油田注水嚴(yán)重破壞了儲層相平衡,水質(zhì)的化學(xué)不相容性和熱力學(xué)不穩(wěn)定性容易導(dǎo)致垢的生成。而硫酸鹽具有溶度積很小、結(jié)構(gòu)致密、硬度較大等特點,故很難被清除。所以本文研究硫酸鋇結(jié)垢規(guī)律,并合成一種綠色環(huán)保型阻垢劑,對油田注水開發(fā)具有重要意義。 本文分別采用滴定法和電導(dǎo)率法研究硫酸鋇結(jié)垢規(guī)律,分析溫度、鹽含量、成垢離子濃度對硫酸鋇結(jié)垢的影響；計算硫酸鋇結(jié)垢動力學(xué)參數(shù)、速率常數(shù)和活化能。以馬來酸酐為原料,鎢酸鈉為催化劑,氫氧化鈣為引發(fā)劑,選用聚合反應(yīng)時間、環(huán)化pH值、引發(fā)劑用量作為三個因素,研究合成聚環(huán)氧琥珀酸阻垢劑(PESA)的工藝。同樣采用滴定法和電導(dǎo)率法研究阻垢劑對硫酸鋇的阻垢性能,探討溫度、鹽含量、成垢離子濃度對硫酸鋇阻垢效果的影響。采用電導(dǎo)率法研究阻垢劑對硫酸鋇結(jié)垢動力學(xué)的影響,計算添加阻垢劑后硫酸鋇的反應(yīng)速率常數(shù)。采用掃描電鏡和X射線衍射法對未添加與添加阻垢劑后的硫酸鋇垢進行分析。采用失重法、掃描電鏡法、能譜分析法和動電位極化曲線法研究阻垢劑及其復(fù)配物的緩蝕性能。 由滴定法和電導(dǎo)率法測得的結(jié)垢結(jié)果可知,溶液中溫度越高,硫酸鋇結(jié)垢量越��；鹽含量越高,硫酸鋇結(jié)垢量越小；成垢離子濃度越大,硫酸鋇結(jié)垢量越大。從硫酸鋇結(jié)垢動力學(xué)可知,溶液過飽和度越大,晶核生長和晶粒長大時的速率常數(shù)越大；晶核生長的速率常數(shù)要比晶粒長大的速率常數(shù)大得多；晶核生長的速率常數(shù)受溫度影響較大,而晶粒長大的速率常數(shù)受溫度影響較小。同種過飽和度情況下,晶核生長所需的活化能比晶粒長大所需的活化能��；溶液過飽和度越大,晶核生長所需的活化能就越��；不同過飽和度下晶粒長大的活化能數(shù)值差距不大。 由阻垢劑的合成結(jié)果得知,其最佳合成條件為：聚合時間為3h,環(huán)化pH值為9,加入引發(fā)劑為0.7g。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定環(huán)境條件下,由滴定法和電導(dǎo)率法測得阻垢效果可知,當(dāng)阻垢劑達到10mg/L時,阻垢率就可達到100%；在70℃時,阻垢劑在溶液中的阻垢率最高；鹽含量對阻垢劑的阻垢效果有促進作用；溶液中成垢離子濃度越大,結(jié)垢量越大,阻垢劑阻垢率越小。阻垢劑對硫酸鋇結(jié)垢動力學(xué)的影響效果可知,添加阻垢劑后誘導(dǎo)期變長；晶核生長和晶粒長大的速率常數(shù)比未加阻垢劑時成數(shù)量級倍數(shù)增長,說明阻垢劑能有效地阻止硫酸鋇的形成。阻垢劑的加入能有效地延長硫酸鋇的結(jié)垢時間,并對硫酸鋇形核有很大的抑制作用,但是對晶粒長大的影響并不太明顯。添加阻垢劑后硫酸鋇垢的微觀形貌和晶態(tài)發(fā)生變化。聚環(huán)氧琥珀酸的阻垢機理可能由小劑量效應(yīng)、電荷分散作用、螯合增溶機理和靜電斥力效應(yīng)等綜合作用構(gòu)成。 對高含鋇離子油田水質(zhì)(比標(biāo)準(zhǔn)更苛刻)進行試驗,阻垢率仍能達到90%以上。在七個泉模擬水質(zhì)中進行腐蝕試驗,聚環(huán)氧琥珀酸的緩蝕性能較差。阻垢劑與咪唑啉型緩蝕劑復(fù)配后緩蝕效果較好,對阻垢性能影響較小,可以同時具有較好的阻垢和緩蝕性能。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TE357.61
【部分圖文】：

硫酸鋇晶粒長大并堆積成塘。一BaS04晶粒長大條件會形成致密程度不同的拒。在油井中，有很好形核中心，還有足夠的結(jié)晶時間，所以發(fā)現(xiàn)的塘物體[9]。學(xué)液體介質(zhì)中傳導(dǎo)電流能力的物理量。電導(dǎo)率儀的測極板放入待測溶液中，然后測量極板之間流過的過測量溶液的電導(dǎo)率值來推理求得溶液中離子濃種重要指標(biāo)，也是最簡便的方法[1。]。當(dāng)溶液中有晶小，導(dǎo)電能力減弱，溶液的電導(dǎo)率下降。再者電導(dǎo)率，這又是一種判定手段。張曉霓等[11]曾用此方法電導(dǎo)率法研究硫酸鋇的結(jié)據(jù)動力學(xué)是可行的。

混合初始開始記錄，每間隔一段時間讀取一次電導(dǎo)率值。試驗測定在磁力攬拌器中進行，以恒定的速度攬拌被測溶液，以保證試驗結(jié)果的平行，實驗裝置如圖2-1。因為哈納EC215型電導(dǎo)率儀的測試最高溫度為50°C，所以本實驗試驗區(qū)間為30°C~50°C。2.1.3動力學(xué)實驗方法試驗步驟：(1)精確稱取一定量的BaCl2和Na2S04,分別溶于蒸館水中，制成儲備液待用。(2)分別測定不同過飽和度溶液在30°C、35°C、40°C、50°C下的電導(dǎo)率隨時間變化曲線，從BaC.h溶液與Na2S04溶液混合初始開始記錄，每間隔5s讀取1次電導(dǎo)率值。在試驗測試過程中，要以恒定的速度攪拌被測溶液，以保證試驗結(jié)果的平行。14

圖2-2不同溫度對結(jié)據(jù)量、結(jié)據(jù)率的影響圖2-2為不同溫度對硫酸鋇結(jié)坂量、結(jié)拒率的影響曲線。從圖可以看出，溫度越高，硫酸鋇結(jié)塘量和結(jié)拒率越小。這是因為溶液混合后，由于硫酸鋇的溶解度隨溫度的升高而增大，溫度越高，溶液中游離的成塘離子Ba2+和S042就越多，所以用來成據(jù)的Ba2+和S042就越少，結(jié)塘量和結(jié)拒率就會越小，但是結(jié)拒量和結(jié)據(jù)率減小的幅度并不太大。據(jù)文獻[15]可知，此結(jié)論僅在100°C以下使用，在100°C以上
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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10 熊蓉春,董雪玲,魏剛;綠色生物高分子聚天冬氨酸的合成及其阻垢性能研究[J];工業(yè)水處理;2001年01期

本文編號：2868165