硫酸锶垢除垢剂的影响因素研究.pdf

石油化工腐蚀与防护
究
Corrosion & Protection in Petrochemical Industry
2012,29(2)·19
硫酸锶垢除垢剂的影晌因素研究
刘教平',刘炜2,沈恰3,刘力华,唐川
(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500
中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司,湖北潜江433123;
3.中国石油化工股份有限公司中原油田分公司,河南濮阳457162)
摘要:油田开发过程中,由于温度、压力的変化,以及地层水的化学不相容性等因素的影响,油井
出现结垢是非常普遍的问题,尤其是硫酸垢,难溶难除,严重影响油田的正常生产。本文根据油田
硫酸鍶垢的防治现状,对EDTA二钠盐、NHJ、柠檬酸和聚丙烯酸钠(PAAS)进行复配,确定了油田碗
酸锶垢除垢剂的有效配方。考察了除垢剂复配比例、浓度、温度、pH、除垢时间等因素对除垢效果的
影响,确定了其最佳复比例及使用条件:EDTA二钠盐/NHI/柠檬酸/聚丙烯酸納复配比例为1.5/
2.0/1.5/2.0,除垢判浓度为0.20g/L,温度为70℃,pH为9,除垢时间为4h。此时,EDTA二钠盐、
NHJ、柠檬酸与聚丙烯酸钠四元复配会取得更好的除垢效果,1g除垢剂除垢量为0.2478g
关键词:硫酸锶垢;除垢剂;响因素
中图分类号;TE3
文献标识码;A文章编号:1007-015X(2012)02-0019-03
硫酸锶是一种极难溶的固体,也是油气田开
G。一干燥滤纸的质量,g;
采过程中最为常见的一种结垢类型。这种结
G1一垢样初始质量,g
垢会引起地下油路堵塞,油水输送管线报废等
G2除垢试验结東烘干后滤纸和垢样的
系列问题,影响原油生产,造成重大经济损
总质量,g
失
26]
旦硫酸锶垢生成,采用昂贵的油井酸
M-除垢剂质量,g
化等措施也不能得到明显效果?。因此,硫酸锶
结垢是原油开采中遇到的一大难题。本文研究了2结果与讨论
一种新型碗硫酸锶垢除垢剂配方,并对其除垢性能2.1质量分数对各种除垢效果的影响
进行了评价。
取数个锥形瓶,向瓶中加入质量为4.00g的
硫酸锶垢样,加少量水溶解,再向各个锥形瓶中分
试验
别加入已称量好的2 GNHJ、2 GEDTA二钠盐、2g
1.1试验仪器与药品
柠檬酸和2g聚丙烯酸钠,配置除垢剂质量浓度
仪器:LT502电子天平,常熟市天量仪器有限分别为0.05,0.10,0.15,0.20,0.25和0.30g/L,
责任公司;CKC-2型数显恒温水浴锅,上海波络实将这些锥形瓶在20℃下恒温水浴4h,pH值控制
验设备有限公司;真空干燥烘箱,上海市实验仪器为8,进行除垢实验。反应结束后,对垢样混合物
总厂。
进行抽滤,烘干,称其重量。实验结果见图1。
药品:氯化锶,乙二胺四乙酸二钠,氢氧化钠,
由图1可知,随着除垢剂浓度的增加,除垢效
聚丙烯酸钠,无水碗酸钠,柠檬酸,NHI,均为分果变好,当除垢剂质量浓度为0.30g/L时,1g除
析纯。
垢剂除垢量为0.2170g。但在除垢剂质量浓度
1.2除垢性能评价方法
达到0.20g/L之后,除垢量增加缓慢,所以选择
采用沉淀重量法评价除垢剂的除垢效果,计
算出1g除垢剂除垢量S:
收稿日期:2012-01-10;修改稿收到日期:2012-03-28。
(G1+
作者简介:刘故平(1985-),西南石油大学油气田开发工程
M
在读硕士研究生,主要从事油气田开发和油田化学品研究。
式中:S-1g除垢剂除垢量,g
Huw:15881096954,E-mail:liujingpin20@126.com
石油化工腐蚀与防护
第29卷
最佳除垢剂质量浓度为0.20g/L。
行,且对管线及其设备腐蚀性较小,但碱度过大,
会导致氢氧化钙析出。综合考虑,选定除硫酸锶
0.25
垢的pH值为9
0.15
0.
02
0.05
0.1
00.050.10.150.20.250.30.35
除垢剂)g…Lり)
0.05
图1质量浓度对除垢量的影响
Fig. 1 The effect of mass dosage on scale removing
图3pH对除垢量的影响
2.2温度对除垢效果的影响
Fig. 3 The effect of pii on scale removing
除垢剂质量浓度为0.20g/L,水浴4h,水浴
温度分别选为20,30,40,50,60,70,80和90℃,
时间对除垢效果的影响
控制pH值为8,进行除垢实验。实验结果见
除垢剂浓度为0.20g/L,水浴时间分别选为
图2
2,4,6,8,10和12h,温度为70C,pH值为9,进
行除垢实验。实验结果见图4
0.23
一へ0.225
0.22
0.3
职箜凼
0.215
0.25
0.21
0.2
0.205
0.195
0,1
0.19
0.05
温度/パC
图2温度对除垢量的影响
时间/h
Fig. 2 The effect of temperature on scale removi
图4时间对除垢量的影响
ig. 4 The effect of time on scale removing
由图2可得,温度为70℃时的除垢效果最
好。这是由于除垢温度较低时,络合反应的常
由图4可得,随着除垢时间的增加除垢效果
数Ksp较小,不能将溶液中的锶离子有效络合。变好,在时间为12h时达到最佳,但是考虑到油
另一方面,除垢温度过高,常数KsP也不是最田实际生产情况,一般选取除垢时间为4h。
大值。
2.3pH对除垢效果的影响
2.5复配比例对除垢效果的影响
除垢剂浓度为0.20g/L,水浴4h,水浴温度
取EDTA二钠盐、NHⅢ和柠檬酸各2g,再加
为70℃,pH值分别为3,4,5,6,7,8,9,10,11和入聚丙烯酸钠使EDTA二钠盐/NHI/柠檬酸/聚
2,进行除垢实验。实验结果见图3。
丙烯酸钠(质量比)分别为1.0/1.0/1.0/0.25
由图3可知:随着pH的增加,除垢效果逐渐10/1.0/1.0/0.5,1.01.0/1.0/1.0,1.0/1.0/
变好,在pH为9时除垢效果达到最佳。再随着1.0/1.5,1/1.0/1.0/2.0和1.0/1.0/1.0/2.5,除
pH的增加除垢效果开始下降,下降的幅度不大。圻剂浓度为0.20g/L,水浴为4h,水浴温度为70
因为在碱性或中性条件下,有利于络合反应的进℃,pH值为9,进行除垢实验见表1