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三元复合驱缓蚀防垢剂的研制

李卫宏  
【摘要】:原油的开采可分为三个阶段。第一阶段是指原油靠地层的压力喷发出来,其采收率约为15%;在自喷的后期,可以将水由水井注入来维持地层压力,称之为二次采油,其采收率大约为15%—20%;水驱后在地层的残余油仍然占60%—70%,需要用物理和化学方法来驱出。使用化学剂的水溶液作为原油驱替液的技术称为化学驱油技术,也称三次采油。 三元复合驱是从化学驱中脱颖而出的一种新的三次采油技术。三元复合驱是指碱/表面活性剂/聚合物,简称ASP。由于三元复合驱中引入了碱(NaOH或Na_2CO_3),使得驱油体系在油臧环境和采出系统严重结垢,制约了三元复合驱的广泛应用。注入地层中的碱在与地层水相互反应的同时也与岩石中的矿物组分相互作用,这种相互作用可以分为两种形式。其一,碱与岩石矿物组分如高岭石、长石、蒙脱石等发生化学反应,使它们所含的硅铝等元素组分从固相转入地层水中,此作用称为溶蚀作用。这种作用显然是对原有地层结构的一种改变或者破坏。其二,从岩石中被碱液溶蚀下来的铝、硅等离子,在一定的条件下又会重新生成硅铝酸盐的结晶沉淀,也就是说硅、铝在碱液的作用下会从岩层的一些部位溶蚀到地层水中,然后又在另外一些地方沉淀下来,形成新相,这些新形成的固相或者叫硅铝垢,也会堵塞油层孔隙结构减少驱油剂波及面,降低采收率。 在大庆油田有限责任公司采油一厂、三厂、四厂的三元复合驱区块试验中发现:采出系统严重结垢和卡泵现象。解决三元复驱“结垢”问题迫在眉睫。通过对回油管线和抽油机杆上的垢样分析,可知三元复合驱油井结垢主要是碳酸盐的钙、镁垢和硅酸盐的钙镁垢。要解决采出系统油井结垢的问题,所加入的缓蚀防垢剂既能阻碳酸盐垢又能阻硅酸盐垢。 根据大庆油田对三元复合驱除垢剂、防垢剂的要求,研制出三元复合驱缓蚀防垢剂。通过正交实验,确定了最佳反应条件。合成过程在水相反应中通过催化剂与引发剂发生氧化还原产生自由基,使反应顺利进行,大大降低了生产成本;反应条件易控制,操作简单易行,无环境污染,无废物排放。该缓蚀防垢剂属于低磷缓蚀防垢剂,符合环保排放标准,易于在油田及工业循环水中使用。 哈尔滨_1二程大学硕士学位论文 建立了三元Na0H强碱体系与配注水、地层水反应产生的氢氧化物垢的 防垢剂评价方法。对该防垢剂进行了室内评价。 结果表明: 缓蚀防垢剂嶙基马来酸丙烯共聚物属自由基链式聚合反应;缓蚀防垢剂 对氢氧化物垢、碳酸盐垢防垢率大于90%;对硅酸盐垢防垢率大于80%。 测定了防垢剂在三元体系中的界面张力和赫度,防垢剂与三元体系配伍 性良好,各项指标均达到要求。 关于三元复合驱高硅垢除垢剂的研制技术在国内外属领先技术。目前大 庆油田三次采油技术在国内外处于领先水平,国内其他油田也将陆续引进技 术,三元复合驱缓蚀防垢剂的应用技术可以作为大庆油田三次采油技术的配 套技术之一进行输出,从而进入国内市场,必将产生良好的经济效益。 关键词:三元复合驱;缓蚀防垢剂;研制;评价 ;-


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