董長(zhǎng)友 王勇 張銅耀 張旭東 尹洪超 盧顯赫 段林林

摘 要：綏中36-1油田的注水管網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)有結(jié)垢物存在，針對(duì)綏中36-1油田注水系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)碳酸鹽垢、硫酸鹽垢的結(jié)垢趨勢(shì)分別進(jìn)行了理論預(yù)測(cè)、計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定油田注水存在結(jié)垢傾向。經(jīng)過(guò)對(duì)垢物的分析，確定其為碳酸鈣垢，但不能形成硫酸鹽垢。根據(jù)結(jié)垢特點(diǎn)，為綏中36-1油田注入水系統(tǒng)研制了BHF-04防垢劑，在現(xiàn)場(chǎng)注水井中加入BHF-04防垢劑試用了2個(gè)月后，注水管網(wǎng)中沒(méi)有新的結(jié)垢物生成，防垢效果良好。

關(guān) 鍵 詞：結(jié)垢;油田注水;碳酸鈣垢;防垢劑;綏中36-1油田

中圖分類(lèi)號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）06-1400-02

Analysis and Prevention of Injected Water Scaling in SZ36-1 Oilfield

DONG Chang-you，WANG Yong， ZHANG Tong-yao，ZHANG Xu-dong，

YIN Hong-chao，LU Xian-he，DUAN Lin-lin

（CNOOC Energy Development Limited by Share Ltd. Engineering Branch，Tianjin 300452， China）

Abstract： There were scale substances in the water injection network of SZ36-1 oilfield. According to characteristics of SZ36-1 oilfield water injection system， theoretical prediction， computer prediction and experimental verification about the scaling trend of carbonate scale and sulfate scale were carried out， the trend of the oil field injected water scaling was determined. After analysis of the scale substances， the carbonate scale was identified， but there was not sulfate scale. According to the scaling characteristics， BHF-04 scale inhibitor for SZ36-1 oilfield injection water system was developed. After 2 mouths of injecting BHF-04 scale inhibitor to field water injection wells， there was not new scale formation in the water injection network， good scale prevention effect was obtained.

Kay words： Scaling; Water injection; Carbonate scale; Scale inhibitor; SZ36-1 oilfield

綏中36-1油田是中國(guó)海油在渤海海域發(fā)現(xiàn)的并已投入開(kāi)發(fā)的一個(gè)上億t的海上稠油油田，位于遼東灣海域遼西低凸起中段，平均水深30 m，油藏深度1 300～1 400 m，具有正常溫度和壓力系統(tǒng)。根據(jù)總體開(kāi)發(fā)方案，油田分兩期進(jìn)行開(kāi)發(fā)：Ⅰ期投產(chǎn)時(shí)間為1993-1997年;Ⅱ期投產(chǎn)時(shí)間為2000-2001年。隨Ⅱ期開(kāi)發(fā)工程的進(jìn)行，2010年在注水管網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)有結(jié)垢存在，從CEP向Ⅰ期輸送水源的海管結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致Ⅰ期注水水源不足，針對(duì)綏中36-1油田的情況，我們需要篩選出最佳的防垢劑來(lái)解決結(jié)垢問(wèn)題。

1 結(jié)垢機(jī)理研究

1.1 綏中36-1油田注入水水質(zhì)研究

綏中36-1油田Ⅰ期和Ⅱ期開(kāi)發(fā)注入水都用館陶水、地層水、海水。這三種水的分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。水質(zhì)礦化度較高，鈣鎂離子含量高，有結(jié)垢趨勢(shì)。

表1 注入水的水質(zhì)分析

Table 1 The injected water quality analysis

1.2 碳酸鈣結(jié)垢預(yù)測(cè)

目前常用的預(yù)測(cè)碳酸鈣結(jié)垢趨勢(shì)的方法，一是飽和指數(shù)（SI）法，另一個(gè)是飽和系數(shù)（S）法[1-3]。

飽和指數(shù)（SI）法，計(jì)算公式：

SI=PH-K-PCa-PAIK （1）

式中，SI為飽和指數(shù)。如果SI〈0，表示水中碳酸鈣未飽和，不結(jié)垢;SI〉0表示結(jié)垢;SI=0表示穩(wěn)定。

飽和系數(shù)（S）法，其計(jì)算公式如下：

S=P/L （2）

式中，S為飽和系數(shù)。若S>0時(shí)有結(jié)垢趨勢(shì);S<0時(shí)未飽和，無(wú)結(jié)垢趨勢(shì)。

依以上理論，對(duì)sz36-1油田進(jìn)行碳酸鈣結(jié)垢預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，綏中36-1油田3種注入水都有產(chǎn)生垢。

1.3 計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行CaCO3結(jié)構(gòu)數(shù)量預(yù)測(cè)【4】，其公式為：PTB=17500{G-[x2+4（10K-PH）]1/2} （3）

判斷標(biāo)準(zhǔn)：PTB<0，無(wú)垢;0250，結(jié)垢極為嚴(yán)重。經(jīng)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)，得到了館陶水、海水、采出水按照不同比例混合作為3種注入水的結(jié)垢趨勢(shì)及垢量。結(jié)果見(jiàn)表2，數(shù)據(jù)說(shuō)明了3種注入水，其PTB數(shù)值大于0，但其PTB值均小于100，說(shuō)明會(huì)產(chǎn)生少量的垢，這和理論公式預(yù)測(cè)結(jié)果是一致的。

表2 館陶水、海水、采出水混合PTB值法預(yù)測(cè)結(jié)垢趨勢(shì)

Table 2 Predicting scaling trend of Guantao water， sea water and produced water by PTB value method

序號(hào) A∶B∶C PTB/（mol·L-1）

1 10∶0∶0 9.9

2 10∶0∶10 16.7

3 10∶2∶10 27.5

A為館陶水; B為海水; C為采出水

1.4 硫酸鹽結(jié)垢結(jié)果與分析

采用IS[5]法預(yù)測(cè)3種注入水硫酸鹽的結(jié)垢趨勢(shì)

IS=log[Mg][An]+PKC[T、p、u] （4）

在溫度30、50、80 ℃下，3種注入水IS小于0，說(shuō)無(wú)硫酸鹽垢。

2 解決措施及效果

目前化學(xué)除垢法主要是參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-93《油田用防垢劑性能評(píng)價(jià)方法》，搜集了幾種常用的防垢劑并且合成了幾種有機(jī)磷酸類(lèi)防垢劑。BHF-04防碳酸鈣垢效果最好，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 BHF-04防垢劑與其它防垢劑防垢效果對(duì)比表

Table 3 Scale prevention effect comparison of BHF-04 scale inhibitor with other antifouling agents

防垢劑 加量/（mg？L-1） 阻垢率，%

BHF-04 10 96

HEDP 10 69

ATMP 10 85

PAPE 10 81

HPMA 10 77

STPP 10 71

從2010年10月開(kāi)始，以10 mg/L的加劑量，加入BHF-04防垢劑，阻垢率達(dá)到96%，完全符合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。此外隨著溫度升高阻垢率下降，當(dāng)溫度在10～80 ℃時(shí)，阻垢率在95%以上。隨著防垢時(shí)間的加長(zhǎng)，阻垢率降低。pH值、礦化度對(duì)防垢劑也存在一定影響，特別是礦化度增大，阻垢率降低。

3 結(jié) 論

（1）通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)和理論公式預(yù)測(cè)，可以確定綏中36-1油田的注水存在結(jié)垢傾向，可以確定為碳酸鈣垢，但不能形成硫酸鹽垢。

（2）通過(guò)對(duì)防垢劑的篩選， BHF-04做為綏中36-1油田的防垢劑，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果阻垢率可達(dá)96%。

（3）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明BHF-04的阻垢效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃小瓊，何益杉，武云云，等.龍崗氣田水異層回注可行性研究[J].石油與天然氣化工，2010，39（6）：505-509.

[2]胡文庭，師亞棟，李關(guān)虎，等.甘谷驛油田注水結(jié)垢情況分析及解決辦法[J].天然氣與石油，2011，29（3）：64-66+82.

[3]楊海博，唐洪明，耿亭，等.川中氣田水回注大安寨段儲(chǔ)層配伍性研究[J].石油與天然氣化工，2010，39（1）：79-82.

[4]黃磊，汪偉英，汪亞蓉，等.結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法研究[J].斷塊油氣田，2009，16（5）：94-96.

[5]王雷增，吳新民，李傳樂(lè)，等.中原油田儲(chǔ)層結(jié)垢預(yù)測(cè)[J]西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1999，14（4）：42-45.