盐矿井卤水结垢趋势预测及管道防垢研究

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本文针对江苏油田的管道输送卤水和江汉油田的管道注水中各种构晶离子和物质特点,系统研究了各自的结垢趋势,并据此探讨了上述两油田不同结垢类型的水体各自的阻垢措施和条件,为其管道的防垢技术提供技术依据。该研究成果不仅对江苏油田及江汉油田的注、采卤系统的防垢技术具有重要应用价值,对其它类似的生产系统的除垢、防垢也具有极其重要的参考价值。采用XRD衍射及X-荧光等现代仪器对江汉油田和江苏油田输卤管道中的垢样进行分析得出结垢的主要成分分别为江汉油田注水管道为碳酸盐、食盐、硫酸盐和硅酸盐的混晶沉积垢、江苏油田输卤管道为CaSO4·Na2SO4·NaCl·2H2O等钙芒硝混合晶体构成的难去除的顽垢。用Davis-Stiff饱和指数(SI)法和Ryznar稳定指数(RI)法建立了该水质特征的碳酸钙结构趋势预测模型,并对江汉油田盐化工总厂注卤管道中的碳酸钙垢进行结垢了趋势预测,计算得出该卤水具有形成碳酸盐垢的趋势。用Oddo-Tomson饱和指数理论建立了对江苏油田采输卤管理处采出和输送的卤水硫酸钙结垢趋势的预测模型,通过计算得出了该卤水具有形成CaSO4·2H2O垢的趋势。分别针对江汉油田和江苏油田管道中水质特征的碳酸盐型垢和硫酸盐型垢的生产实际,系统研究了温度、含盐量、pH值等对碳酸钙及硫酸钙溶解度(Ksp)的影响规律,分别以江汉油田盐化工总厂注水和江苏油田输卤管道输送卤水水质和垢样的分析结果为依据,遴选出了对碳酸钙垢的阻垢率较高的ZB-1号阻垢剂及对硫酸钙垢的阻垢率较高的XX-11号阻垢剂,并确定两种阻垢剂各自阻相应垢型的适宜条件。最后针对江汉油田盐化工总厂的注水水质特征,系统研究了体系的pH值为9.0、NaCl浓度为90g·L-1、阻垢剂浓度为70mg·L-1时的阻垢条件为:体系温度30℃、阻垢剂加入体系后的反应的时间6 h以上,ZB-1型阻垢剂对碳酸钙垢的阻垢率可达94.6%。针对江苏油田输卤管道输送卤水水质特征,系统研究了体系的pH值为9.0、NaCl浓度为280g·L-1、阻垢剂浓度为60mg·L-1时的阻垢条件为:体系温度40℃、阻垢剂加入体系后的反应的时间8 h以上,XX-11型阻垢剂对硫酸钙垢的阻垢率可达82.5%。
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