常压，含量为、、、下，分别预测注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合时结坂类型及结塘量的变化规律，预测结果如表至，图至所示。表含量对结捉影响预测结果混合比例温度。压力含量一拒量常压牛活水■水常压—生活水地水常压—“表含量对结拒影响预测结果混合比例温度。压力含量结坂量—常压—立山、一常压产出泰层水—常压常压 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表含量对结坂影响预测结果混合比例温度压力含量结坂量—常压一觉生活水：产出污水地层水压—常压一一注入水：地层水每■■‘‘〇含量图含量对结据影响预测曲线产出污水地层水「、‘：；‘〇含量图含量对结捉影响预测曲线注入水：产出污水地层水广、—恶含量图含量对结坂影响预测曲线 酒东油田注水开发过程中防塘技术研究从预测结果可以看出，结拒量随着含量的升高而逐渐减少，基本上满足线性下降的关系。含量从升高到〗过程中，注入水：地层水比例混合时，结坂量从减少到产出污水地层水比例混合时，结±后量从减少到注入水：产出污水地层水的比例混合时，结据量从减少到。含量对地层结塘影响实验研究根据水分析资料，配置模拟注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样，在温度为°，压力为常压下，含量对其结拒影响实验结果如表至图至所示。表含量对结坂影响实验数据混合比例温度压力含量结拒量一—常压生活水：地层水——常表含量对结塘影响实验数据混合比例温度压力含量结据量—常压山常压产出朽水地层水—常压常压表含量对结拒影响实验数据混合比例温度压力含量结拒量—“常压生活水：产出污水地层水一常压“一注入水：地层水驻■、‘：‘含量图含量对结据影响实验曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文产出污水：地层水、‘〇含量图含量对结捉影响实验曲线—注入水：产出污水地层水？」卜吾—、激！■：含量图含量对结坂影响实验曲线从实验结果可以看出，随〇含量的增加结拒量呈现出减小的趋势，含量从增加到的过程中，注入水地层水比例混合时，结坂量从增加到产出污水地层水比例混合时，结坂量从增加到；注入水：产出污水地层水的比例混合时，结塘量从增加到。因为主要结塘物为碳酸丐拒随着含量增加一方面是反应式左移，造成生成的碳酸韩振减少，一方面是溶于水中可能形成碳酸，使溶液显酸性并溶解掉一部分的碳酸韩据。与预测结果趋势一致。矿化度对地层结坂影响理论预测及实验研究矿化度对地层结拒影响理论预测研究在温度为，压力为常压，分别配制注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样，并在其前后各加个点（通过加减氯化钠的含量来达到要求），分别预测不同的矿化度下对结坂类型及结坂量的变化规律，预测结果如表至图至所示。 酒东油田注水开发过程中防据技术研究表矿化度对结坂影响预测结果—混合比例温度压力矿化度结据量常压一常压生活水：地层水常压’‘常压常压一表矿化度对结拒影响预测结果—混合比例温度压力矿化度结坂量常压—“常压产出污水地层水常压一一常压‘常压一表矿化度对结坂影响预测结果—混合比例温度°压力矿化度结塘量常压一一常压‘生活水：产出污水地层水常压常压“注入水：地层水“‘‘‘矿化度图矿化度对结据影响预测曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文产出污水地层水视：兰：“：矿化度图矿化度对结捉影响预测曲线注入水：产出污水地层水”東、、。一—丨矿化度图矿化度对结坂影响预测曲线从预测结果可以看出，结坂量随着矿化度的升高而逐渐减少，基本上满足线性下降的关系。矿化度从升局到过程中，注入水：地层水比例混合时，结塘量从减少到产出污水地层水比例混合时，结据量从减少到注入水：产出污水地层水的比例混合时，结据量从减少到。矿化度对地层结拒影响实验研究根据水分析资料，配置模拟注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样，在温度为°，压力为常压下，矿化度含量对其结振影响实验结果如表至，图至所示。表矿化度对结坂影响实验数据混合比例温度压力矿化度结坂量常压“常压生活水：地层水常压’—常压常压 酒东油田注水开发过程中防拒技术研究表矿化度对结塘影响实验数据混合比例温度压力矿化度结坂量常压—常压’“产出污水地层水——常压常压一表矿化度对结塘影响实验数据一混合比例温度压力矿化度结据量￡—“常压一―““常压—生活水：产出污水地层水一常压—常压一—常压—‘—注入水：地层水卜、‘‘矿化度图矿化度对结据影响实验曲线产出污水地层水“■：‘矿化度图矿化度对结据影响实验曲线 西南石油大学工程硕士研究生学位论文。■：注入水：产出污水地层水‘：矿化度图矿化度对结据影响实验曲线从实验结果可以看出，在°，常压条件下，随矿化度的增加结坂量呈现出减小的趋势，矿化度含量从增加到的过程中，注入水：地层水比例混合时，结拒量从增加到产出污水地层水比例混合时，结柜量从增加到注入水：产出污水地层水的比例混合时，结捉量从增加到。因为主要结捉物为碳酸两拒，碳酸辛丐的溶解度可能受到盐效应的影响，从而随着矿化度的增加，沉淀量有所降低与预测结果趋势一致。 酒东油田注水开发过程中防拒技术研究第章酒东油田化学防±后影响因素实验研究目前对阻拒剂的性能评价方法多种多样，具体的包括：静态阻坂法、动态模拟法、临界值法、鼓泡法、池度法、电导法、硬塘测定法等。目前多釆用的是静态阻拒法，其优点主要为设备简单，易于学习，实验周期相对短，是可同时进行大批量的蹄选，而石油天然气行业标准《油田用阻坂剂性能评价方法》，也对抑制碳酸韩，碳酸镁，硫酸钡硫酸银塘阻塘剂评价的方法作了规定，因此本文釆用静态阻坂法。原理为：通过不同外部条件下，分别测定水样中有无阻塘剂时成塘阳离子含量的变化，判定阻坂剂的阻塘性能。若投加了阻据剂的成塘离子含量不降低或降低较少，则说明阻据效果优良；反之，则说明阻坂效果较差。实验仪器、步驟及阻后剂的类型实验仪器及药品实验仪器：电子天平（感量、恒温水浴箱、烧杯（、、量筒、搅拌器、容量瓶（、、、玻璃棒、带塞广口瓶（、移液管（、、、、吸液球、铁架台、滴定管、计、玻璃仪器气流烘干器等。实验药品：氯化钠（、氯化钾（、氯化镁（、无水氯化妈、碳酸氢钠（、硫酸钠（、二钠盐氨水（、络黑指示剂、氧氧化钠（、盐酸等，所有这些药品均为分析纯，另外还有、、、和阻塘剂。实验步驟本文主要运用了化学防塘技术中的静态阻塘法，并用其进行阻据剂的性能评价。酒东油田的拒型主要为碳酸韩坂，所以用正滴定法滴定溶液中成塘阳离子的浓度。其步骤如下：在广口瓶中加入一定量的模拟产出水样和阻坂剂，放入恒温水浴箱中预热半小时后，再加入一定量的模拟产出水样，恒温水浴小时后取出，同时配制空白样进行对比分析；从恒温水浴箱取出广口瓶，取上层清液加入锥形瓶中，并加入的缓冲溶液及适量络黑指示剂，尽量摇匀，用滴定实验溶液由红色变为蓝色为止；计算公式如（、所示。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文：—。式中—混合溶液（有阻塘剂）中的浓度（—混合溶液（无阻塘剂）中的浓度（—混合前溶液中的浓度（。阻坂剂的类别本文选择了、、和阻坂剂来进行阻坂性能及影响因素的考察，这种阻塘剂的组成如下所示。是一种不含磷氮的环保型阻据剂。对水中常见的拒型都有较好的阻据分散性能。具有良好的生物降解性，尤其适用于高碱度、高硬度、高值条件下的流体，且具有良好的配伍性。是由多种有机憐酸，特殊表面活性剂混配而成，是一种高效的钡银阻据剂。阻坂剂对水中的碳酸韩、硫酸韩、碳酸镁等难溶盐亦有着优良的阻标作用。可广泛用做油田注水系统、工业循环冷却水系统的阻据分散剂，尤其适用做钡银离子稳定剂。系列缓烛阻塘剂由多元有机憐酸及含磷多元共聚物及铜缓蚀剂等组成，具有晶格歪曲与低限抑制作用，并能在铜表面形成一层薄而致密的保护膜，从而大大降低了腐烛速率。阻据剂常温下为结晶性粉末、易溶于水、易吸潮、热稳定性好，在下具有优良的阻碳酸韩塘的作用，并能与多种金属离子形成稳定的络合物。被广泛用作工业循环冷却水、油田回注水、输油管线和锅炉系统的阻据剂和缓烛剂。为低分子量聚丙稀酸（均聚物部分中的盐类，能将难溶盐类的微晶分散于水中，从而达到阻塘目的。单一阻后剂阻坂效果影响因素研究油田应用的阻塘剂在使用时主要起到两种作用％—种是阻塘剂可以使盐水成坂化合物处于一定的饱和状态，在这种“临界”效应下，液相中没有盐析出现，因此不会出现塘沉积；另一种是阻塘剂阻止正在或已经析出的晶体物质粘附到器壁上，这样在系统中也就没有拒的沉积。在现场条件下，许多因素可能对这两种作用产生影响，因此在阻据剂的蹄选、评价时要考虑这些因素的影响。这些因素主要包括：温度、压力、值、结据类型、流体矿化度、阻塘剂浓度等等。 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究单一阻坂剂类型蹄选实验研究根据酒东油田地层结塘预测、实验结果及该油田目前情况，选择注入水：地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合的流体为实验流体进行阻拒实验研究。分别在°、常压及阻坂剂浓度为条件下评价五种阻塘剂对注入水：地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样结坂的阻据效果。其实验结果如表至所示。表单一阻坂剂类型蹄选实验数据—混合比例温度°阻振剂浓度阻振剂类型阻拒率％注入水：地层水———表单一阻拒剂类型蹄选实验数据一混合比例温度阻坂剂浓度阻柜剂类型阻柜率％————‘“产出污水地层水——表单一阻据剂类型筛选实验数据一混合比例温度阻据剂浓度阻坂剂类型阻据率％——注入水：产出污水地层水‘“一—从实验结果可以看出，在°、常压及阻坂剂浓度为时，阻拒剂对注入水地层水比例混合水样结据的阻据效果最好，阻塘率达到。在°、常压及阻坂剂浓度为时，阻据剂对产出污水地层水及注入水：产出污水地层水比例混合水样结塘的阻塘效果最好，阻塘率分别为及。因此，对以注入水地层水比例混合水样选用阻塘剂，对以产出污水地层水及注入产出污水地层水比例混合水样选用阻坂剂。机理分析：酒东油田的结拒类型主要是拒，主要是外观规则的六面体和菱面体。从实验中可以看出以注入水：地层水比例混合水样为研究流体时，由多种有机磷酸，特殊表面活性剂混配而成的阻柜剂的阻拒性能最好：以注入水：产出污水地层水比例混合水样为研究流体时，有单一磷酸根官能团的有机磷酸阻坂剂的阻塘性能最好；以产出污水地层水为研究流体时，阻塘剂和的阻坂效果差不多。这两种阻坂剂都具有晶格畸变作用，但是阻据 西南石油大学工程硕士研究生学位论文剂还具有螯合作用和双电子层作用，而阻塘剂是一种阴极性缓烛剂，离解的个正负离子能够与成塘金属阳离子形成络合物或者螯合物李寿椿研究表明阻坂剂阻塘能力与憐酸基数量的多少有直接关系，数量越多阻坂效果越好。不同种类的有机憐酸含有憐酸基团个数不同，与金属离子形成的有机螯合环环数不同，碳链长短及其他基团相互之间的影响，造成比阻塘性能要弱。从实验结果可以看出，加入阻据剂后烧杯中的塘样是絮状较松软，稍微晃荡就能冲洗掉，未加入阻塘剂的烧杯中的据样需要用硬物才能刮去，这是晶格畸变作用。浓度对单一阻坂剂阻坂效果影响实验研究本文选择了个不同的阻塘剂浓度，对阻塘剂的阻塘效率进行实验研究。注入水：地层水比例混合水样选择阻拒剂，分别在阻塘剂浓度为、、、下研究其阻坂率的变化规律。产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样选择阻塘剂，分别在阻塘剂浓度为、、、、下研究其阻塘率的变化规律。其实验结果如表至图至所示。表浓度对单一阻据剂阻据效果影响实验数据混合比例温度阻塘剂浓度阻坂剂类型阻塘率％一‘注入水：地层水——表浓度对单一阻拒剂阻塘效果影响实验数据混合比例温度阻塘剂浓度阻插剂类型阻塘率％“产出污水地层水——一“表浓度对单一阻据剂阻塘效果影响实验数据混合比例温度°阻塘剂浓度阻塘剂类型阻坂率％注入水：产出污水地层水“—“—一 酒东油田注水幵发过程中防捉技术研究「；――注入水地层水‘‘阻拒剂浓度图浓度对单一阻据剂阻塘效果影响实验曲线；丨—产出污水地层水‘：‘阻塘剂浓度图浓度对单一阻拒剂阻据效果影响实验曲线「卜乂注入水：产出污水地层水：阻塘剂浓度图浓度对单一阻坂剂阻据效果影响实验曲线从实验结果可以看出，在°及常压条件下，当阻拒剂的浓度为时，阻坂剂对注入水地层水比例混合水样结振的阻拒率达到最大为。当阻±后剂的浓度为时，阻塘剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样结柜的阻据率最大，分别为及。从阻坂效 西南石油大学工程硕士研究生学位论文果及经济效益两方面考虑，注入水：地层水比例混合水样选择阻坂剂最佳浓度为产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样选择阻塘剂最佳浓度为。机理分析：通常情况下，阻塘剂的阻拒效果并不是随着阻塘剂浓度的增加而增加的，而是会出现一个最佳的效果，其他时候都低于这个最佳效果。这就是“溶限效应”㈣。从实验结果中发现这两种阻拒剂在实验过程中都发生了此种反应，这两种阻塘剂能在溶液中离解成与成拒二价阳离子结合成络合物的负价离子，使它们不能在溶液中沉淀，间接的增加了碳酸丐在溶液中的溶解度，抑制了振的形成。刚开始的时候，阻塘率会有所增加，但是当浓度达到溶限值并继续增加过程中，阻坂率不但不会增加反而会呈现下降趋势。温度对单一阻坂剂阻后效果影响实验研究当阻捉剂浓度为时，分别在°、°、°、°、°下研究阻坂剂对注入水地层水比例混合水样阻塘效果的影响；当阻坂剂浓度为时，分别在°、°、°、°、°下研究阻拒剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻塘效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表温度对单一阻拒剂阻塘效果影响实验数据混合比例温度°阻塘剂浓度阻塘剂类型阻率％一———注入水：地层水——表温度对单一阻拒剂阻坂效果影响实验数据混合比例温度°阻据剂浓度阻塘剂类型阻塘率％——产出污水地层水——表温度对单一阻塘剂阻据效果影响实验数据混合比例温度阻塘剂浓度阻据剂类型阻坂率％一注入水：产出污水地层水“——“ 酒东油田注水开发过程中防据技术研究注入水：地层水‘‘温度。图温度对单一阻拒剂阻塘效果影响实验曲线—、“、产出污水地层水：‘■温度。图温度对单一阻据剂阻括效果影响实验曲线！‘■国「，注入水：产出污水地层水‘：；温度。图温度对单一阻拒剂阻坂效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在常压、温度从°上升到°时，阻塘剂浓度为时，阻坂剂对注入水地层水比例混合水样塘的阻拒率从下降至而阻拒剂浓度为时，对产出污水地层水及注入水：产出污水地层水比例混合水样坂的阻拒率从下降到及从 西南石油大学工程硕士研究生学位论文下降至。可以看出随着温度的上升阻塘剂的阻塘率有所下降，一方面可能与阻拒剂的作用温度范围有关，另一方面是结括类型主要是碳酸韩坂，随着温度的升高，碳酸韩沉淀析出越多。在相对低温范围内，阻拒剂能满足现场施工需求。机理分析：温度不仅影响着易结塘盐类的溶解度，而且对阻据剂的阻拒性能也有一定的影响。这主要是因为随着温度的升高，离子获得的能量也越来越高，其布朗运动也就越来越剧烈，成塘离子的结坂趋势也随着增加；而且随着温度的升高，阻塘剂分子本身的伸展状态也会发生相应的变化，降低了对金属离子的束缚能力，阻塘剂所吸附的成塘阳离子容易挣脱这种束缚而进入溶液，形成晶核继而沉积，导致了阻据率降低。压力对单一阻坂剂阻坂效果影响实验研究当温度为°、阻塘剂浓度为时，分别在压力为、、、条件下研究阻坂剂对注入水地层水比例混合水样阻坂效果的影响；当阻塘剂浓度为时，分别在压力为、、条件下研究阻柜剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻拒效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表压力对单一阻坂剂阻塘效果影响实验数据混合比例压力阻塘剂浓度阻塘剂类型阻塘率％—一‘汪入水颁水———“表压力对单一阻塘剂阻据效果影响实验数据混合比例压力阻塘剂浓度阻拒剂类型阻塘率％一—一产■地——层—表压力对单一阻振剂阻塘效果影响实验数据混合比例压力阻塘剂浓度阻塘剂类型阻塘率％一、、…一丄……汪入水：产出朽水地层水—“ 酒东油田注水幵发过程中防坂技术研宄告—注入水地层水压力图压力对单一阻塘剂阻拒效果影响实验曲线泰，—▼一产出污水地层水！压力图压力对单一阻拒剂阻拒效果影响实验曲线「‘寄丨莲丨■一注入水：产出污水地层水：丨压力图压力对单一阻据剂阻塘效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在°、压力从增加到时，阻塘剂浓度为时，阻拒剂对注入水地层水比例混合水样坂的阻拒率从变化到而阻塘剂浓度为时，对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样坂的阻拒率从变化到及从 西南石油大学工程硕士研究生学位论文变化至。由实验数据可以看出压力对阻插剂的阻塘性能影响不大。机理分析：因为结塘物主要为碳酸韩坂随着压力的逐渐增大，碳酸妈的溶解度有所增加。还有就是随着压力的增加，溶液中的离子扩散速度逐渐减慢，阻拒剂的阻坂性能有所降低。但是总体来说，压力对阻标剂的性能影响不大，现场基本不用考虑压力问题。值对单一阻坂剂阻后效果影响实验研究当温度为。、压力为常压、阻据剂浓度为时，分别在值为、、、条件下研究阻坂剂对注入水地层水比例混合水样阻塘效果的影响；当阻拒剂浓度为时，分别在值为、、、条件下研究阻据剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻据效果的影响。其实验结果见表至图至所示。表值对单一阻塘剂阻塘效果影响实验数据混合比例值阻剂浓度阻塘剂类型阻率％—一——、上、‘，注入水：地层水———表值对单一阻塘剂阻塘效果影响实验数据混合比例值阻塘剂浓度阻坂剂类型阻捉率％一—一——产中■水‘——“——表值对单一阻塘剂阻拒效果影响实验数据混合比例值阻插剂浓度阻拒剂类型阻据率％“、、、、」汪入水：产出朽水地层水——“— 酒东油田注水开发过程中防据技术研究會一“注入水：地层水“‘值图值对单一阻据剂阻拒效果影响实验曲线一—一产出污水地层水■值图值对单一阻据剂阻塘效果影响实验曲线务注入水：产出污水地层水‘‘；‘值图值对单一阻塘剂阻塘效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在温度为。、压力为常压、值从增加到时，阻振剂浓度为时，阻塘剂对注入水地层水比例混合水样坂的阻±后率先从增加到，再降至而当阻坂剂浓度为时，阻拒剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样拒的阻拒率从增加到，再下降到及从增加到，再 西南石油大学工程硕士研究生学位论文下降到。这主要是结坂物主要为碳酸韩坂，在过酸或过碱的环境下，对结坂及阻拒剂的阻塘性能都有一定的影响。机理分析：从值对两种阻坂剂的阻振性能影响来看，在值较低或较高的情况下，都会对阻塘效果产生较大的影响。并且从结拒实验数据来看，在碱性条件下，混合水样中的结塘量明显增多，这也可能会导致阻塘剂的性能减弱。当较低时聚合物阻塘剂中的弱酸性的幾酸根将很难电离影响了阻坂剂与的络合作用，间接的降低了阻据能力。当较高时，阻据剂中梭基大量电离，幾酸根离子迅速增加，由于间存在静电斥力，增加了阻坂剂周围的电荷密度，分子表面的负电性增强，共聚物分子呈现出直线状态，幾基氢键难以被吸附在微晶上，从而影响了凝聚效果，使阻塘率降低含量对单一阻坂剂阻后效果影响实验研究当温度为°、压力为常压、阻塘剂浓度为时，分别在含量为、、条件下研究阻坂剂对注入水地层水比例混合水样阻坂效果的影响；当阻塘剂浓度为时，分别在含量为、、条件下研究阻坂剂对产出污水：地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻塘效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表含量对单一阻捉剂阻塘效果影响实验数据混合比例含量丨阻塘剂浓度阻塘剂类型阻塘率％、…一汪入水：地层水表含量对单一阻捉剂阻坂效果影响实验数据混合比例含量阻据剂浓度阻塘剂类型阻坂率％产出污水地—“层“表含量对单一阻据剂阻塘效果影响实验数据混合比例含量阻塘剂浓度阻塘剂类型阻塘率—广注入水：产出朽地层水—一— 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究库注入水：地层水‘：；含量图含量对单一阻坂剂阻拒效果影响实验曲线：务产出污水地层水丨：￠含量图含量对单一阻拒剂阻拒效果影响实验曲线「；；卜§丨「一注入水：产出污水地层水‘；含量图：含量对单一阻坂剂阻坂效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在温度为°、压力为常压、含量从增加到时，阻塘剂浓度为时，阻坂剂对注入水地层水比例混合水样塘的阻坂率先从增加到而当阻坂剂浓度为时，阻振剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样坂的 西南石油大学工程硕士研究生学位论文阻坂率从增加到及从增加到。这主要是结塘物为碳酸塘，含量的增加，对结坂及阻拒剂的阻塘性能都有一定的影响。机理分析：从含量对两种阻坂剂的阻坂性能影响来看，随着含量的增加下，对阻坂效果产生稍微的影响。并且从结塘实验数据来看，随着含量，混合水样中的结塘量有所减少，这也可能是导致阻塘剂的性能逐渐变强的原因。在混合溶液中加入，会使生成碳酸韩的反应式左移，从而使碳酸興的生成量有所降低，再者是加入少量的也可能促使聚合物阻拒剂中的弱酸性的幾酸根将电离，从而增加了阻塘剂与的络合作用，从而增加了阻拒剂的阻塘能力。矿化度对单一阻坂剂阻坂效果影响实验研究当温度为°、压力为常压、阻塘剂浓度为时，分别在矿化度为、、、、条件下研究阻塘剂对注入水地层水比例混合水样阻塘效果的影响；当阻塘剂浓度为时，分别在矿化度为、、、、条件下研究阻坂剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻塘效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表矿化度对单一阻塘剂阻塘效果影响实验数据混合比例矿化度阻塘剂浓度阻塘剂类型阻据率％注入水：地层水—表矿化度对单一阻坂剂阻塘效果影响实验数据混合比例矿化度阻塘剂浓度阻据剂类型阻率％—““产出污水地层水—““—表矿化度对单一阻坂剂阻据效果影响实验数据混合比例矿化度阻据剂浓度阻塘剂类型阻塘率％—注入水：产出污水地层水———““ 酒东油田注水幵发过程中防猫技术研究謹：丨區—注入水：地层水！‘‘■矿化度图矿化度对单一阻塘剂阻据效果影响实验曲线一“产出污水地层水‘‘‘‘矿化度图矿化度对单一阻据剂阻据效果影响实验曲线「堅、、，一—注入水：产出污水地层水‘‘‘矿化度图矿化度对单一阻坂剂阻据效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在温度为°、压力为常压、矿化度从增加到时，阻拒剂浓度为时，阻捉剂对注入水地层水比例混合水样坂的阻塘率先从增加到后降低至而当阻塘剂浓度为时，阻坂剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样塘的阻据率从增加到后降低至及从增加到 西南石油大学工程硕士研究生学位论文后降低至。阻拒剂的阻塘效果随着矿化度的增加时先增加后减小，在矿化度为时最大。机理分析：研究认为有阻碍结坂的作用在含盐量为时盐效应最明显。从实验数据分析认为随着溶液中含盐量的增加，和、活度系数减小，盐效应的作用增强，使溶解度变大，含盐量达到时，盐效应最明显，宏观表现为阻拒率明显增大。当含盐量大于后，和之间的静电作用增强，在溶液中以多离子缔合的离子团或离子束（形式存在，使其对溶解施加的静电引力明显降低，盐效应减弱，使碳酸韩的溶解度相对减小，宏观表现为阻坂率相对减小。复配阻坂剂阻据效果影响因素研究前面进行了五种阻塘剂的单体实验，为了进一步的研究阻据剂的阻坂性能，接下来本文决定进行阻据剂的复配实验，以便更好的掌握各种因素对阻据剂阻据性能的影响。复配阻后剂类型蹄选实验研究根据酒东油田地层结振预测、以上实验结果及该油田目前情况。本文首先在°、常压条件下，以注入水地层水比例混合水样为母液对五种阻塘剂进行两两复配（复配比例然后与单体阻塘剂的阻塘效果进行对比研究。其实验结果如表，所示。表单一阻塘剂类型筛选实验数据注入水地层水混合比例温度°阻塘剂浓度阻塘剂类型阻据率％—“——“—表复配阻塘剂类型筛选实验数据注入水地层水混合比例温度°阻括剂浓度复配比例阻坂剂类型阻塘率％一——“—““—“—————一—— 酒东油田注水开发过程中防据技术研究从实验结果可以看出，在。、常压及阻捉剂浓度为时，以复配比例为复配的阻坂剂的阻坂效果比单体阻坂剂的阻坂效果有所提高。并且、这种复配阻据剂的阻坂效果最好，分别达到了及。所以选取这种复配阻拒剂进行后续实验研究。浓度对复配阻：！：后剂阻±后效果影响实验研究本文选择了个不同的阻拒剂浓度，对阻坂剂的阻坂效率进行实验研究。在、常压下，以注入水地层水、产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样为实验流体，分别在阻坂剂浓度为、、、、下研究其阻坂率的变化规律。其实验结果如表至，图至所示。表浓度对复配阻拒剂阻据效果影响实验数据注入水地层水合比例温度阻括剂浓度复配比例阻坂剂类型阻坂率％一———‘———“—“—一表浓度对复配阻拒剂阻坂效果影响实验数据产出污水地层水合比例温度阻剂浓度复配比例阻剂类型阻据率％一—一‘——一—“— 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表浓度对复配阻坂剂阻坂效果影响实验数据注入水：产出污水：地层水混合比例丨温度阻坂剂浓度复配比例阻坂剂类型阻坂率％一——”“——「：：注入水地层水■注入水地层水‘‘‘‘复配阻塘剂浓度图浓度对复配阻坂剂阻拒效果影响实验曲线「产出污水地层水产出污水地层水‘复配阻塘剂浓度图浓度对复配阻坂剂阻坂效果影响实验曲线 酒东油田注水开发过程中防坂技术研究「注入水：产出污水地层水■注入水：产出污水地层水复配阻拒剂浓度图浓度对复配阻坂剂阻拒效果影响实验曲线从实验结果可以看出，在°及常压条件下，当复配阻拒剂及的浓度为时，阻拒剂对注入水地层水比例混合水样结柜的阻拒率达到最大分别为及。当复配阻剂及的浓度为时，阻拒剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样结柜的阻拒率最大，分别为、及、。从阻塘效果及经济效益两方面考虑，分别选择复配阻坂剂及的浓度为和进行后续实验。温度对复配阻后剂阻±后效果影响实验研究当复配阻拒剂及的浓度为时，分别在°、：、°、、°下研究复配阻拒剂对注入水：地层水比例混合水样阻塘效果的影响；当复配阻拒剂及的浓度为时，分别在°、°、°、°、°下研究阻柜剂对产出污水地层水及注入水：产出污水地层水比例混合水样阻拒效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表温度对复配阻坂剂阻拒效果影响实验数据注入水地层水混合比例温度阻坂剂浓度复配比例阻拒剂类型阻据率％——‘ 西南石油大学工程硕士研究生学位论文表温度对复配阻坂剂阻拒效果影响实验数据产出污水地层水比例温度阻坂剂浓度复配比例阻拒剂类型阻坂率％————表温度对复配阻坂剂阻坂效果影响实验数据注入水：产出污水：地层水混合比例温度阻拒剂浓度复配比例阻坂剂类型阻柜率％“——一一一「。义注入水：地层水■注入水：地层水‘‘‘‘温度图温度对复配阻拒剂阻坂效果影响实验曲线 酒东油田注水幵发过程中防坂技术研究「产出污水地层水产出污水：地层水“‘‘‘‘‘温度。图温度对复配阻坂剂阻坂效果影响实验曲线「霞注入水：产出污水地层水注入水：产出污水地层水温度’图温度对复配阻坂剂阻坂效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在常压、温度从°上升到°时，当复配阻拒剂及的浓度为时，复配阻柜剂对注入水地层水比例混合水样坂的阻拒率从下降至及下降至而当复配阻拒剂及的浓度为时，对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样拒的阻坂率从下降到、下降到及从下降至、下降至。可以看出随着温度的上升阻坂剂的阻坂率具有下降趋势，但是同等条件下好于单一阻相剂。压力对复配阻坂剂阻坂效果影响实验研究当温度为°、复配阻拒剂及的浓度为时，分别在压力为、、条件下研究复配阻拒剂对注入水地层水比例混合水样阻坂效果的影响；当复配阻振剂及的浓度为时，分别在压力为、、、条件下研究阻拒剂 西南石油大学工程硕士研究生学位论文对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样阻拒效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表压力对复配阻坂剂阻坂效果影响实验数据注入水地层水混合比例压力阻坂剂浓度复配比例阻坂剂类型阻坂率％一——。一——一“表压力对复配阻坂剂阻坂效果影响实验数据产出污水地层水混合比例丨压力阻坂剂浓度丨复配比例阻捉剂类型阻坂率％一——————“一表压力对复配阻塘剂阻坂效果影响实验数据注入水：产出污水：地层水混合比例压力阻剂浓度复配比例阻坂剂类型阻坂率————一一— 酒东油田注水开发过程中防垢技术研究驿注入水：地层水■注入水：地层水压力图压力对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线？’产出污水地层水■产出污水地层水‘压力图压力对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线注入产出污水地层水■注入水：产出污水地层水‘压力图压力对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在°、压力从增加到时，复配阻垢剂及的浓度为时，复配阻垢剂对注入水：地层水比例混合水样垢的阻垢率从变化到及变化到而配阻垢剂及的浓度为时，对产出污水地层水及注 西南石油大学工程硕士研究生学位论文入水：产出污水地层水比例混合水样垢的阻垢率从变化到、从变化到及从变化至、从变化到。由实验数据可以看出压力对阻垢剂的阻垢性能影响不大，但是同等条件下好于单一阻垢剂。值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验研究当温度为°、压力为常压、复配阻垢剂及的浓度为时，分别在值为、、、条件下研究复配阻垢剂对注入水：地层水比例混合水样阻垢效果的影响；当复配阻垢剂及的浓度为时，分别在值为、、、条件下研究复配阻垢剂对产出污水地层水及注入水产出污水：地层水二比例混合水样阻垢效果的影响。其实验结果见表至，图至所示。表值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验数据注入水地层水混合比例值丨阻坂剂浓度复配比例阻坂剂类型阻坂率％一“一‘—一■———表值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验数据产出污水地层水混合比例值阻坂剂浓度复配比例阻坂剂类型阻拒率％一““‘—表值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验数据丨注入水：产出污水地层水混合比例值丨阻坂剂浓度复配比例丨阻坂剂类型阻坂率％一‘一———— 酒东油田注水开发过程中防垢技术研究雇：些■注入水：地层水注入水：地层水，值图值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线「产出污水地层水产出污水地层水值图值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线：督“—注入水：产出污水地层水注入水：产出污水地层水，值图值对复配阻垢剂阻垢效果影响实验曲线从实验数据中可以看出，在温度为°、压力为常压、值从增加到时，当复配阻垢剂及的浓度为时，阻垢剂对注入水：地层水比例混合水样结垢的阻垢率先从增加到，再降至及从增加到，再降至。当复配阻垢剂及 西南石油大学工程硕士研究生学位论文的浓度为时，阻垢剂对产出污水地层水及注入水：产出污水：地层水比例混合水样结垢的阻垢率先从增加到°。，再降至及从增加，再降至、先从增加到°。，再降至及从增加到再降至。可以看出随着值的上升阻垢剂的阻垢率先上升后下降，但是同等条件下好于单一阻垢剂。化学防垢方案设计综合考虑前期实验研究成果，结合油田实际生产及注水情况，提出了两种化学防垢方案：方案一：只考虑单一阻垢剂的情况，选择注入水：产出污水地层水的混合流体，选择阻垢剂为阻垢剂浓度为，在此前提下阻垢剂对注水过程中的阻垢率达到了，可以满足酒东油田的实际要求。方案二：只考虑复配阻垢剂的情况，同样选择注入水：产出污水：地层水的混合流体，复配阻垢剂类型为复配比由于复配阻垢剂之间的协同增溶效应，复配阻垢剂的浓度为在此前提下复配阻垢剂对注水过程中的阻垢率达到了，可以满足酒东油田的实际要求。 酒东油田注水开发过程中防垢技术研究第章结论、根据酒东油田水资料分析可知，产出污水与注入水中都含有一定量的成垢离子，当平衡状态遭到破坏时，或是它们与地层水两两混合及三种一起混合后，就会引起地层结坂。、通过结垢预测软件预测分析可知，注入水、产出污水、地层水两两或者三种混合时，就会结垢，且主要垢型为垢。、结垢影响因素理论预测及实验研究表明：（在地层结垢研究中，结垢物主要为垢。（根据实验结果及酒东油田自身情况，选择注入水地层水、产出污水地层水及注入产出污水地层水比例混合水样进行后续实验。温度从°上升到°的过程中，地层结垢量逐渐增多；压力从增加到的过程中，地层结垢量逐渐减小，但影响程度很小；值从升高到过程中，结垢量逐渐增多，由酸性到碱性的过程中结垢量增加较多；含量从增加到过程中，结垢量逐渐降低；随着矿化度的增加，结垢量也呈现递减的趋势。实验结果与预测结果趋势一致，实验结果的结垢量大于预测结果的结垢量。、阻垢剂类型及浓度筛选实验研究可知，对以注入水地层水比例混合水样选用阻垢剂，阻垢率达到以上，对以产出污水：地层水及注入尺产出污水地层水比例混合水样选用阻垢剂，阻垢率达到以上。阻垢剂的最佳浓度分别为，阻垢剂最佳浓度为。、阻垢剂阻垢效果影响评价实验研究中可知：（随着温度的升高，阻垢剂的阻垢率逐渐减小。（压力对阻垢效果影响很小。（不同的值下离子存在状态不同，值在这个范围内，阻垢剂有最佳的阻垢效果。（随着含量的增加，阻垢率有所增加。（随着矿化度的增加，阻垢剂的阻垢效果先增加后减小。与盐效应有直接的关系。、通过对阻垢剂进行两两复配并进行阻垢效果实验研究得到：（复配后的阻垢剂的阻垢效果要高于单一的阻据剂。（复配后的阻垢剂浓度低于单一阻垢剂的浓度。在相同的温度、压力、值下，复配阻垢剂的阻垢效果更好一些。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文致谢本文在我的导师李洪建老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从论文的立题、方案制定、实验室实验到成文的审阅、修改等各环节都浸透着李老师无尽的关心和指导。李老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。衷心感谢李洪建老师在三年研究生期间对我的学习上的谆谆教诲和生活上的亲切关怀。我还要感谢毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。最后感谢我的长辈对我的支持与鼓励，尤其是奶奶在弥留之际仍然对我的关怀，谢谢你们。此外，也对在本文中所引用到的学术论著和研究成果的众多学术前辈致谢！ 酒东油田注水开发过程中防垢技术研究参考文献李海波，张舰油田防垢技术及其应用进展化学工业与工程技术，，苏联石油开采中结盐的预测及防治张瑞年李海金等译北京：石油工业出版社潘爱芳马润勇杨彦柳等油田注水开发防垢现状及新技术研究北京石油出版社马广彦吕小玲长庆油田油藏地层结垢防治技术综述低渗透油气田，王平西峰油田结垢现状及防垢措施研究石油工业技术监督，肖丹凤王鑫清防垢工艺技术在大庆外围低渗透油田应用研究试釆技术陈中喜孙宪波，徐洪君等榆树林油田注水井结垢与防垢探讨油气田地面工程王香增，吴新民中原油田储层结垢预测西安石油学院报黄雪松，郭学辉张胜利等轮南油田油井结垢影响因素的研究油气田地面工程，胡征钦油田生产中结垢及其处理北京中国石油天然气总公司情报研究所，，—张冰清油田生产结垢机理及油砂山油田结垢成因分析青海石油左景栾任韶然于洪敏等油田防垢技术研究与应用进展石油工程建设王蓉沙舒对油气田结垢的几个认识石油与天然气化工邹婧芸黄仲尧坪北油田防垢技术研究与应用天然气勘探与幵发，蒋伟陆梁油田生产系统结垢机理及预测技术研究西南石油大学张贵才油田污水防垢与缓蚀技术研究成都西南石油学院石油与天然气工程，王永清，李海涛，蒋建勋油田注入水水质调控决策方法研究石油学报， 西南石油大学工程硕士研究生学位论文李洪建李海涛宋东斌等荣兴屯油田注水井吸水能力下降原因分析西南石油学院报莫罗捷年石油开采中的界面现象石油工业出版社杨传芳，徐敦颀结垢诱导期的理论分析与实验研究化工学报何更生油层物理北京：石油工业出版社，登比编著戴冈夫谭曾振，韩德刚译化学平衡原理第四版北京：化学工业出版社侯艳红高温阻垢剂的复配及其阻垢机理研究华中科技大学，，〇，左景栾，任韶然于洪敏油田防垢技术研究与应用进展石油工程建设唐飞，郑爱萍工业循环冷却水阻垢剂的应用和研究进展化工科技陈微复合驱化学剂对注入釆出系统结垢腐蚀影响的研究大庆石油学院，王百，吕亿明水平井生产测试管柱防垢工艺石油矿场机械，金佩强，张庆利，文先哲微生物采油技术应用现状国外油田工程葛关生葛兢用微生物防止地层堵塞提高水驱油田注水能力西南给排水， 酒东油田注水开发过程中防垢技术研究，杨肖曦，赵磊注水井井筒碳酸钙结垢预测中国石油大学学报：自然科学版蒋伟，郑云萍司先锋等油田水结垢预测研究综述特种油气藏郑云萍淖尔油田结垢阻垢的影响因素石油与天然气化工涂乙，汪伟英吴萌等注水开发油田结垢影响因素分析油气储运徐素鹏油田注水结垢影响因素研究新乡学院学报自然科学版张亚亚，丁馨油田结垢原因分析及防垢措施研究辽宁化工中国石油天然气总公司—油田用阻垢剂性能评价方法包伯荣程云章阻垢剂的阻垢机理及性能评定华东电力贾红育注水开发油田油层结垢机理及油层伤害石油学报徐晓东有机膦酸和共聚物在阻垢作用中的协同效应夏明珠膦系阻垢剂对碳酸钙阻垢机理的研究化学学报李寿椿膦酸羧酸化合物与水处理性能的研究工业水处理吴群明阻垢剂对碳酸钙垢的抑制机理福建轻纺索振莉有机膦酸的缓蚀和阻垢作用工业水处理何爱江阻垢剂性能及机理研究四川大学何静低分子量聚丙烯酸钠的合成及分散性能研究北京林业大学学报一曹宗仑陈进富何绍群等高矿化度油田采出水中的碳酸钙结垢动力学中国石油大学学报自然科学版 西南石油大学工程硕士研究生学位论文攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果发表论文单鲁凯，孙建波注水水质对低渗透储层损害实验研究石化技术。李洪建，单鲁凯某油田单井产出水阻垢效果实验研究西南石油大学学报（自然科学版择刊。科研成果注入水对储层损害实验研究锦中生界块二次开发方案研究高压注水过程中储层保护技术研究胡尖山区块结垢影响因素及防垢技术研究渭北长油藏注入水对储层损害及预防措施研究