油田注水嚴(yán)重破壞了儲(chǔ)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(diǎn),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(duì)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(duì)硫酸鋇結(jié)垢的影響；計(jì)算硫酸鋇結(jié)垢動(dòng)力學(xué)參數(shù)、速率常數(shù)和活化能。以馬來(lái)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(shí)間、環(huán)化pH值、引發(fā)劑用量作為三個(gè)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(duì)硫酸鋇的阻垢性能,探討溫度、鹽含量、成垢離子濃度對(duì)硫酸鋇阻垢效果的影響。采用電導(dǎo)率法研究阻垢劑對(duì)硫酸鋇結(jié)垢動(dòng)力學(xué)的影響,計(jì)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(duì)未添加與添加阻垢劑后的硫酸鋇垢進(jìn)行分析。采用失重法、掃描電鏡法、能譜分析法和動(dòng)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(cè)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(dòng)力學(xué)可知,溶液過(guò)飽和度越大,晶核生長(zhǎng)和晶粒長(zhǎng)大時(shí)的速率常數(shù)越大；晶核生長(zhǎng)的速率常數(shù)要比晶粒長(zhǎng)大的速率常數(shù)大得多；晶核生長(zhǎng)的速率常數(shù)受溫度影響較大,而晶粒長(zhǎng)大的速率常數(shù)受溫度影響較小。同種過(guò)飽和度情況下,晶核生長(zhǎng)所需的活化能比晶粒長(zhǎng)大所需的活化能��；溶液過(guò)飽和度越大,晶核生長(zhǎng)所需的活化能就越小；不同過(guò)飽和度下晶粒長(zhǎng)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(shí)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(cè)得阻垢效果可知,當(dāng)阻垢劑達(dá)到10mg/L時(shí),阻垢率就可達(dá)到100%；在70℃時(shí),阻垢劑在溶液中的阻垢率最高；鹽含量對(duì)阻垢劑的阻垢效果有促進(jìn)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(duì)硫酸鋇結(jié)垢動(dòng)力學(xué)的影響效果可知,添加阻垢劑后誘導(dǎo)期變長(zhǎng)；晶核生長(zhǎng)和晶粒長(zhǎng)大的速率常數(shù)比未加阻垢劑時(shí)成數(shù)量級(jí)倍數(shù)增長(zhǎng),說(shuō)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(zhǎng)硫酸鋇的結(jié)垢時(shí)間,并對(duì)硫酸鋇形核有很大的抑制作用,但是對(duì)晶粒長(zhǎng)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(jī)理可能由小劑量效應(yīng)、電荷分散作用、螯合增溶機(jī)理和靜電斥力效應(yīng)等綜合作用構(gòu)成。 對(duì)高含鋇離子油田水質(zhì)(比標(biāo)準(zhǔn)更苛刻)進(jìn)行試驗(yàn),阻垢率仍能達(dá)到90%以上。在七個(gè)泉模擬水質(zhì)中進(jìn)行腐蝕試驗(yàn),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(duì)阻垢性能影響較小,可以同時(shí)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(jí)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(zhǎng)大并堆積成塘。一BaS04晶粒長(zhǎng)大條件會(huì)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(shí)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(cè)極板放入待測(cè)溶液中，然后測(cè)量極板之間流過(guò)的過(guò)測(cè)量溶液的電導(dǎo)率值來(lái)推理求得溶液中離子濃種重要指標(biāo)，也是最簡(jiǎn)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(dòng)力學(xué)是可行的。

混合初始開始記錄，每間隔一段時(shí)間讀取一次電導(dǎo)率值。試驗(yàn)測(cè)定在磁力攬拌器中進(jìn)行，以恒定的速度攬拌被測(cè)溶液，以保證試驗(yàn)結(jié)果的平行，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-1。因?yàn)楣{EC215型電導(dǎo)率儀的測(cè)試最高溫度為50°C，所以本實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)區(qū)間為30°C~50°C。2.1.3動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法試驗(yàn)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(chǔ)備液待用。(2)分別測(cè)定不同過(guò)飽和度溶液在30°C、35°C、40°C、50°C下的電導(dǎo)率隨時(shí)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(yàn)測(cè)試過(guò)程中，要以恒定的速度攪拌被測(cè)溶液，以保證試驗(yàn)結(jié)果的平行。14

圖2-2不同溫度對(duì)結(jié)據(jù)量、結(jié)據(jù)率的影響圖2-2為不同溫度對(duì)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?yàn)槿芤夯旌虾螅捎诹蛩徜^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(lái)成據(jù)的Ba2+和S042就越少，結(jié)塘量和結(jié)拒率就會(huì)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(xiàn)[15]可知，此結(jié)論僅在100°C以下使用，在100°C以上
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張秋禹;侯振宇;袁定重;李丹;;綠色水處理劑的研究與應(yīng)用[J];安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

2 何亮;喬寧;熊蓉春;魏剛;;環(huán)氧琥珀酸共聚物的制備及對(duì)硫酸鋇的阻垢作用[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

3 劉利清;傅紹斌;鄒俊杰;廉軍豹;;七個(gè)泉油田采出水結(jié)垢情況分析及阻垢試驗(yàn)研究[J];長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)理工卷;2010年01期

4 殷德宏,王金渠,張雄福;PBTCA合成與結(jié)構(gòu)研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年01期

5 李紅霞;ATMP緩蝕阻垢性能[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2000年04期

6 張?jiān)?周鈺明;;磺酸甲胺基聚環(huán)氧琥珀酸的合成及緩蝕性能[J];腐蝕與防護(hù);2008年08期

7 姚廣致,成榮釗;阻垢劑對(duì)碳酸鈣垢的抑制能力[J];工業(yè)水處理;1986年04期

8 白義珍;;阻垢劑在鍋爐給水處理中的應(yīng)用[J];工業(yè)水處理;1993年06期

9 朱志良,張冰如,蘇耀東,倪亞明;PBTCA及馬—丙共聚物對(duì)碳酸鈣垢阻垢機(jī)理的動(dòng)力學(xué)研究[J];工業(yè)水處理;2000年02期

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(hào)：2868165