硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价赵磊，李克华，杜雯(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023)［摘要］结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。通过正交试验得到硫酸盐垢用清垢剂CNQG的最佳复配比为:乙二胺四乙酸(EDTA)、C酸、N酸质量比为1∶0．5∶1;清垢最优条件为:清垢温度50℃，清垢时间4h，清垢剂浓度50mg/L。还考察了温度、清垢剂浓度对CNQG清垢效果的影响，并与现场用清垢剂进行了清垢效果对比。结果表明，清垢温度为50℃、清垢剂浓度为40mg/L时效果最好;CNQG清垢剂整体性能稍优于现场使用的其他3种工业品清垢剂。［关键词］硫酸盐垢清垢剂油田化学品DOI:10.13534/jki.32-1601/te.2014.05.013油气田进入中后期开发，普遍会采用注水采油、排水采气、排水找气等新工艺;但同时为消除对环境的污染，对油气田水需采取回注处理。油田注入水通常有3种:一是清水，即有油区的浅层地下水;二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层;三是清污混注，当然这两种水先在地面混合，使水中一部分成垢离子先沉淀再回注到地下［1］。在油田开发中，注水地层、油井与地面集输系统结垢在其机理及分布规律上不尽相同，但总的来说是由于水的热力学条件变化及不相容水的混合造成的。在地面因伴热掺水温度较高，地面集输系统会出现结垢;随着注水井井深的延伸，温度逐渐升高，在注入端，水井发生结垢;在地下，因地下温度较高，注入水与地下水相混，就发生地层结垢;在采出过程中，由于化学作用及流体热力学、动力学等条件的改变，水中的溶解盐以沉淀的形式析出，采出系统就会结垢［2－3］。结垢会造成油气产量下降，注水压力上升，井下及地面设备损坏，甚至使油气井停产或报废。在各类垢中，硫酸盐垢最难处理，特别是BaSO4垢。BaSO4垢与石膏类垢的最大区别在于，前者的溶解度随温度升高而急剧增加。一般说来，在地面条件下不析出BaSO4的水，注入地层后也不会产生BaSO4垢;但在地层饱和了BaSO4的水一进入井筒，在上升过程中随着温度降低便会迅速结垢［4］。1实验部分1．1主要仪器及原料恒温水浴锅，集热式恒温加热磁力搅拌器，电子天平，循环水式真空泵，烘箱，容量瓶若干，烧杯若干，比色管若干。硫酸钡，EDTA，C酸，N酸，渗透剂JFC，渗透剂KT，现场清垢剂AD50－10、CQ02－01、长庆3#。C酸，是一种二齿配位体，工业上常用作沉淀剂、还原剂和掩蔽剂;它还是一种性能优良的络合剂，化学分析工程中常将C酸用以检验和测定钙、铬、锶等金属离子，能与许多金属离子形成溶于水的络合物，即配位化合物。N酸是一种重要的的有机酸，广泛应用于化学工业、食品业和化妆业，在化学工业中常用作络合剂和掩蔽剂。1．2清垢率的测定本研究的清垢对象为硫酸盐，探索过程中主要以硫酸盐类为主，所以固定实验用垢样为纯硫酸钡固体，用量均为0．25g。参照中国石油天然气集团公司企业标准Q/SY148—2007《油田集输系统化学清垢剂技术要求》推荐的做法，加入一定质量浓度的混合新型清垢剂，用质量法测定清垢剂对油田现场垢样的清垢率，测试时间为4h，测试温度为50℃。清垢率(k)的计算公式:k=(m1－m2)/m1×100%式中，m1为溶垢前垢的质量，g;m2为溶垢后剩余垢质量，g。2结果与讨论2．1正交试验结果及分析以硫酸钡的溶解率为评价指标，选择C酸与收稿日期:2014－04－15。作者简介:赵磊，在读硕士研究生，研究方向为油田化学。2014年9月赵磊等．硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价33EDTA质量比(A)、N酸与EDTA质量比(B)、清垢剂浓度(C)、清垢温度(D)和清垢时间(E)为主要因素，设计5因素4水平的正交试验。正交试验因素及水平见表1，正交试验结果见表2。一定量的硫酸盐垢进行清垢反应，清垢剂浓度50mg/L，清垢时间4h，测定其清垢率，结果见图1。表1正交试验方案水平因素1234A［m(C酸)∶m(EDTA)］0∶10．5∶10．8∶11∶1B［m∶(N酸)∶m(EDTA)］0∶10．5∶10．8∶11∶1C［清垢剂浓度/(mg·L－1)］20304050D(清垢温度/℃)30405060E(清垢时间/h)481224表2正交试验结果与分析图1清垢率随清垢温度变化的关系曲线由图1可以看出，CNQG清垢剂的清垢性能随着清垢温度的升高先增强后降低，呈不规则的正态分布。为...