[发明专利]一种测试含有机碱的螯合剂溶液除钡锶垢性能及对岩心渗透率影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，具体是指一种测试含有机碱的螯合剂溶液除钡锶垢性能及对岩心渗透率影响的方法。

背景技术

垢是指在一定的温度、压力条件下，由于离子过饱和而形成晶体，因晶体在水中的溶解度较小，从溶液中析出而形成的固体物质。垢的形成是一个复杂的结晶过程，水中悬浮的微粒能成为晶种，而粗糙的管壁或其它杂质离子能加速结晶过程，离子在溶液中的饱和度越低就越容易结晶析出。

油水井结垢是油田开发过程中的常见问题，随着油田的不断开发，这一现象越来越严重。随着各油田开发陆续进入中后期，含水率不断上升，产量陆续下降，除垢和防垢问题成为油田开发的关注焦点。当注入水与地层水不配伍或油气开采过程中地层的温度、压力发生变化时，就可能在地面集输设备和管线、井筒、井下泵、射孔孔眼以及储层形成垢，造成生产管线或设备堵塞，甚者会造成抽油杆拉断，油井关井，甚至报废，极大的影响了原油开采，给油田造成巨大的经济损失。

新疆的鄯善油田目前综合含水达到91.8%，有杆泵采油井占油井总数的93.4%，因为结垢、偏磨、腐蚀等原因造成油井产量降低，大大缩短了检泵周期。大庆的朝阳沟油田结垢井超过总井数的40%，并且约以每年100口井的速度增长。朝阳沟油田结垢物中成分为：碳酸钙44%-56%，有机物14%-35%，铁垢1%-18%，酸不溶物2%-11%。长庆的马岭油田有结垢井 127 口，占目前生产井的33%，结垢站36座，占5.1%。安塞油田为新开发油田，近年来也先后发现井、站结垢趋势不断上升。胜利油田的纯梁樊41块有油井14口，其中大部分油井的结垢情况严重，平均酸洗周期3-6个月，对油田生产造成了严重的不利影响。从苏伊士湾油田的第一级脱盐装置排水管上取下的酸不溶的结垢物为硫酸盐。该油田由于垢的腐蚀使得两座单向原油处理器的加热管穿孔，加热的原油从孔眼而流到了燃烧器上，导致了严重的火灾事故。挪威海中高温高压的凝析气田—Smorbukk油田，通过水下油井合采的方法进行作业，在开采过程中，工作人员发现严重的碳酸钙结垢问题，在历经7-10个月后，由于结垢堵塞而被迫关井。此外，墨西哥、得克萨斯和路易斯安那州的油田地上生产设备中存在碳酸钙和硫酸钡结垢，以及南得克萨斯、布内拉斯加和新墨西哥州油井中的硫酸钙和碳酸钙的结垢情况都比较严重。由此可见，油水井结垢问题是全世界油田开发都面临的一个巨大挑战，面对国内外各大油田的结垢趋势不断上升，除垢和防垢问题也受到人们越来越多的关注。

分析油田结垢的原因，主要有两大类：一是地层水矿化度较高，在采油过程中由于地层温度、压力等的变化而打破了地层水之前的化学平衡，从而产生垢，这是我国陆上油田结垢的主要原因，垢样成分以碳酸钙为主，还有一部分碳酸镁和碳酸钙；二是由于两种或两种以上不相容的水混合，离子之间的相互作用而生成垢，如硫酸钡和硫酸锶垢，海上油田注海水开发过程中，地层水中的钡锶离子与海水中的硫酸根相互作用，生成难以去除的钡锶垢。

而目前所发现能在水中产生的垢超过百余种，但是在油田生产中常见的垢主要有：碳酸钙（镁）、硫酸钙（镁）、硫酸钡和硫酸锶，这些也是油田生产中危害最大的垢。一般情况下，油田垢为混合垢，基本上很难见到单一成分的垢。

目前常用的除无机垢技术有：机械除垢、物理除垢、化学除垢。化学除垢具有一些物理除垢和机械除垢无法比拟的优势，例如应用范围广、作用空间大和除垢效率高等，因此成为油田除垢的主要技术。针对不同的垢需采用不同的除垢剂，采用无机酸或有机酸等进行酸化处理可除碳酸盐垢；选择NaCl、DTPA 和钙转化剂能清除硫酸钙垢；垢转化剂和螯合剂用于清除硅酸钙垢；螯合剂和冠醚类化学剂用于清除硫酸钡和硫酸锶垢。

硫酸钡、硫酸锶垢是油田最难除的垢之一，一般的酸溶液对其无能为力，因此需要选用合适的除垢剂。有机络合剂是以有机基团为配位体的络合物，其最典型的代表是氨羧络合剂，在一定条件下它可通过其多个配位键与金属离子形成比垢稳定的，易溶于水的螯合物，从而被广泛应用于以Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺盐为主要成分的难于被酸除去垢的化学处理。