錢慧娟 張寅曼 侯志峰 羅忠貴 陳新萍

1東北石油大學(xué)2大慶師范學(xué)院3大慶油田采油一廠

三元復(fù)合驅(qū)油井pH值與鋇結(jié)垢的關(guān)系*

錢慧娟1；2張寅曼3侯志峰2羅忠貴2陳新萍2

1東北石油大學(xué)2大慶師范學(xué)院3大慶油田采油一廠

為研究三元復(fù)合驅(qū)油井pH值與鋇結(jié)垢的關(guān)系，對大慶油田采油四廠杏六區(qū)的5口三元驅(qū)油井進行了跟蹤取樣分析。結(jié)果表明：每口井三元復(fù)合驅(qū)油井采出液中鋇離子濃度略有差別，但總體趨勢是隨pH值的增加鋇離子濃度也增加，當(dāng)pH值達(dá)到9.5左右時，鋇離子濃度下降明顯。對于采出液中鋇離子含量高的區(qū)塊來說，pH值升高，BaCO3結(jié)垢速度加快；當(dāng)pH值達(dá)到9.5左右時，BaCO3結(jié)垢的相對量會有質(zhì)的提高。

三元復(fù)合驅(qū)；pH值；鋇；結(jié)垢；溶度積

1 技術(shù)背景

隨著油田開采進入中后期，油井結(jié)垢問題日益突出。結(jié)垢可發(fā)生在從地層到地面管網(wǎng)的各個部位[1]。油田生產(chǎn)過程中最為常見的垢質(zhì)類型有碳酸鈣(鎂)、硫酸鈣(鎂)、碳酸鋇、硫酸鍶、硅酸鹽等[2]。目前，對于碳酸鈣（鎂）的結(jié)垢規(guī)律研究的很多，對其結(jié)垢危害已取得廣泛共識；但對于碳酸鋇的研究相對較少些，對其結(jié)垢危害的認(rèn)識還很少。國內(nèi)某些油田和區(qū)塊，尤其是三元復(fù)合驅(qū)油井，已發(fā)現(xiàn)個別油井采出液中鋇離子含量高于鈣離子含量。

碳酸鋇的溶度積為8.1×10-9（25℃），而碳酸鈣的溶度積為8.7×10-4（25℃），溶度積小的先沉積。采出液中鋇離子含量高的油井，其結(jié)垢速率要比沒有鋇的更快。因此，分析三元油井pH值與鋇結(jié)垢關(guān)系意義重大，可以為除、防垢措施的開展提供重要依據(jù)。

2 油井鋇結(jié)垢與pH值的關(guān)系

為研究三元復(fù)合驅(qū)油井pH值與鋇結(jié)垢的關(guān)系，對大慶油田采油四廠杏六區(qū)的5口三元驅(qū)油井進行了跟蹤取樣分析。自2012年11月至2014年2月期間，對5口油井的采出液和垢質(zhì)成分進行分析，總結(jié)出三元油井pH值與鋇結(jié)垢的關(guān)系。

2.1 三元復(fù)合驅(qū)油井中鋇離子濃度的變化

由5口三元復(fù)合驅(qū)油井鋇離子變化特征可知：采出液中Ba2+濃度先上升后下降，主要原因是NaOH與巖石礦物反應(yīng)，使巖石礦物中的Ba2+溶出，導(dǎo)致Ba2+濃度升高；生成的Ba2+與采出液中的CO32-生成沉淀，隨堿液注入，CO32-濃度持續(xù)升高，生成的碳酸鋇含量增加，因此導(dǎo)致Ba2+濃度下降。

2.2 鋇離子濃度與pH值的變化特征

由5口三元復(fù)合驅(qū)油井垢樣中的BaCO3含量和鋇離子濃度與pH值的關(guān)系可知：

（1）在井1中，隨采出液pH值升高，鋇離子濃度增加；當(dāng)pH=9.65左右，鋇離子濃度下降明顯。

（2）在井2中，當(dāng)pH=9.65左右，鋇離子濃度下降明顯。垢樣分析結(jié)果表明，因垢檢泵前后油井采出液pH值在9.5～9.8范圍內(nèi)，垢樣中BaCO3為7%左右。

（3）在井3中，當(dāng)pH=9.92左右，鋇離子濃度下降明顯。垢樣分析結(jié)果表明，因垢檢泵前后油井采出液pH值在9.3～9.6范圍內(nèi)，垢樣中Ba-CO3為1%左右。

（4）在井4中，當(dāng)pH=10.35左右，鋇離子濃度下降明顯。垢樣分析結(jié)果表明，因垢檢泵前后油井采出液pH值在9.8～10.6范圍內(nèi)，垢樣中BaCO3為15%左右。

（5）在井5中，隨pH值增加，鋇離子濃度增加；目前，該井pH值平均值為8.43，最大值達(dá)到9.69；由于該井pH值的水平較低，因此，現(xiàn)場還未見垢。

3 結(jié)論及認(rèn)識

經(jīng)對喇嘛甸油田北東塊二類油層強堿三元復(fù)合驅(qū)觀察井結(jié)垢情況的跟蹤調(diào)查及現(xiàn)場試驗，以及對采油四廠杏六區(qū)的5口三元驅(qū)油井的采出水跟蹤取樣分析及垢樣檢測分析，取得如下認(rèn)識：

（1）每口井三元復(fù)合驅(qū)油井采出液中鋇離子濃度略有差別，但總體趨勢是隨pH值的增加鋇離子濃度也增加，當(dāng)pH值達(dá)到9.5左右時，鋇離子濃度下降明顯。

（2）垢樣中BaCO3的含量隨pH值的增加而增加，當(dāng)pH值達(dá)到9.5左右時，BaCO3的含量由1%左右迅速升高，即結(jié)垢達(dá)到中期時，BaCO3的成垢速度增加。

（3）三元復(fù)合驅(qū)油井結(jié)垢過程中，鋇結(jié)垢過程與油井采出液pH值存在一定關(guān)系。對于采出液中鋇離子含量高的區(qū)塊來說，pH值升高，BaCO3結(jié)垢速度增加；當(dāng)pH值達(dá)到9.5左右時，BaCO3結(jié)垢的相對量會有質(zhì)的提高。

[1]宋時權(quán)，蔣紹輝，張云芝，等．油田防垢概況[J]．石油化工腐蝕與防護，2011，28（1）：5-7.

[2]錢慧娟，孫赫，侯志峰，等．油田用堿性除垢劑的研制[J]．油氣田地面工程，2012，31（12）：103-104.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.015

基金論文：黑龍江省自然科學(xué)基金面上項目“三元復(fù)合驅(qū)舉升系統(tǒng)分子態(tài)垢形成及化學(xué)控制技術(shù)研究”（B201117）。