三元復合驅油井pH值與鋇結垢的關系*

錢慧娟 張寅曼 侯志峰 羅忠貴 陳新萍

1東北石油大學2大慶師范學院3大慶油田采油一廠

三元復合驅油井pH值與鋇結垢的關系*

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2大慶師范學院3大慶油田采油一廠

為研究三元復合驅油井pH值與鋇結垢的關系，對大慶油田采油四廠杏六區(qū)的5口三元驅油井進行了跟蹤取樣分析。結果表明：每口井三元復合驅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pH值達到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結垢速度加快；當pH值達到9.5左右時，BaCO3結垢的相對量會有質的提高。

三元復合驅；pH值；鋇；結垢；溶度積

1 技術背景

隨著油田開采進入中后期，油井結垢問題日益突出。結垢可發(fā)生在從地層到地面管網(wǎng)的各個部位[1]。油田生產過程中最為常見的垢質類型有碳酸鈣(鎂)、硫酸鈣(鎂)、碳酸鋇、硫酸鍶、硅酸鹽等[2]。目前，對于碳酸鈣（鎂）的結垢規(guī)律研究的很多，對其結垢危害已取得廣泛共識；但對于碳酸鋇的研究相對較少些，對其結垢危害的認識還很少。國內某些油田和區(qū)塊，尤其是三元復合驅油井，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，其結垢速率要比沒有鋇的更快。因此，分析三元油井pH值與鋇結垢關系意義重大，可以為除、防垢措施的開展提供重要依據(jù)。

2 油井鋇結垢與pH值的關系

為研究三元復合驅油井pH值與鋇結垢的關系，對大慶油田采油四廠杏六區(qū)的5口三元驅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成分進行分析，總結出三元油井pH值與鋇結垢的關系。

2.1 三元復合驅油井中鋇離子濃度的變化

由5口三元復合驅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，使巖石礦物中的Ba2+溶出，導致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口三元復合驅油井垢樣中的BaCO3含量和鋇離子濃度與pH值的關系可知：

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

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

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

（4）在井4中，當pH=10.35左右，鋇離子濃度下降明顯。垢樣分析結果表明，因垢檢泵前后油井采出液pH值在9.8～10.6范圍內，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 結論及認識

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

（1）每口井三元復合驅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pH值達到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pH值達到9.5左右時，BaCO3的含量由1%左右迅速升高，即結垢達到中期時，BaCO3的成垢速度增加。

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

[1]宋時權，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：黑龍江省自然科學基金面上項目“三元復合驅舉升系統(tǒng)分子態(tài)垢形成及化學控制技術研究”（B201117）。