弱碱三元复合驱钙镁硅混合成垢的微观考察

笔者通过对大庆采油五厂返排液水质分析,配置实验模拟液,对弱碱三元复合驱钙镁硅混合垢生长的微观过程进行了研究,并总结钙镁硅混合垢微观成垢机理。实验表明,碳酸盐与硅酸自聚成垢之间是相互影响的,单独钙镁体系或者硅酸成垢率低,成垢速率缓慢;低浓度比体系中硅酸对钙离子成垢有加速作用,1 h混合体系钙离子成垢率为87%,高浓度比体系中硅酸对钙离子成垢有一定的减速作用,10 h时钙离子成垢率为50%,但二者均未影响钙离子的最终成垢率,24 h后钙成垢率均为98%;混合体系中镁离子成垢显著增加,低浓度比体系中影响尤为明显,1 h后低浓度比体系中镁离子成垢率已达94%;钙镁离子对硅酸聚合有明显的促进作用,低浓度比体系72 h后硅酸成垢率为95%,而但纯硅酸体系72 h的成垢率仅为5%,高浓度比体系,钙镁离子对硅酸最终成垢率无太大影响,但对其聚合速率影响颇大。偏光显微镜观察,纯碳酸盐溶液中,混合垢以立方体型碳酸钙和棒状三水合碳酸镁组成,碳酸钙吸附在棒状三水合碳酸镁晶须两端;加入硅酸后,生成球状三水合碳酸镁,絮状硅酸吸附在碳酸盐晶体上。利用电子扫描显微镜观察得到,钙镁硅混合垢微观形态为"核壳包被"结构,即以碳酸盐为晶核,多聚硅酸为壳的球形混合垢。