1、油田垢的生成、防止与清除,葛际江,石油工程学院采油化学研究室,提 纲,1 油田垢的生成2 油田用防垢剂3 防垢剂的使用技术4 氯化钠的防止5 垢的清除,1 油田垢的生成分类,（1）硫酸钙（CaSO4）（2）硫酸钡（BaSO4）（3）硫酸锶（SrSO4）（4）碳酸钙（CaCO3）（5）硅酸钙（CaSiO3）（6）氯化钠（NaCl）（7）腐蚀产物（FeS等）,硫酸盐,碳酸盐,硅酸盐,其他,1 油田垢的生成结垢原因,（1）与化学物质的溶解度有关（2）与外部条件变化有关,硫酸钡垢的生成,氯化钠的析出,（1）流体传输过程中温度降低（2）气藏生产过程中，气体从产出液中溢出，携带水蒸气，使盐水浓集(水中含盐
2、量不饱和，甚至在室温不饱和)（3）地层中含有岩盐的沉积,硅酸盐垢的生成,碳酸钙垢生成,复合驱结垢,大庆油田三元复合驱结垢情况,油气地质与采收率，2006，13（4）,复合驱中的结垢,注入系统： 氢氧化物垢、碳酸盐垢生产系统：强碱复合驱：硅酸盐垢为主弱碱复合驱：碳酸盐垢为主,提 纲,1 油田垢的生成2 油田用防垢剂3 防垢剂的使用技术4 氯化钠的防止,防垢的方法,（1）磁防垢（2）超声波防垢（3）电防垢（4）用防垢剂防垢,常用防垢剂钙垢,有机膦酸盐类防垢剂聚合物类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸盐类防垢剂,有机膦酸防垢剂的发展,聚合物类防垢剂,常见的聚
3、合物类防垢剂,常见的聚合物类防垢剂,聚合物防垢剂的发展历程,复配后防碳酸钙垢结论,虽然有机膦酸与聚合物复配后，防碳酸钙垢率没有明显提高，但试验过程中发现，单纯使用有机膦酸作为防垢剂时，析出的垢粒大而硬，且易粘附在容器壁面；而采用有机膦酸和聚合物复配物作为防垢剂时，析出的颗粒细小且不易粘附在容器壁面上。这说明，聚合物防垢剂对垢有良好的分散性能。利用聚合物分散垢的机理，可使垢变得松软、细小，易被水流带走 。,防垢剂的热稳定性,热稳定性小结,（1）四种防垢剂中，以HEDP的耐热性能最好，而ATMP、PBTC、EDTMP的耐热性能略差；（2）HEDP防垢剂在90、100加热14d，防垢性能基本不受影响
4、；在120加热7d后，防垢性能开始略有下降； （3）对于ATMP、EDTMP、PBTC三种防垢剂，当热处理温度为90时，防垢性能基本不发生变化，而在100热处理7d后，防垢性能也开始略有下降。,热稳定性小结,上述试验结果说明，有机膦酸防垢剂可以用于90以下的温度使用，当使用温度高于100时，防垢性能会受到不同程度影响。而一些文献认为，HEDP、EDTMP在200以下有良好的防垢作用，ATMP在260加热24h仅分解5.3%、HEDP在260加热12h仅分解5.6%，这和本文的试验结果有较大出入，可能与所采用的试验条件和方法有关。,常用防垢剂硫酸钡 （锶）,国内防垢剂生产厂家,江苏武进水质稳定剂
5、厂山东枣庄泰和水处理剂南京纳科水处理剂厂天津化工研究院,钡垢防垢剂,钡垢防垢剂,钡垢防垢剂,上述防垢剂效果受以下因素影响：温度pH值过饱和度钙镁离子含量,pH值影响,过饱和度的影响,过饱和度的影响,钙镁离子含量影响,钙镁离子含量影响,钙镁离子含量影响,为什么钙镁离子对DETMP有不同影响？（1）钙离子可以共晶，镁离子不能；（2）钙镁离子均容易与DETMP形成螯合物。,钙镁离子含量影响,其他的钡垢防垢剂,提 纲,1 油田垢的生成2 油田用防垢剂3 防垢剂的使用技术4 氯化钠的防止,3、防垢剂的使用技术,管线：连续加药、间断加药井筒防垢： （1）井口连续加药、间断加药 （2）固体防垢块 （3）微胶
6、囊防垢剂 （4）近井挤注防垢剂近井防垢：近井挤注防垢剂,3、防垢剂的使用技术固体防垢块,固体防垢块,固体防垢块主要由固化剂、界面改性剂和防垢剂组成。防垢剂可以易溶于水，也可以难溶于水。根据胶结剂在油中的溶解速度，可制成适应不同温度的防垢剂。固体防垢块可用于90 以下井筒防垢。,3 防垢剂的使用技术微胶囊防垢剂,微胶囊防垢剂,3 防垢剂的使用技术防垢剂的挤注 技术,将防垢剂分散体在一定压力下挤入结垢井地层，防垢剂沉淀或吸附在岩石表面。开井生产过程中，防垢剂由于溶解或解析作用，随产出液缓慢释放，起到防垢作用。沉淀-溶解机制吸附解吸机制,防垢剂的挤注技术水基,三段塞： 前置液：盐水、互溶剂溶液 防垢
7、剂溶液：520% 顶替液：盐水 油井含水率大于10%,防垢剂的挤注技术油基,四段塞： 段塞1：互溶剂 段塞2：油基溶剂 段塞3：油基防垢剂溶液：520% 顶替液：油基溶剂 油井含水率低于10%必须使用,防垢剂的挤注技术挤注油包水乳状液,段塞1：油基溶剂段塞2：油包水乳状液，水相含10%防垢剂段塞3：油基顶替液,改善挤注技术有效期,（1）将聚合物类防垢剂用酯类或高价金属离子部分胶联，可以提高在地层中的滞留；（2）加入吸附增强剂，如阳离子聚合物，PCP96-44（BP）;（3）沉淀挤注法：防垢剂+钙离子+酸性,提 纲,1 油田垢的生成2 油田用防垢剂3 防垢剂的使用技术4 氯化钠的防止,4、氯化钠
8、的防止,（1）加入清水（2）加入盐抑制剂,抑制剂的使用,（1）防止井筒结盐，加入清水中，降低清水的用量（2）井筒连续加药 （3）加在压裂液中,常用的盐抑制剂,铁氰化钾：K4Fe(CN)6.3H2O氮川三乙酰胺：N(CH2CONH2)3氮川三乙酸：N(CH2COOH)3氯化镉：CdCl2,铁氰化钾,180 加热24h会部分分解,但现场试验证明可在150 以下使用；室温溶解度可达30%，Na、Mg、Sr盐在水中溶解，Ba盐在室温溶解度也达0.17%；遇到硫酸（不是盐酸），分解出HCN；生成KFe2(CN)6.xH2O，影响效果；不能100%防止。,盐抑制机理,研究不多，主要提出以下机理：（1）改变结晶习性如铁氰化钾、氮川三乙酰胺均使氯化钠由立方变为树枝状晶体（2）改变晶体表面的电性,5、垢的清除碳酸盐垢,（1）盐酸（2）螯合剂,5、垢的清除钡锶垢,主要用螯合剂,5、垢的清除钡锶垢,5、垢的清除钡锶垢,注意：（1）p值控制1014；（2）使用增效剂：氟化物、草酸盐、过硫酸盐,5、垢的清除硫酸钙垢,（1）螯合剂（2）盐水浸泡,5、垢的清除硫酸钙垢,（3）垢转化剂,5、垢的清除硅酸钙垢,垢转化法,
