新型硫酸钡阻垢剂的研制及性能评价研究

【摘要】：结垢问题是油田生产中的难题,特别是硫酸盐结垢问题。如果不重视注水过程中的结垢,就会给以后的油田生产带来严重危害。目前主要采用化学阻垢法来抑制垢的生成,而加入阻垢剂种类主要分为有机磷系列和聚合物系列。但含有磷元素的阻垢剂排放到环境中会污染水质。随着人们对环境越来越重视,低磷、无磷阻垢剂的研制已经逐渐成为"绿色阻垢剂"研制的热点方向。本文选择衣康酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料,过硫酸铵为引发剂,研制出对硫酸钡阻垢效果最好的阻垢剂为GYDT。在引发剂加量为单体总质量的8%,反应时间为3h,反应温度为80℃,四种单体的配比为2:1:1:0.75时阻垢率最高可达86.21%。GYDT中含有的羧酸基团,酯基,醛基和磺酸基团,可以与金属离子发生络合作用而达到阻垢的目的。根据行业标准对GYDT的阻垢性能进行评价,结果表明:随温度的升高,阻垢率先增大后降低,在温度为85℃时阻垢率达到最大;当pH值为7.5时GYDT的阻垢效果最好;当阻垢剂浓度一定时,随Ba2+、SO42-浓度的升高,阻垢率呈降低趋势,当Ba2+浓度为800mg/L、S042-浓度为1000mg/L时阻垢效果最好;随矿化度的升高,GYDT对硫酸钡垢的阻垢率呈先增大而后缓慢降低的趋势。以姬塬油田姬九注与D202-32井水分析资料为基础数据,应用ScaleChem软件进行结垢理论预测研究,并结合实验研究,得到姬九注与D202-32井在混合比为5:5时结垢量最大,结垢总量为2219.3mg/L;姬九注与D202-32井以3:7混合时,结硫酸钡垢量最大。选取五种阻垢剂对姬塬油田进行应用评价,发现GYDT表现出稳定且良好的阻硫酸钡垢的能力,同时也可以对碳酸锶,硫酸锶,碳酸钙起到抑制作用,因此GYDT满足姬塬油田阻垢的需求。