海上油田注水系統(tǒng)防垢劑效果評(píng)價(jià)及應(yīng)用

程耀麗

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131）

海上平臺(tái)目前在原油系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)使用多種化學(xué)藥劑，這些化學(xué)藥劑的使用效果都與油田生產(chǎn)密切相關(guān)。定期或不定期對(duì)海上平臺(tái)在用化學(xué)藥劑進(jìn)行全面評(píng)估，有利于及時(shí)掌握化學(xué)藥劑的使用效果，以促進(jìn)在用化學(xué)藥劑的性能不斷提高，同時(shí)也有利于對(duì)化學(xué)藥劑承包商進(jìn)行監(jiān)督，達(dá)到保證安全生產(chǎn)的目的。

本文就油田用防垢劑的阻垢性能進(jìn)行了研究評(píng)估，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，就藥劑使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了優(yōu)化、改進(jìn)的建議。

1 系統(tǒng)結(jié)垢因素的分析

結(jié)垢是油田水水質(zhì)控制中的常見(jiàn)問(wèn)題之一，會(huì)給油田生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重危害。水中各種結(jié)垢因素直接影響系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕，水系統(tǒng)的水質(zhì)變化。直接影響系統(tǒng)的結(jié)垢控制。結(jié)垢類(lèi)型包括CaCO3，CaSO4，BaSO4，SrSO4和鐵沉積物等[1]，下面根據(jù)預(yù)評(píng)估藥劑的使用現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研及分析結(jié)果判定系統(tǒng)的結(jié)垢類(lèi)型。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)使用藥劑及加藥情況

本次研究評(píng)估的防垢劑包括BF-03、BF-08、BF-16，分別使用在 A、B、C 油田，藥劑注入點(diǎn)和注入量見(jiàn)表1。

表 1 防垢劑 BF-03、BF-08、BF-16 在各油田的加藥位置及加注量

1.2 系統(tǒng)水質(zhì)分析

根據(jù)防垢劑在各油田現(xiàn)場(chǎng)工藝中的加注位置，（以防垢劑BF-03 為例，其加注位置見(jiàn)圖1）。從現(xiàn)場(chǎng)采集未加阻垢劑的水樣進(jìn)行水質(zhì)全分析（水質(zhì)分析具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2）。

圖1 A 油田水處理流程簡(jiǎn)圖

表2 系統(tǒng)水質(zhì)分析結(jié)果

從分析數(shù)據(jù)看出，所有的水質(zhì)中Ca2+、Mg2+、離子的含量大多偏高，水質(zhì)具有結(jié)垢傾向。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)垢樣分析

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)A 油田除砂器出口和核桃殼入口的結(jié)垢問(wèn)題嚴(yán)重?，F(xiàn)場(chǎng)采樣，依據(jù)HG/T 3534-2011 中污垢產(chǎn)物的測(cè)定對(duì)其組分進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 現(xiàn)場(chǎng)垢樣分析結(jié)果

2 防垢性能評(píng)價(jià)及優(yōu)化

2.1 室內(nèi)靜態(tài)評(píng)價(jià)[2]

針對(duì)各油田水質(zhì)的結(jié)垢類(lèi)型以碳酸鈣垢為主的特點(diǎn)，依據(jù)SY/T 5673-1993《油田用防垢劑性能評(píng)定方法》對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在用防垢劑進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 現(xiàn)場(chǎng)在用防垢劑阻垢性能評(píng)價(jià)結(jié)果

由表4 可以看出，防垢劑BF-08 和BF-16 在現(xiàn)場(chǎng)使用濃度下針對(duì)系統(tǒng)的阻垢效果優(yōu)良，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)防垢要求。防垢劑BF-03 的阻垢效果一般，需要進(jìn)行性能或者注入濃度的優(yōu)化。

2.2 藥劑優(yōu)化

根據(jù)化學(xué)藥劑阻垢性能評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)每種防垢劑的濃度進(jìn)行篩選優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，使藥劑的使用濃度更合理，為更好地控制水質(zhì)條件發(fā)揮作用。圖2為防垢劑BF-03、BF-08、BF-16 的濃度優(yōu)化數(shù)據(jù)。

由圖 2 可知，防垢劑 BF-03、BF-08 和 BF-16的阻垢性能隨著加藥濃度的增加而提高，加藥濃度分別在大于 25mg/L、17.4mg/L 和 30mg/L 后，阻垢率可達(dá)到90%以上。在石油天然氣行業(yè)，對(duì)阻垢劑性能的普遍要求為：加入量30mg/L，阻垢率≥90%。

圖2

2.3 防垢垢劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

根據(jù)以上優(yōu)化結(jié)果，A 油田防垢劑BF-03 在現(xiàn)場(chǎng)的使用濃度提高到25mg/L，其他油田的藥劑用量合理。運(yùn)行一段時(shí)間后，水質(zhì)條件都有了明顯改善，各取樣點(diǎn)加藥后的平均阻垢率均>90%，證明對(duì)防垢劑的阻垢性能評(píng)估和濃度優(yōu)化很好地抑制了系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題。

3 結(jié)論和建議

1）海上油田注水系統(tǒng)結(jié)垢的現(xiàn)象非常普遍，因此對(duì)其采取有效地控制研究非常必要。

2）通過(guò)對(duì)各油田系統(tǒng)水質(zhì)和垢樣組成的分析，確定了各油田系統(tǒng)均屬于碳酸鈣結(jié)垢。

3）經(jīng)藥劑評(píng)估及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用確定防垢劑BF-08和BF-16 在原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)使用濃度下，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)防垢要求；防垢劑BF-03 在原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)使用濃度下阻垢率偏低，經(jīng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后，確定使用濃度由20mg/L 提高到25mg/L，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行一段時(shí)間后，效果良好，有效控制了注水系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題。