高含鈣水體條件下高效鋇鍶阻垢劑的篩選及復配研究

廖 輝，歐陽向南，龍 海

（1.長江大學石油工程學院，湖北武漢 430100；2.中國石油玉門油田分公司鉆采工程研究院，甘肅酒泉 735000；3.長城鉆探鉆井三公司，遼寧盤錦 124000）

隨著水驅采油階段的深入進行，采油及集輸系統的結垢問題日益突出起來，油田阻垢逐漸成為人們關注的焦點。結垢現象是一種普遍的現象。當含有鈣，鎂，鋇，鍶，SO42-，HCO3-，CO32-等多種成垢離子的水體相混，加上地層壓力，溫度[1]等發生變化時，就會在地層，井筒，管道設備[2，3]等部位結垢。鋇鍶垢垢質堅硬，是油氣生產中最難除去的。這給油田正常生產帶來諸多危害[4]。鋇鍶垢會嚴重堵塞地層[5]，降低滲透率，進而影響采收率，增大采油成本，更嚴重的還會直接導致關井。嚴重影響著油田的正常生產。鋇鍶垢是油田急需解決的難題之一。但是，目前尚未發現可以高效的抑制鋇鍶垢的工業阻垢劑產品，高鋇鍶離子含量水體依然是國際性難題[6]。因此，本文通過對實驗室合成的鋇鍶阻垢劑進行評價，并將其與幾種市售阻垢劑進行復配，希望得到一種高效的鋇鍶阻垢劑體系。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

無水氯化鈣，氯化鋇，氯化鍶，氯化鎂，氯化鈉，氯化鉀，碳酸氫鈉，硫酸鈉，均為分析純。

阻垢劑：AA-SAS，鋇鍶阻垢劑CT，長江大學石油工程學院提供；AD-304；TH-607B，阻垢緩蝕劑，山東泰和水處理有限公司；鋇鍶阻垢劑，陜西安得科技實業有限公司。

1.2 阻垢劑性能測試

參照中國石油天然氣行業標準SY/T 5673-1993《油田用阻垢劑性能評定方法》[7]，對模擬水體阻垢率的測定采用重量法。

2 實驗結果與討論

2.1 阻垢劑CT 對鋇鍶垢的阻垢性能

不同濃度，不同加量下，CT 對鋇鍶離子阻垢效果（見圖1，圖2）。

由圖1，圖2 可以看出，CT 對鋇鍶垢具有較好的阻垢效果。即便鋇離子濃度高達400 mg/L，鍶離子濃度高達2 500 mg/L，60 mg/L 加量下，阻垢率分別可以達到97.55 %和91.36 %。但是現場資料表示，油田產出水或者注入水中，實際鍶離子含量一般均未超過2 000 mg/L[8]，所以CT 能夠滿足油田阻鋇鍶垢性能要求。

2.2 CT 對模擬地層水的阻垢效果研究

圖1 Ba2+離子濃度對阻垢效果的影響

圖2 Sr2+離子濃度變化對阻垢效果的影響

表1 模擬含鈣高鋇鍶水體各種離子組成

在油田實際生產中，垢的存在通常是幾種無機鹽垢同時作用形成的，模擬油田生產實際（以南海西部潿洲油田水質為基礎，并適當增減主要成垢離子的濃度），進行模擬水實驗研究，符合油田現場實際應用的需要。CT 對含鈣高鋇鍶水體阻垢效果（見表1，圖3）。

圖3 不同加量下CT 對模擬地層水的阻垢效果

由圖3 可以看出，CT 對表1 中的低鈣高鋇鍶模擬地層水的阻垢性能較好，80 mg/L 加量下阻垢率就可以達到84.63 %，100 mg/L 加量下，其阻垢率能夠達到100 mg/L，能夠滿足低鈣高鋇鍶水體阻垢性能需要。但是其在高鈣水體環境中的阻垢性能還有待進一步探究。

2.3 CT 與其它阻垢劑的性能對比

本文將對其余4 種阻垢劑阻鋇鍶垢效果進行測定，他們均具有一定的阻鈣垢性能。固定鋇離子濃度為500 mg/L，阻垢劑加量為100 mg/L，實驗結果（見表2）。

由表2 可知，陜西安得鋇鍶阻垢劑，TH-607B 和CT 都表現出了不錯的阻鋇鍶垢性能，但是TH-607B最優，CT 次之。下面考慮將CT 與TH-607B 兩種性能較好的阻垢劑復配，來探究其在高鈣高鋇鍶水體中的阻垢性能。

2.4 復配阻垢劑對模擬水體的阻垢性能研究

實驗探究了CT 與TH-607B 復配阻垢劑對高鈣高鋇鍶水體（見表3）阻垢性能的影響，實驗結果（見表4）。

表2 不同阻垢劑阻垢效果對比

表3 模擬高含鈣高鋇鍶水體各種離子組成

表4 TH-607B 和CT 復配阻垢劑的效果

由表4 可以知道，TH-607B 與CT 復配起到了協同增效的作用。復配阻垢劑性能明顯優于單一阻垢劑。當二者以1:1 進行復配時，其阻垢性能最好。80 mg/L加量下，就能夠使阻垢率達到83.42 %，基本不會結垢，滿足油田高鈣水體阻鋇鍶垢要求，加量為100 mg/L時，其阻垢率更達到了90 %以上。可能是因為這二種阻垢劑均具有一定的阻鈣垢性能，兩者復配起到了協同增效作用，所以能很好的適應高含鈣高鋇鍶水體阻垢性能。

3 結論

（1）CT 具有高效的阻鋇鍶垢性能，能夠滿足油田現場阻鋇鍶垢需要。

（2）CT 對模擬低鈣高鋇鍶離子水體具有較好的阻垢性能。

（3）幾種阻垢劑中，TH-607B 和CT 的阻垢劑性能最好，二者阻垢效果相近。

（4）CT 與TH-607B 復配起到了協同增效的作用，以質量比1:1 進行復配時，其阻垢性能最好。

（5）當CT 與TH-607B 以最優比復配時，80 mg/L加量下，就能夠使阻垢率達到83.42 %，基本不會結垢，加量為100 mg/L 時，其阻垢率更達到了90 %以上，能夠滿足油田高鈣水體阻鋇鍶垢要求。

（6）通過實驗，得到了能夠適應高含鈣水體的一種高效鋇鍶阻垢劑體系，能夠作為油田高含鈣環境下高鋇鍶水體阻垢用劑。

［1］ 張曙光，鄧穎，石京平.大慶油田低滲透油氣藏防垢劑效果室內實驗評價研究［J］.天然氣工業，2001，21（3）：92-93.

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［5］ 馬浴銘，程耀麗，劉玉民，張彥玲，衣建生.新型油田用鋇、鍶阻垢劑性能研究［J］.工業水處理，2008，28（1）：27-29.

［6］ Lo S W，Gordon T S，Graham G.Scale control and inhibitor evaluation for an alkaline surfactant polymer flood［Z］.SPE 141551，2011.

［7］ 中國石油天然氣行業標準SY/T 5673-1993.油田用阻垢劑性能評定方法［S］.1993.

［8］ 孟令芝，龔淑玲，何永炳.有機波譜分析［M］.武漢：武漢大學出版社，2003.