董长友 王勇 张铜耀 张旭东 尹洪超 卢显赫 段林林

摘 要：绥中36-1油田的注水管网中发现有结垢物存在，针对绥中36-1油田注水系统的特点，对碳酸盐垢、硫酸盐垢的结垢趋势分别进行了理论预测、计算机预测和实验验证，确定油田注水存在结垢倾向。经过对垢物的分析，确定其为碳酸钙垢，但不能形成硫酸盐垢。根据结垢特点，为绥中36-1油田注入水系统研制了BHF-04防垢剂，在现场注水井中加入BHF-04防垢剂试用了2个月后，注水管网中没有新的结垢物生成，防垢效果良好。

关 键 词：结垢;油田注水;碳酸钙垢;防垢剂;绥中36-1油田

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1400-02

Analysis and Prevention of Injected Water Scaling in SZ36-1 Oilfield

DONG Chang-you，WANG Yong， ZHANG Tong-yao，ZHANG Xu-dong，

YIN Hong-chao，LU Xian-he，DUAN Lin-lin

（CNOOC Energy Development Limited by Share Ltd. Engineering Branch，Tianjin 300452， China）

Abstract： There were scale substances in the water injection network of SZ36-1 oilfield. According to characteristics of SZ36-1 oilfield water injection system， theoretical prediction， computer prediction and experimental verification about the scaling trend of carbonate scale and sulfate scale were carried out， the trend of the oil field injected water scaling was determined. After analysis of the scale substances， the carbonate scale was identified， but there was not sulfate scale. According to the scaling characteristics， BHF-04 scale inhibitor for SZ36-1 oilfield injection water system was developed. After 2 mouths of injecting BHF-04 scale inhibitor to field water injection wells， there was not new scale formation in the water injection network， good scale prevention effect was obtained.

Kay words： Scaling; Water injection; Carbonate scale; Scale inhibitor; SZ36-1 oilfield

绥中36-1油田是中国海油在渤海海域发现的并已投入开发的一个上亿t的海上稠油油田，位于辽东湾海域辽西低凸起中段，平均水深30 m，油藏深度1 300～1 400 m，具有正常溫度和压力系统。根据总体开发方案，油田分两期进行开发：Ⅰ期投产时间为1993-1997年;Ⅱ期投产时间为2000-2001年。随Ⅱ期开发工程的进行，2010年在注水管网中发现有结垢存在，从CEP向Ⅰ期输送水源的海管结垢严重，导致Ⅰ期注水水源不足，针对绥中36-1油田的情况，我们需要筛选出最佳的防垢剂来解决结垢问题。

1 结垢机理研究

1.1 绥中36-1油田注入水水质研究

绥中36-1油田Ⅰ期和Ⅱ期开发注入水都用馆陶水、地层水、海水。这三种水的分析数据见表1。水质矿化度较高，钙镁离子含量高，有结垢趋势。

表1 注入水的水质分析

Table 1 The injected water quality analysis

1.2 碳酸钙结垢预测

目前常用的预测碳酸钙结垢趋势的方法，一是饱和指数（SI）法，另一个是饱和系数（S）法[1-3]。

饱和指数（SI）法，计算公式：

SI=PH-K-PCa-PAIK （1）

式中，SI为饱和指数。如果SI〈0，表示水中碳酸钙未饱和，不结垢;SI〉0表示结垢;SI=0表示稳定。

饱和系数（S）法，其计算公式如下：

S=P/L （2）

式中，S为饱和系数。若S>0时有结垢趋势;S<0时未饱和，无结垢趋势。

依以上理论，对sz36-1油田进行碳酸钙结垢预测，预测结果说明，绥中36-1油田3种注入水都有产生垢。

1.3 计算机预测

利用计算机进行CaCO3结构数量预测【4】，其公式为：PTB=17500{G-[x2+4（10K-PH）]1/2} （3）

判断标准：PTB<0，无垢;0250，结垢极为严重。经计算机预测，得到了馆陶水、海水、采出水按照不同比例混合作为3种注入水的结垢趋势及垢量。结果见表2，数据说明了3种注入水，其PTB数值大于0，但其PTB值均小于100，说明会产生少量的垢，这和理论公式预测结果是一致的。

表2 馆陶水、海水、采出水混合PTB值法预测结垢趋势

Table 2 Predicting scaling trend of Guantao water， sea water and produced water by PTB value method

序号 A∶B∶C PTB/（mol·L-1）

1 10∶0∶0 9.9

2 10∶0∶10 16.7

3 10∶2∶10 27.5

A为馆陶水; B为海水; C为采出水

1.4 硫酸盐结垢结果与分析

采用IS[5]法预测3种注入水硫酸盐的结垢趋势

IS=log[Mg][An]+PKC[T、p、u] （4）

在温度30、50、80 ℃下，3种注入水IS小于0，說无硫酸盐垢。

2 解决措施及效果

目前化学除垢法主要是参照石油天然气行业标准SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评价方法》，搜集了几种常用的防垢剂并且合成了几种有机磷酸类防垢剂。BHF-04防碳酸钙垢效果最好，结果见表3。

表3 BHF-04防垢剂与其它防垢剂防垢效果对比表

Table 3 Scale prevention effect comparison of BHF-04 scale inhibitor with other antifouling agents

防垢剂 加量/（mg？L-1） 阻垢率，%

BHF-04 10 96

HEDP 10 69

ATMP 10 85

PAPE 10 81

HPMA 10 77

STPP 10 71

从2010年10月开始，以10 mg/L的加剂量，加入BHF-04防垢剂，阻垢率达到96%，完全符合现场生产需要。此外随着温度升高阻垢率下降，当温度在10～80 ℃时，阻垢率在95%以上。随着防垢时间的加长，阻垢率降低。pH值、矿化度对防垢剂也存在一定影响，特别是矿化度增大，阻垢率降低。

3 结 论

（1）通过计算机预测和理论公式预测，可以确定绥中36-1油田的注水存在结垢倾向，可以确定为碳酸钙垢，但不能形成硫酸盐垢。

（2）通过对防垢剂的筛选， BHF-04做为绥中36-1油田的防垢剂，其实验结果阻垢率可达96%。

（3）现场实验证明BHF-04的阻垢效果良好。

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