某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究.pdf
《某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、水处理与注水工程仲婷等:某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究油气田地面工程 https:/某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究仲婷1贺珊1薛雷2李鑫3权玲1王辉31玉门油田分公司生产服务保障中心装置运行部2玉门油田分公司老君庙采油厂青西联合站3玉门油田分公司老君庙采油厂老君庙作业区摘要:受地质条件和注水水质的要求,某联合站接收来自不同 Y1和 Y2层位的采出水,在采出水处理设备、管线和井筒中出现大量的结垢产物,影响了联合站水处理系统的正常运行。为避免这种情况,在采出水水质分析的基础上,通过 Scalechem 结垢趋势模拟软件,考察不同层位采出水的配伍性、结垢趋势、结垢量和结垢类型,结合室内实
2、验验证了模拟结果的准确性,随后对不同类型的阻垢剂进行筛选,将化学阻垢法和工艺阻垢法结合,实现复合式清垢技术。结果表明:在 Y1Y2=0.60.4时,结垢量最大为 366.46 mg/L,结垢产物为 CaCO3和 BaSO4;随着温度上升,CaCO3和 SrCO3的结垢量有所增加,BaSO4的结垢量有所减少;随着压力上升,CaCO3和BaSO4的结垢量有所下降;当 DTPMPAPASP 的复配比例为 11 时,阻垢率为 94.2%,该配方最大程度发挥了阈值、螯合增溶、晶体错位作用;距离油区出口 20 m 后的管段是流速较低、容易结垢的区域,可安装械清管器,实现定期清除结垢产物的目的。关键词:采出
3、水;阻垢;清垢;结垢量;结垢类型Analysis of Produced Water Quality and Study on Scale Inhibition Technology of aMulti-purpose StationZHONG Ting1,HE Shan1,XUE Lei2,LI Xin3,QUAN Ling1,WANG Hui31Device Operation Department of Production Service Guarantee Center,Yumen Oilfield Branch2Qingxi Multi-purpose Station of Lao
4、junmiao Oil Production Plant,Yumen Oilfield Branch3Laojunmiao Operation Area of Laojunmiao Oil Production Plant,Yumen Oilfield BranchAbstract:Due to the requirements of geological conditions and injection water quality,a multi-pur-pose station receives produced water from different Y1 and Y2 formati
5、ons,and a large number of scaleproducts appear in the produced water treatment equipment,pipeline,and shaft,which affects thenormal operation of the multi-purpose station water treatment system.In order to avoid this problem,on the basis of the produced water quality analysis,the compatibility,scali
6、ng trend,scale amount,and scale type of produced water at different levels are investigated by Scalechem scaling trend simulationsoftware.The accuracy of simulation results is verified through laboratory experiments.Then differenttypes of scale inhibitors are screened,chemical scale inhibition metho
7、d and process scale inhibitionmethod are combined to realize compound scale removal technology.The results show that whenY1:Y2=0.6:0.4,the maximum amount of scaling is 366.46 mg/L,and the scaling products are CaCO3and BaSO4.With the increase of temperature,the scale formation of CaCO3and SrCO3increa
8、ses,while the scale formation of BaSO4decreases.With the increase of pressure,the scale formation amountof CaCO3and BaSO4decreases.When the mixture ratio of DTPMPA:PASP is 1:1,the scale inhibitionrate is 94.2%,which shows that the formula exerts the effects of threshold value,chelation solubiliza-ti
9、on,and crystal dislocation to the greatest extent.The pipe section 20 m away from the oil zone outletis an area with low flow rate and easy scaling.Mechanical pigs can be installed to remove scaling prod-ucts regularly.Keywords:produced water;scale inhibition;scale removal;scale amount;scale typeDOI
10、:10.3969/j.issn.1006-6896.2024.01.00526第 43卷第 1期(2024-01)油气田地面工程 https:/水处理与注水工程目前,我国 80%以上的陆上油田仍采用注水开发的方式补充地层能量。在采出水处理及稳定的过程中,不同层位的采出水在联合站管线中混合,因彼此不配伍,在温度、压力、流速、pH 值等因素的影响下,采出水中的成垢阴、阳离子发生聚合反应,导致水处理设备、井筒及储层结垢1-2。水处理设备和管线结垢会引发垢下腐蚀,增加压力损失,严重时还会引发爆管现象;井筒结垢会降低油管的有效面积,使流动阻力和注水压力上升;储层结构会降低平均空气渗透率,影响储层的吸水指
11、数和注水效果,降低原油采出率。迄今为止,油田常见的阻垢手段有化学阻垢法、物理阻垢法和工艺阻垢法3-5,其中物理阻垢法是利用超声波、电场或磁场等对水中的成垢离子进行清除,虽然不造成水体的二次污染,但运行成本较高,且自控难度较大,故在本文中只考虑化学阻垢法和工艺阻垢法的应用。某年处理量 30104t原油的联合站汇集了 Y1和 Y2两个层位的采出液,分别进入两套三相分离器和电脱水器进行油、气、水的脱除,采出水在进入水处理工艺前通过汇管混合。近年来管线和设备腐蚀结垢现象时有发生,每年造成的停产、停工日多达 1524天,因此急需对水质结垢问题进行分析和研究。基于此,在对采出水水质分析的基础上,通过模拟和
12、室内实验,考察不同层位采出水的配伍性、结垢趋势、结垢量和结垢类型,并结合阻垢剂筛选结果,将化学阻垢法和工艺阻垢法结合,实现复合式清垢技术。研究结果可为同类油田采出水处理系统的阻垢、清垢提供实际参考。1实验1.1实验材料与仪器Y1和 Y2层位的采出水,来自某联合站三相分离器水相出口;有机膦酸类阻垢剂:乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)、氨基三亚甲基膦酸(AT-MP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠(DTPMPA)均为工 业 品;绿 色 友 好 型 阻 垢 剂:聚 天 冬 氨 酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)均为工业品。Quanta 450 型扫描电镜;D/MAX-2000 型 X 射线衍射仪。
13、1.2实验方法(1)参 照 SY/T 55232016 油 田 水 分 析 方法 和 SY/T 53292016 碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法 中的相关内容,对不同层位的采出水进行水质检测。(2)采用 OLI 公司的专业结垢趋势预测软件Scalechem 对采出水的配伍性进行分析6-7,研究不同因素对结垢趋势和结垢量的影响。(3)将混合水样用 0.45 m 的滤膜充分过滤,再用蒸馏水洗涤、干燥后得到结垢产物,通过扫描电镜和 X射线衍射仪测试垢样的微观形貌及物性组成,扫描角度 1080。(4)在混合水样中添加一定质量分数的阻垢剂,同时进行空白对照组实验,考察不同阻垢剂类型和浓度对阻垢效果的影
14、响,通过扫描电镜观察细微结构变化情况,确定阻垢机理。分别测定加入阻垢剂前后形成的垢样质量,实验时间为 24 h,公式如下:E=m0-m1m0(1)式中:E为阻垢率,%;m0为未添加阻垢剂时的水样结垢量,g;m1为添加阻垢剂时的水样结垢量,g。(5)利用 Pipesim 软件对从油区到水区的管线进行建模,考察不同位置处的流速变化情况,确定工艺阻垢清管器的安装位置。2结果与讨论2.1水质分析水质分析结果见表 1。按照苏林分类法,两层位 的 水 质 均 为 弱 碱 性、CaCl2水 型;Y1 层 位 的Ca2+、Mg2+含量较大,Y2 层位的 HCO3-、SO42-含量较大,且还有少量的 Ba2+、
15、Sr2+,在一定条件下两者混合后具有较大的结垢趋势,可能生成碳酸盐和硫酸盐。表 1水样离子成分分析结果Tab.1 Results of ionic composition analysis of water samplesmg/L层位Y1Y2K+505.11 789.5Na+19 251.438 152.1Ca2+472.354.6Mg2+145.232.8Ba2+0.450.41Sr2+14.314.6Cl-27 645.157 026.5SO42-2 401.24 078.3HCO3-1 375.44 426.72.2结垢预测利用 Scalechem 软件协调水质电性、pH 值和碱性,确定
16、 CO2饱和度和矿化度,在温度 20、压力101 kPa 的条件下,考察不同混合比例的结垢趋势27水处理与注水工程仲婷等:某联合站采出水水质分析及阻垢技术研究油气田地面工程 https:/如图 1 所示。单独存在 Y1 层位采出水时,结垢类型主要为 CaCO3,还有少量的 BaSO4,未见 SrCO3,这是由于 CaCO3和 BaSO4的溶度积较小,当水中的离子浓度大于溶度积时,形成过饱和溶液,沉淀析出;SrCO3的溶度积较大,此时水中的 HCO3-已经消耗殆尽,无法形成 SrCO3。单独存在 Y2层位采出水时,结垢类型为 CaCO3、BaSO4和 SrCO3,这与水中SO42-和 HCO3-
17、的含量较大有关。随着两者比例的不同,结垢类型和结垢量也有所不同,在 Y1Y2=0.60.4时,结垢量最大为 366.46 mg/L。图 1混合水样结垢趋势预测Fig.1 Scaling trend prediction of mixed water samples从水处理工艺、注水管线至注水井筒,其温度、压力、pH 值条件均不同,考察不同因素对结垢趋势和结垢量的影响,如图 2所示。考虑到采出液在油区经过的分离、沉降均为加热操作,故油区来水温度为 3040;注水管线沿程温度为 2540;注水井井筒温度与地温梯度相关,从井口到井底为 40100。由图 2a 可知,随着温度的上升,CaCO3和 Sr
18、CO3的结垢量有所增加,BaSO4的结垢量有所减少,一方面温度升高有利于 Ca(HCO3)2的分解,另一方面 CaCO3的溶解度也随温度升高而减小,促使更多的 CaCO3晶体成核从溶液中析出。BaSO4的溶解度随温度的升高而增大,温度越高,成核驱动的阻力越大,晶核的生长速度越慢,越不容易成垢8。SrCO3只有在高温条件下才能少量形成,这与混合水样中 HCO3-的含量有限相关。在现场水处理设备停产检修的过程中只发现了 CaCO3和BaSO4产物,预测结果与实际情况相符。水处理工艺区一般为常压,注水管线和注水井筒的压力为 1020 MPa。由图 2b可知,随着压力的上 升,CaCO3和 BaSO4
19、的 结 垢 量 均 有 所 下 降,无SrCO3结垢产物,这是由于压力增加减少了 HCO32-的电离,减少了 CO2的产生,降低了 CaCO3的生成;而 SrCO3明显对温度的变化更为敏感,由于模拟条件未处在高温区,故未生成 SrCO3;混合水样中 Ba2+的含量较少,故压力对其结垢量几乎不造成影响,均维持在 0.630.65 mg/L 之间。在现场近井口地面取样,发现了 CaCO3和 BaSO4产物,且从管道横截面积的堵塞程度分析,结垢量小于水处理设备,预测结果与实际情况相符。考虑到水处理过程中会加入缓蚀剂、阻垢剂、pH 值调节剂、除氧剂、絮凝剂等一系列药剂,且伴随着高温、高压条件下的湍流扰
20、动,混合水样的pH值属于实时动态变化。由图 2c可知,随着 pH值的上升,CaCO3的结垢量均有所上升,BaSO4的结垢量几乎不变,未见 SrCO3结垢产物。这是由于 pH值越大,水中 H+浓度越大,氢的去极化作用减弱,腐蚀效应减弱,但结垢效应增强,此外 H+=的增加还会促进 HCO32的增加,进一步增加 CaCO3的结垢量9。2.3结垢样品分析以实际水处理设备中的结垢样品进行材料表征分析(图 3)。在温度 35、常压条件下,结垢产物表面凹凸不平,有较大的起伏,与之前模拟得到的结垢量大幅增加的情况相符;放大 100倍后,垢样呈鳞片状不均匀覆盖,存在部分孔隙,表明垢样沉积速度较快,垢样致密性较差
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 联合 出水 水质 分析 技术研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。