硫酸钡锶的结垢机理与化学除垢技术的研究现状

结垢会给油田生产带来严重危害,严重威胁生产流程的进行,降低生产流量,导致生产损失。注入的水、原生水与岩石之间存在化学作用,导致储层流体的组成复杂,因此难以控制无机结垢地层。碳酸盐(钙)、硫化物(铁、锌)和硫酸盐(钙、钡、锶)垢在油田中更为常见,结垢的形成取决于各种因素,包括但不限于温度、压力、溶液饱和度、流体动力学行为等。本文介绍了油气生产中常见的无机结垢类型、形成机理、热力学溶积度、结垢预测,以及化学除垢剂的研究现状与发展趋势,以期为油田硫酸钡锶垢的预防与除垢提供参考。

油井除垢解堵技术的应用研究

随着油田长期的开采,地层能量不断下降,温度、压力也都有所下降,特别是油田开发进入高含水期,采出液高含水,造成近井地带极易结垢形成地层堵塞,而三元复合驱的应用使采出液中成垢离子浓度增高,并成垢沉积在采出井举升系统,影响采出井的正常生产。目前,国内外比较流行的油井除垢解堵技术包括化学解堵技术和物理法解堵技术,而采用物理法除垢的还不多,碱性化学除垢技术的研究应用,其不仅适用于螺杆泵井的除垢处理,还适用于三元复合驱采出井的清垢解堵,其对碳酸盐和硅铝酸盐等混合垢样具有优异的清除效果,且腐蚀性小,并且与采出液配伍性良好,现场适应性较好。

连续管套管除垢空化射流喷头优化设计与应用

采用常规方法解决大庆油田油水井结蜡、结垢严重的问题,以及其射孔层段炮眼附近堵塞等引发的单井产液量下降、水井不吸水等问题,具有施工效率低、费用高、作业周期长的缺点。为此,通过优选空化射流喷嘴类型,开展空化射流靶距和角度的优化研究,计算喷嘴使用参数,再通过数值模拟的方式验证该喷头在小直径连续管套管除垢空化射流的效果;同时,制定炮眼除垢选井原则,优化连续管除垢工艺参数。通过结垢结蜡套管除垢、射孔层段炮眼除垢等现场应用表明,连续管套管除垢空化射流喷头在套管内和射孔层段炮眼除垢效果明显。所得结论可为解决油水采出井套管除垢工具研制与工艺参数优选提供借鉴。

离子微聚式物理除垢在油田供热系统中的应用

油田供热站锅炉,反冲洗水富含置换出来的钙镁离子,在高温下,造成反冲洗水管道结垢严重。通过介绍离子微聚式物理除垢技术原理,根据该技术在油田的应用分析,证实该技术在防垢除垢上的有效性,通过现场应用分析,可以看出离子微聚式防垢除垢效果明显,适用于污水排放管道系统。

一种含硫铁垢的除垢清洗剂配方研究和评价

本研究针对某油田注水海管含硫铁垢FeS为清洗目标,采用以螯合、增溶、润湿、渗透等为机理的清洗剂,开发具有安全性、环保性、腐蚀可控的绿色清洗剂产品。通过对除垢清洗剂的性能评价,得到满足除垢率、除垢温度和时间、最佳配比浓度等技术指标的环保型除垢清洗剂产品。

油气井除垢剂的性能优化与除垢机理

垢堵问题是造成油气田减产的主要问题之一。目前常用的酸性解堵剂存在较强的腐蚀性,影响到油气井的安全生产。为了解决以上问题,采用Gaussian 09软件通过DFT优化分子结构计算了几种螯合剂的HOMO/LUMO能级和螯合剂与金属离子的结合能,优选了螯合剂二乙烯三胺五乙酸(DTPA);同时,采用计算化学对复合型除垢剂的除垢机理进行了深入探索,研究了不同助剂之间的协同作用;在理论研究基础上研发一种以DTPA为主剂的非酸性除垢剂体系:12%DTPA+0.3%阻垢剂PASP+0.4%渗透剂JFC。该配方对某现场垢样的溶垢率最高可达到80%以上,具有较好的溶垢效果。根据动力学模拟,验证了除垢剂体系对于碳酸钙的溶垢过程符合准二级动力学模型。

绳索取心钻进钻杆防垢除垢系统的研究

本文针对金刚石绳索取心钻进过程中钻杆内壁结垢影响岩心顺利打捞的问题,在借鉴国内外研究成果的基础上,系统梳理了影响钻杆内壁结垢的主要因素,编制了可以方便、快捷地计算结垢指数I和临界通径D_(c)的计算程序系统,系统可根据计算结果提出相应的防垢除垢措施。在工程中进行了现场应用,为现场钻探工程师进行防垢除垢、确保钻探安全高效进行提供了有益的科学指导。

基于电磁驱动的管道除垢系统设计研究

设计一种带有励磁线圈型结构的电磁式管道除垢系统。通过对线圈的阻抗和磁场的分析确定线圈的匝数和半径。通过扫频的方式确定激励线圈的频率。使用COMSOL仿真软件构建了管道模型,通过实验测得在有无励磁线圈对管道振动情况的影响。实现管道在交变磁场内磁致伸缩产生振动的剪切作用对管道除垢的效果。

油田生产用超分子除垢剂效果评价及机理研究

油田开发过程中产生的无机垢会影响生产开发,导致油田效益下降。针对海上C油田地层条件,通过室内实验与模拟相结合明确无机垢的组成及井下形成位置。之后采用γ-聚谷氨酸等制备中性超分子除垢剂,使用Materials Studio 2020软件分析并明确超分子体系的自组装过程,并对比评价其与传统酸性除垢剂的除垢效果及体系适用范围。最后,通过密度泛函理论(DFT)进行分子模拟,并结合室内实验结果研究分析超分子体系对无机垢的去除机理。结果表明,区块典型井主要在水平井井底生成碳酸钙/镁和碳酸亚铁垢,自制超分子除垢剂对碳酸钙垢、硫酸钙垢和模拟垢的除垢率分别为74.2%、45.1%和65.8%,均明显高于常规除垢剂,且体系可将岩心注入压力恢复12%。超分子除垢剂最佳使用温度为40~90℃,作用时间为12 h。动力学模拟分析认为,虽然空间位阻一定程度影响了超分子体系对离子的吸附,但由于分子间相互作用力更大,超分子体系更容易螯合结垢离子。机理研究表明,体系是通过超分子配位除垢作用、超分子聚集作用和渗透作用的协同进行除垢,具有良好的应用前景。

海管在线除垢新技术在海上平台的应用

某海上采油平台采出伴生气中CO_(2)含量较高,部分油井出砂严重,综合含水率逐年升高,导致该平台外输海管出现了严重的结垢问题,海管运行压力不断升高,输送能力逐渐降低,给油田安全生产带来了严重影响。文章从海管结垢机理和结垢影响因素分析,结合海管通球数据,确定出海管结垢严重程度和分布状态。创新提出海管在线除垢新技术,解决了海管在线清垢期间,清垢剂体系在推动过程中不断被稀释,影响海管在线清垢效果的难题。

水下井口弃井作业除垢技术及应用

南海东部油田拥有近百口水下井口采油树,随着投产时间增加,油井出现特高含水、低油速度、低采出的“一高二低”状态,为改善其开发效果,提高储量动用程度,采收率,需回收老井生产管柱并侧钻新井眼进而动用剩余油富集区,进一步提高采出程度。然而随着采油树下入时间的增长,水下井口结垢严重,清理工作困难,水下井口的清洁度成为油管挂对接及回收关键,成为制约回收老井管柱并侧钻新井眼的主要困难[1],采用高效除垢技术,可以显著提高水下井口弃井作业时效。对水下井口结垢物的无伤软化处理程序,提高水下弃井及再次完井成功率,为后续作业提供宝贵的经验。

酸洗除垢解卡工艺技术在低渗油藏的应用研究

随着油田开发进入中高含水期,油田地层水与注入水不配伍以及侏罗系与三叠系之间不配伍,造成油井、管线和站点结垢总量较大,油田结垢防治已成为油田开发生产中主要难题之一。M油田长2、长4+5、长8等层位储层水含有大量的钡、锶和钙离子,最高可达100 g/L之上,氯化钙为主要水型,来源水是硫酸钠和碳酸钠型,两者相结合会导致严重的不配伍性,产生大量的钡、锶、钙垢,此外,还有其它无机垢。本文研究了酸洗除垢技术的技术原理及室内实验分析区块垢型,针对性的提出酸洗除垢技术的主要化学成分,并在现场开展了应用,效果显著。

某高压长距离变径铁精矿矿浆管道清管除垢实践

文章以某长距离高压变径铁精矿矿浆管道清管除垢为例,系统介绍了矿浆管道的杂质分布特征以及不同类型清管器的清管效果。通过实际清管发现,采用软质泡沫清管器和不同邵氏硬度皮碗的机械清管器可初步探测出管道的可通过性。另外,泡沫清管器对矿浆管道的结垢物清理效果较差,应优先采用清管能力更强的机械清管器,这对今后类似矿浆管道的清管具有重要的指导意义。

凝汽器除垢技术在电厂节能减碳降污中的应用分析

凝汽器是汽轮机组重要的换热设备,其冷源损失较大,影响电厂经济效益与节能减排效果,结垢是其中的重要原因。对火电厂凝汽器除垢技术进行了较为系统的分析,结果表明,相比于常规除垢措施,智能电磁储能式抑菌除垢系统的效果良好,能减少燃料的使用,同时实现杀菌灭藻,达到为电厂节能和减碳降污的效果。

变频电磁除垢装置在李楼煤业的研究与应用

李楼煤业能源中心能源站循环系统设备和管道内部易产生腐蚀、结垢,造成设备、管道严重腐蚀,对能源站的稳定运行产生了严重影响。针对化学除垢+人工除垢的方案成本高,对各种化学药剂投放时间、投放精度的要求极高,很难适应矿区空调水系统的实际工作需求,人工除垢则存在着效率低、盲区大、安全性差的不足问题,提出了一种新的变频电磁除垢装置,能够产生交变的高频电磁场,管道内的水分子在经过高频电场时能够被磁化,降低水质中各种结垢离子的结晶性,进而提升防垢效果。通过挂片试验对比,在采用电磁除垢装置以后,能够将空调水系统中的平均腐蚀速率降低67.7%,有效地提升了李楼煤业空调系统的应用可靠性。

汽轮机清洗除垢新技术的研究与应用

近年来,在政府节能降耗、节水限水等大政策和形势下,中压蒸汽水汽质量和汽轮机长周期运行管理面临着更大的压力和挑战。汽轮机是炼油化工装置的关键设备,如果发生积垢和效率下降,会直接影响装置的正常生产运行,甚至被迫停机停工抢修,将给企业带来巨大的经济损失。汽轮机不停机在线清洗除垢新技术,是一种有效的热力系统除垢并兼有防腐蚀、防垢功能的方法,工艺简单,操作方便,可在汽轮机正常运行工况下向中压蒸汽介质内,加专用PTOC—1128清洗保养剂,不需要下调参数运行,故可根据设备状况有计划、安全稳妥地、无限次地随时对汽轮机进行正常运行工况下在线清洗除垢,不需要任何装置停工、设备停机的保养措施,使热力设备在清洁、高效状态下运行,达到节能降耗,减排增效。

高效除垢技术在垃圾渗滤液厌氧处理系统中的应用

垃圾渗滤液作为垃圾填埋过程中产生的复杂废水,溶解众多有害成分,对生态系统和人类健康带来严峻挑战,厌氧处理系统由于能够高效率处理有机废弃物和生成绿色能源,广泛使用运用于垃圾渗滤液处理阶段。但是,厌氧处理系统运作期间时常遭遇结垢现象损害,显著影响整体性能寿命周期。本文将探究高效除垢技术在垃圾渗滤液厌氧处理系统运用过程中的应用,借助案例剖析评价。

换流站阀冷系统冷却塔盘管除垢电动装置研制

冷却塔是阀冷系统重要冷却设备,而盘管是冷却塔进行热交换的关键部件,为防止冷却塔冷却性能下降,换流站会每年定期开展冷却塔盘管清污工作。目前,现场多采用手动敲击盘管的传统除垢方式,存在人工控制力度不均、操作性差、作业效率低、清洗效果较差、损伤盘管等弊端。此外,还有化学酸洗的除垢方法,但存在盘管损伤漏水、成本高、对人体有害等缺点。本文为解决上述问题,研制了一种冷却塔盘管除垢电动装置来取代手动敲击除垢方式,有效地提高了冷却塔清污的效率和质量。

高压直流输电换流阀冷却系统均压电极电化学除垢技术研究

均压电极是高压直流输电换流阀冷却系统的关键设备,其结垢及垢样脱落可能阻塞内冷水循环回路甚至导致系统闭锁。对此,针对均压电极传统人工除垢效率低的问题,开展了高压直流输电换流阀冷却系统均压电极电化学除垢技术研究。首先,分析了高压直流输电换流阀冷却系统均压电极结垢机理,阐明了均压电极垢样各元素含量。其次,结合电化学装置阴极材料电流脉动脱垢思路,提出了一种利用气体压力的均压电极除垢策略。最后,进行均压电极电化学除垢效果测试,并对不同结垢厚度下的清洗液配比及除垢效率进行了分析。研究结果对高压直流输电换流阀冷却系统均压电极高效除垢和清洗工艺优化有定的指导价值。

循环水的变频电子除垢技术和实验研究

介绍了封闭式循环水系统和敞开式循环水系统,分析了工业循环冷却水系统的水质特点和水垢的危害,根据水质特点和流体特性采用变频电子除垢技术进行静、动对比态实验。两组对照实验结果说明,在常规条件下,变频电子除垢技术能够起到防垢阻垢效果,降低水垢的产生。