硅垢防垢技术研究进展
2015-08-20赵梦婕刘利军周有祯谢京豫窦小龙
精细石油化工进展 2015年5期
关键词:二氧化硅
赵梦婕,刘利军,袁 辉,周有祯,谢京豫,窦小龙
(1.西南石油大学化学化工学院,成都 610500;2.西部钻探工程公司苏里格气田项目经理部,内蒙古乌审旗 017300;3.甘肃煤田地质局庆阳资源勘查院,甘肃庆阳 745000)
油田注水开采过程中结垢现象较为普遍,目前已发现的垢有120余种,其中硅垢质地坚硬,难处理。硅垢分为二氧化硅垢和硅酸盐垢,前者是无定形垢,后者主要指硅酸镁垢,通常也呈无定形。在自然条件下,二氧化硅垢为浅白色固体,硅酸盐垢通常是高水合非晶态物质,呈黏糊状。由于硅酸盐具有良好的防塌性能,对微裂缝有较好的堵漏作用,且对井壁有较好的固壁作用,近年来硅酸盐钻井液体系得到了广泛的应用[1],加剧了硅垢的形成。硅垢会堵塞油层孔隙,使注水压力升高,还会影响原油的运输,严重时使抽油机卡泵、断杆而导致停产,影响油田生产的正常运行,并带来巨大的经济损失。因此,油田结垢的防治是一项长期而艰巨的任务。
1 硅垢成垢机理
二氧化硅在水中有3种存在形式,即活性硅、胶体硅和微粒硅[2]。活性硅又称溶解硅,是二氧化硅溶解于水所形成的硅酸;在水中以多分子聚集态存在的硅酸化合物,因具有胶体的某些性质而被称为胶体硅;微粒硅的面积较大,由硅和水中的沙石及悬浮物共同组成。硅垢的形成过程相对复杂,在油田注水过程中,当微碱性注入水进入地层后,在其流动过程中,与地层中的岩石矿物发生反应,碱液对岩石矿物的溶蚀作用使得硅含量增加,形成的硅酸根以硅酸的形式存在。……
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