基本信息
- 项目名称：
- 油田注水系统防腐阻垢技术研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 辽河油田水质偏碱性，Ca2+、Cl-、含盐量和总碱度较高；对现场垢样进行XRD检测，主要是CaCO3垢，其次为硫酸盐垢、碳酸盐垢和Fe2O3等铁锈。这与结垢趋势理论预测分析结果一致。根据室内实验筛选出的阻垢缓蚀剂TH-607B最适合现场水质的防垢防腐。当TH-607B浓度达到40 mg.L-1时，阻垢率为93.62%、缓蚀率为92.86%、腐蚀速率为0.052mm/a，现场应用取得了明显的效果。
- 详细介绍：
- 辽河油田注水管线结垢严重，并经常有垢下腐蚀的发生，导致管线腐蚀穿孔，影响油田的生产。通过水质分析，得知辽河油田水质偏碱性，Ca2+、Cl-、含盐量和总碱度较高；对现场垢样进行X射线衍射(XRD)检测，可知垢样中主要是CaCO3垢，其次为硫酸盐垢、碳酸盐垢和Fe2O3等铁锈。这与结垢趋势理论预测分析结果一致。由此通过室内实验筛选出的阻垢缓蚀剂TH-607B最适合辽河油田现场水质防垢防腐。用扫描电镜（SEM）观察TH607B的阻垢机理为晶格畸变作用。当TH-607B浓度达到40 mg.L-1时，阻垢率为93.62%、缓蚀率为92.86%、腐蚀速率为0.052mm/a。现场应用取得了明显的效果，阻垢缓蚀率均达到90%以上。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的： 结垢和腐蚀促使大量的管线无法正常使用，管线多次穿孔，引发管线早期失效。通过实验室研究找出最佳的防护方法解决注水系统结垢和腐蚀现象，维持油田的正常生产。 基本思路： 通过对油田水质和垢样的分析，得出注水管线结垢腐蚀机理，针对结垢腐蚀机理筛选最优的阻垢缓释剂及其最佳投加浓度对注水管线进行防护。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：利用XRD对现场垢样检测，检测结果与理论预测结果相符。针对结垢腐蚀，筛选不同的阻垢缓蚀剂，找出一种最适合辽河油田的药剂及最佳药剂用量，利用SEM对筛选出的药剂的阻垢机理进行分析。阻垢缓蚀效果显著。 先进性及独特之处：该技术属于化学方法，具有不诱发二次沉淀、不损伤工件、经济、高效等优点。多数油田都是混合垢，并经常有垢下腐蚀的发生，导致管线腐蚀。复配阻垢缓蚀剂更能满足现今油田的生产需求。
应用价值和现实意义
- 该防腐阻垢技术已经在辽河油田应用，并取得了很好的阻垢缓释效果。该药剂可应用于注水水质中Ca2+、含盐量和总碱度较高的油田注水系统。 若推广应用该防腐阻垢技术，每年能节省生产成本15.97万元。从长期效果分析，应用此技术，能延长设备使用寿命一倍以上，即能节省一套污水处理设备（3400万元），经济效益明显。
学术论文摘要
- 辽河油田注水管线结垢腐蚀严重。通过水质分析，得知辽河油田水质偏碱性，Ca2+、Cl-、含盐量和总碱度较高；对现场垢样进行X射线衍射(XRD)检测，可知垢样中主要是CaCO3垢，其次为硫酸盐垢、碳酸盐垢和Fe2O3等铁锈。这与结垢趋势理论预测分析结果一致。根据室内实验筛选出的阻垢缓蚀剂TH-607B最适合辽河油田现场水质防垢防腐。用扫描电镜（SEM）观察TH607B的阻垢机理为晶格畸变作用。当TH-607B浓度达到40 mg.L-1时，阻垢率为93.62%、缓蚀率为92.86%、腐蚀速率为0.052mm/a。现场应用取得了明显的效果。
获奖情况
- 2009年11月26日“注水系统结垢腐蚀机理及防护对策研究”项目通过了辽河油田专家组的集体审核，项目验收合格。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 张连明，刘三威，陈病善等.油井缓蚀阻垢剂的研制与应用[J].油气田地面工程2001，20(6):69~70. [2] 冯国强，俞敦义，金名惠.中原油田水碳酸钙结束垢倾向预测软件及应用[J].油田化学，2000，17(3)：212-215. [3] 肖曾利，蒲春生，时宇，等.油田水无机结垢及预测技术研究进展[J].断块油气田，2004，11(6)：76-78.
同类课题研究水平概述
- 迄今为止，油田上所用的阻垢方法可以分成两大类，即物理方法（包括机械方法）和化学方法。前者包括静电场、磁场和超声波的利用;晶种技术;抗粘附材料、高分子涂层的应用;设备在线机械法防垢和设计及操作条件的优选等。化学软化法、酸化法、碳化法以及阻垢剂的应用都属于化学方法。物理阻垢方法虽然在某些特定条件下有所应用，但其阻垢效果尚无法和化学法相比。化学法中软化处理法是从消除水溶液中成垢离子的角度实现防垢目的，其处理费用较高，适用于对原水水质要求高的场合。在油田集输系统中，由于酸化法和碳化法可能造成设备的腐蚀并使配套设施复杂化等弊端，现已很少使用。目前，在国内外油田集输中普遍采用投加聚合物阻垢剂，在清除结垢中不会诱发二次沉淀，具有不损伤工件、劳动强度小、安全、快速和高效等优点。 现有的阻垢剂多是单一的有机磷酸如：HEDP，DETPMP等，另一种为低分子聚合物HPMA、MA-AA及PASP。而这些单一阻垢剂对单一的垢效果很好。但是大多数油田都是混合垢，并经常有垢下腐蚀的发生，导致管线腐蚀穿孔，影响油田的生产。聚合物阻垢剂HPMA、MA-AA和PASP的钙容忍度在300mg/L左右，有机膦酸的钙容忍度则低于100mg/L。而复配药剂的钙容忍度高于1000mg/L，抗钙镁离子的能力最强，阻垢缓释能力最好。
