三元阻垢劑 油田專用三元驅阻垢緩蝕劑

QL-106三元區阻垢劑說明書

*一、一、概述

            三元復合驅是采用表面活性劑、聚丙烯酰胺、堿三者混配做石油驅替劑, 可大幅度提高采收率.三元復合驅分為強堿（NaOH）復合驅與弱堿(Na2CO3)復合驅。由于強堿對地下巖石有融蝕作用, 產生大量碳酸鹽、硅酸鹽垢.這些垢不但會堵塞油層孔隙, 減少驅替劑的波及面, 并可加大對油層的傷害，特別是在采出系統結垢后, 卡泵現象頻頻出現.弱堿（Na2CO3）雖然能減少三元液的融蝕現象.但由于配注水有一定的硬度, 與Na2CO3 混合后在地層溫度50 ℃ 左右就會馬上生成CaCO3垢.在配注水中加入防垢劑就可以避免或減少CaCO3 垢的生成.

*QL二、QL-106 三元驅阻垢劑的性能特點
 1、QL-106阻垢劑由多種有機磷羧酸、羧酸共聚物，通過其良好的協同效應復合而成。

*      2、QL-106阻垢劑在強堿三元復合驅、弱堿復合驅體系中均具優良的防垢性能。

*      3、QL-106阻垢劑的加入對三元體系的表面張力、界面活性、粘度影響不大。

4、本產品具有對碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、硅垢具有優良的防垢性能，可用于采出井采出液初期、中期、后期的防垢，減緩采出井的結垢，延長檢修周期。

三、使用方法

*、        加藥濃度：對于強堿三元驅體系，投加濃度為100mg/l.對弱堿三元驅體系加藥投加濃度50mg/l.

*2、      投加方式：根據配注水量用計量泵連續投加，投加量計算方式如下:

*強  四、產品質量標準

*外       外觀黃色至棕紅色透明液體

            PH(  1%) ≤2.5 

           比重（g/cm3） ≥1.2

           固 含量（%） ≥40

三元驅體系結構分析

三元驅采油工藝存在的結垢問題

*三元復合驅勢從化學驅中脫穎而出的一種新的三次采油技術，簡稱ASP。大慶油田經過多年的室內及礦場試驗表明：ASP工藝與水驅相比可提高采油20%以上。

*由于三元復合驅引入了堿（NaOH、Na2CO3),使得驅有體系在藏油環境和采出系統中嚴重結垢，在生產過程中舉升工藝結垢嚴重，出現機采井卡泵、檢泵周期縮短等現象，嚴重影響油田生產。

三元驅體系結垢機理

*三元復合驅成垢機理包括：

*碳酸鹽無機成垢（離子成垢）

*硅酸凝膠縮合脫水成無定形二氧化硅（膠體成垢）膠體因表面電荷發生變化的聚沉成垢。

*硅酸與二價金屬離子發生離子沉積反應生成硅酸鹽。

泥沙與其它微粒的共沉積成垢（分子成垢

碳酸鹽形成過程

三元復合驅體系的氫氧化鈉，一方面中和地層流體中的碳酸氫根生成碳酸根，另一方面吸收伴生氣中的二氧化碳生成碳酸根，碳酸根的增多會和溶液體系中的鈣、鎂、鋇等成垢離子形成碳酸鹽化學沉淀

無定性二氧化硅的形成過程

*三元復合驅流體在運移過程中，由于地層流體的稀釋作用，體系中的 p H 值降低（體系 H+相對增加），可溶性的硅開始發生聚合反應、脫水生成二聚硅酸、三聚硅酸，最后形成多聚硅酸(OH)2n+2SinOn-1，多聚硅酸發生縮合反應生成凝膠，形成空間網狀結構凝膠，在熱力學條件改變及摩擦下進一步脫水形成氧化硅。

硅酸鹽垢的形成過程

*高 p H 值、高硅采出體系中鈣鎂含量已經達到沉積平衡，由于地層流體的稀釋，使得體系中鈉、鉀、鎂、鈣、鐵離子進入體系，打破溶液體系平衡。硅酸在自身聚合的同時，硅酸負離子會與體系中的金屬陽離子發生反應產生沉淀。同時，聚合體空間結構中，也有鋁、鈣、鎂、鋇等離子參與到分子結構中，與硅氧四面體中活性氧結合形成-Si(O)2-O-M-O-Si(O)2。

*由于硅酸膠體表面的雙電層效應，當 n=1 時，陽離子的加入中和了硅膠體表面的電荷，使得硅聚合反應加速，陽離子起架橋作用。當 n>1 時，硅酸或硅膠與金屬陽離子形成難溶于水的硅酸鹽沉淀。

泥沙與其它微粒的共沉積過程

由于三元復合驅體系的高化學劑濃度，特別是聚合物濃度可達 500mg/L 以上，體系粘度可達 5cp 以上，采出流體攜帶出部分粉砂粒和其它化學沉積微粒。

由于泥沙微粒表面的吸附作用，使得泥沙對硅酸膠體、硅酸鹽微粒、碳酸鹽微粒、膠質、瀝青質產生較強吸附作用，它們之間也存在相互吸附作用，在外界力的作用（摩擦、流速、溫度、壓力、電荷等的變化），促使它們共同沉積下來，在重力場的作用下，能夠加速泥沙與其它微粒的共沉積。

三元復合驅成垢類型、主要成垢部位及各成垢部位垢的主要成份

*三元復合驅成垢主要是由于成垢陰離子與陽離子發生反應生成的無機沉積物、硅物質聚沉生成的硅酸鹽、水體系中懸浮物聚沉、腐蝕產物及泥沙等共沉形成的混合物。

*成垢部位：包括油層及近井地帶成垢、舉升系統成垢和地面儲、運系統成垢。

*成垢部位垢的主要組成：

  注入系統：多以碳酸鹽及氫氧化鎂形式存在。

  油 層 中：多以粘土礦物堆積為主。

  舉升系統：多以碳酸鹽和硅酸鹽為主。

地面儲運系統：多以碳酸鹽、硅酸鹽、泥沙、固懸物等共沉積為主。

 三元驅體系結垢規律

1、三元復合驅成垢控制性因素主要是 p H 值、硅含量、成垢陽離子含量和堿度。

2、碳酸根是影響碳酸鹽結垢的重要因素。

3、p H 值升高，體系中的碳酸氫根轉化為碳酸根，碳酸根與鈣、鎂、鋇等離子形成碳酸鈣垢的趨勢增大，因此 p H 值升高能夠促進碳酸鹽垢的形成。碳酸鹽成量量與體系鎂、鋇等成垢陽離子濃度有關。隨 p H值升高，鈣、鎂、鋇高的采出液成垢速度更快，結垢量更大。

4、 在碳酸根含量高時形成顆粒狀的碳酸鹽垢，在低碳酸根高硅含量體系中形成膠片狀硅酸鹽垢。在體系中的鈣離子未達到沉積平衡時，鎂離子不發生沉積反應。

5、硅離子促進了體系的結垢速度和程度。隨著硅離子的大量加入，陽離子沉積逐漸向平衡狀態移動。隨著鈣鎂鋇含量的增加，體系成垢量增大。體系中的陽離子是垢形成的關鍵性因素。預防結垢時應以穩定結垢體系中的陽離子為主。

6、在高 p H 值含硅溶液與低 p H 值含硬度溶液相遇混合時，混合液 p H 值越小硅垢成垢量越大，混合液 p H 值越大碳酸鹽成垢量越大。對硅酸鹽成垢，p H 值降低是成垢的關鍵性因素。由于硅酸根對鈣、鋇的懸浮穩定，在一定硅濃度下，鈣、鋇平衡濃度出現增高趨勢，而當碳酸根和硅酸根含量足夠高時，鈣、鋇平衡濃度再次降低。因此，在硅垢成垢后期，垢樣碳酸鹽含量有升高趨勢

7、在硅酸鹽結垢過程中，p H 值是影響硅沉積的關鍵因素，硅結垢過程中消耗H+離子，體系 p H 值呈現升高趨勢，TDS、電導率呈現降低趨勢，垢質總量逐漸增加。

8、隨體系初始 p H 的升高，硅離子平衡濃度增大，形成硅酸垢的速度變慢，極限成垢量降低，p H 越高，越不易形成硅酸垢，高硅體系遇到低 p H 值體系，成垢量較大。

9、在碳酸根和硅酸根含量較高的體系中，引起鈣、鎂、鋇成垢的主要因素是碳酸根，少量的硅引起鈣、鎂、鋇的沉積。在油田結垢過程中，同時存在鈣、鎂、鋇及硅結垢的體系，成垢物質主要是碳酸鹽和硅氧化物。

10、隨著采出液 p H 值升高，油井經歷碳酸鹽結垢、混合垢和硅酸鹽結垢期。碳酸鹽結垢期，垢樣組成以碳酸鹽為主，混合垢中碳酸鹽和硅酸鹽含量相當，硅酸鹽結垢期以硅酸鹽為主。

 11、處在同一垢樣沉積過程中，碳酸鹽垢先沉積，碳酸鹽沉積為硅酸鹽提供了附著點和晶核，碳酸鹽垢的粗糙表面增加了流體與管壁的摩擦，造成硅酸鹽的沉積，也體現了垢樣組成的非均質性。碳酸鹽沉積屬于晶體生長方式，形成的垢質致密，氧化硅沉積屬于膠體脫水成垢，顆粒間孔隙可見，垢質較疏松。

QL-106阻垢劑的阻垢機理

QL-106阻垢劑是含有羧基、羥基、膦酸基、磺酸基、氨基的多功能基團分子,單體上的羥基、羧基溶于水溶液時,都能離解成H+和酸根陰離子,這樣的鏈狀分子上有大量負電荷,這時形成了帶有幾個負電荷的鏈狀陰離子,這種長鏈的帶電荷的多價陰離子被碳酸鈣晶核吸附,由于同性電的相斥,使晶粒分散于水溶液中,防止它們聚凝而形成大的晶體,膦基具有極強與二價陽離子鰲和能力，磺酸基具有強烈的分散作用,多種功能基團并存于同一分子中,不同分子量聚合物共存于同一產品中發揮其防垢作用。同時藥劑吸附鰲合了成垢離子及使垢層發生了晶格畸變作用。產品中各種官能團協同作用一方面有效阻止、延緩無機鹽垢的生成，另一方面由于阻垢官能團強力的螯合性能有效控制采出液中游離陽離子的濃度，阻止陽離子與硅酸根的結合，加上優良的分散性能有效控制膠體硅的沉降從而有效控制硅酸垢的沉積。

QL-106阻垢劑三驅液對強堿、弱堿水質的阻垢率

1：弱堿復合驅水質

*  防垢劑添加量（ppm）        阻垢率（%）

*    10                           57.78

*    20                           87.85

*   30                               95.72

*   40                               97.35

*   50                               100

2：強堿復合驅水質

*  防垢劑添加量（ppm）            阻垢率（%）

*   50                              54.47

*   60                              55.85

*   70                              58.61

*   80                              65.33

*   90                              79.30

*   100                          82.05

*結論：根據弱堿、強堿三元驅碳酸鈣阻垢性能的評價方法，可以換算出，弱堿驅碳酸鈣阻垢劑的投加量為50ppm，強堿驅碳酸鈣阻垢劑的投加量為100ppm。從實驗結果可以看出，本品完全符合阻垢要求，即阻垢率大于80%。

實驗室評定結果

*1、QL-106三元驅阻垢劑在強堿驅采出液中在投加100mg/l時，阻垢率大于80%

*2、QL-106三元驅阻垢劑在弱堿驅采出液中在投加50mg/l時，阻垢率大于95%

*3、QL-106三元驅阻垢劑對聚合物體系的粘度、界面活性無影響。

使用方法：

*1、加藥濃度：對于強堿三元驅體系，投加濃度為100mg/l.對弱堿三元驅體系加藥投加濃度50mg/l.

*2、投加方式：根據配注水量用計量泵連續投加，投加量計算方式如下:

*強堿驅QL-106投藥量=100×配注水量（m3/h）/1000（kg/h）

*弱堿驅QL-106投藥量=50×配注水量（m3/h）/1000（kg/h）

包裝存儲

*1、QL-106阻垢劑由25kg、200kg、和1000kg塑料筒包裝。

*2、QL-106阻垢劑應儲存于陰涼干燥處、避免長期日曬雨淋。

*3、QL-106阻垢劑應避免強堿性物質在高濃度下混合。

急救措施

*皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。污染的衣物用水洗凈后再用。

*眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，就醫。

*吸入：無明顯毒性。

*誤服： 禁止催吐；切勿給失去知覺者通過口喂任何東西；用水漱口；請教醫生。