大庆油田三元复合驱结垢机理及防垢剂的研究
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摘要
三元复合驱提高采收率技术是油田开发后期的重要技术措施，大庆油田自2009年以来，三次采油区块不再安排聚合物驱，而全面开展三元复合驱，随着三元复合驱的推广使用，在油层近井地带以及采出液中均出现了结垢现象，垢的存在不仅造成生产隐患、降低生产效率、增大生产成本，同时还制约了三元复合驱技术的广泛应用。
本论文以大庆油田采油四厂实际情况为例，研究在油田开采过程中，三元复合驱强碱驱油体系采出液与地层岩石的相互作用，分析了三元复合驱强碱驱油体系采出液的结垢成因，并得出三元复合驱强碱驱油体系采出液的结垢机理。
针对三元复合驱强碱驱油体系采出液的成垢特点，确立以化学防垢剂作为三元复合驱强碱驱油体系采出液防垢的技术核心，确定了以自由基聚合的反应原理，设计了合成试验，自行研制出一种以马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸（AMPS）为反应单体，（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3为引发剂，去离子水为溶剂，适用于三元复合驱强碱驱油体系采出液的三元共聚型高分子防垢剂，通过研究防垢剂主单体摩尔比、引发合成温度、引发剂配比等实验条件对防垢效果的影响，由此得出最佳合成条件：n（MA:AA:AMPS:（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3）=0.5:1:0.019:0.0089，，通入氮气0.5h，引发温度60℃，引发剂滴加时间1.5h，继续反应时间2h。以配置的模拟现场注入水及采出液为研究对象，研究建立了三元复合驱防垢剂的评价方法。同时根据三元复合驱现场实验条件，在不同研究体系下评价了防垢剂的防垢效果，实验表明，防垢剂在20mg/L的用量下，综合防垢率达到85%以上。
为了验证结垢机理及防垢剂的合成，本论文采用了扫描电子显微镜、X射线能谱分析、傅立叶红外谱图分析等手段进行了分析测试，测试数据表明，得出与上述研究成果相一致的结论。
Asp flooding recovery is an important technical measure at late stage of oilfielddevelopment. Since2009, EOR blocks of Daqing oilfield have abandoned polymerflooding and adopted Asp flooding in an all-round way, with the wide use of Aspflooding, scale phenomenon exist in near bore zones and produced fluid. Theexistence of scale production not only cause hidden troubles to production, reduceproduction efficiency, increase production costs, restrict the wide application oftechnology of Asp flooding.
This paper takes actual situation in4factory of Daqing oilfield as an example,studies interaction of produced fluid of Asp flooding recovery and strata rocks inoilfield exploitation process, analyzes cause of scaling of Asp flooding, and get thescaling mechanism of Asp flooding produced liquid.
According to the scale forming characteristic of produced liquid in Asp flooding,a chemical scale inhibitor was established as technological core of scale preventionfrom produced liquid in Asp flooding. The reaction principle of the radicalpolymerization was determined. The synthetic tests was designed. Terpolymerpolymer scale inhibitor was self developed. Maleic anhydride (MA), acrylic acid(AA),2-acrylamide base-2methyl c sulfonic acid (AMPS) were adopted as thereactive monomers.(NH_4)2S_2O_8+NaHSO_3were adopted as the initiators.Deionizedwater were adopted as the solvent, this scale inhibitor was applied to the producedliquid in Asp flooding. Through investigating the influence of experimental conditionincluding the scale inhibitor main monomer molar ratio, initiating synthesistemperature, initiator partitioning exerted upon the antiscaling effect on. Hence camethe optimum synthesis conditions are n(MA:AA:AMPS:（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3)=0.5:1:0.019:0.0089. N2Pumped in0.5hour, invitation temperaturewas60℃, dropping time of the initiators was1.5hours; continuous reaction time was2hours. Taking simulated field injection water and produced liquid for research object,evaluation method of scale inhibitor of synthesis of Asp flooding was established. Atthe same time, according to present experimental condition of3-Dimension complexdrive, effect of scale inhibitor of synthesis was evaluated on different study system.Experiment showed that comprehensive inhibiting rate of scale inhibitor of synthesisreached over85%at the amount of20mg/L.
For validating scaling mechanism and synthesis of scale inhibitor, this paperadopted scanning electron microscope, energy-dispersive x-ray analysis, Fourierinfrared spectra analysis and other analytical method. Test date consistence toresearch results above.
本论文以大庆油田采油四厂实际情况为例，研究在油田开采过程中，三元复合驱强碱驱油体系采出液与地层岩石的相互作用，分析了三元复合驱强碱驱油体系采出液的结垢成因，并得出三元复合驱强碱驱油体系采出液的结垢机理。
针对三元复合驱强碱驱油体系采出液的成垢特点，确立以化学防垢剂作为三元复合驱强碱驱油体系采出液防垢的技术核心，确定了以自由基聚合的反应原理，设计了合成试验，自行研制出一种以马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸（AMPS）为反应单体，（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3为引发剂，去离子水为溶剂，适用于三元复合驱强碱驱油体系采出液的三元共聚型高分子防垢剂，通过研究防垢剂主单体摩尔比、引发合成温度、引发剂配比等实验条件对防垢效果的影响，由此得出最佳合成条件：n（MA:AA:AMPS:（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3）=0.5:1:0.019:0.0089，，通入氮气0.5h，引发温度60℃，引发剂滴加时间1.5h，继续反应时间2h。以配置的模拟现场注入水及采出液为研究对象，研究建立了三元复合驱防垢剂的评价方法。同时根据三元复合驱现场实验条件，在不同研究体系下评价了防垢剂的防垢效果，实验表明，防垢剂在20mg/L的用量下，综合防垢率达到85%以上。
为了验证结垢机理及防垢剂的合成，本论文采用了扫描电子显微镜、X射线能谱分析、傅立叶红外谱图分析等手段进行了分析测试，测试数据表明，得出与上述研究成果相一致的结论。
Asp flooding recovery is an important technical measure at late stage of oilfielddevelopment. Since2009, EOR blocks of Daqing oilfield have abandoned polymerflooding and adopted Asp flooding in an all-round way, with the wide use of Aspflooding, scale phenomenon exist in near bore zones and produced fluid. Theexistence of scale production not only cause hidden troubles to production, reduceproduction efficiency, increase production costs, restrict the wide application oftechnology of Asp flooding.
This paper takes actual situation in4factory of Daqing oilfield as an example,studies interaction of produced fluid of Asp flooding recovery and strata rocks inoilfield exploitation process, analyzes cause of scaling of Asp flooding, and get thescaling mechanism of Asp flooding produced liquid.
According to the scale forming characteristic of produced liquid in Asp flooding,a chemical scale inhibitor was established as technological core of scale preventionfrom produced liquid in Asp flooding. The reaction principle of the radicalpolymerization was determined. The synthetic tests was designed. Terpolymerpolymer scale inhibitor was self developed. Maleic anhydride (MA), acrylic acid(AA),2-acrylamide base-2methyl c sulfonic acid (AMPS) were adopted as thereactive monomers.(NH_4)2S_2O_8+NaHSO_3were adopted as the initiators.Deionizedwater were adopted as the solvent, this scale inhibitor was applied to the producedliquid in Asp flooding. Through investigating the influence of experimental conditionincluding the scale inhibitor main monomer molar ratio, initiating synthesistemperature, initiator partitioning exerted upon the antiscaling effect on. Hence camethe optimum synthesis conditions are n(MA:AA:AMPS:（NH_4）2S_2O_8+NaHSO_3)=0.5:1:0.019:0.0089. N2Pumped in0.5hour, invitation temperaturewas60℃, dropping time of the initiators was1.5hours; continuous reaction time was2hours. Taking simulated field injection water and produced liquid for research object,evaluation method of scale inhibitor of synthesis of Asp flooding was established. Atthe same time, according to present experimental condition of3-Dimension complexdrive, effect of scale inhibitor of synthesis was evaluated on different study system.Experiment showed that comprehensive inhibiting rate of scale inhibitor of synthesisreached over85%at the amount of20mg/L.
For validating scaling mechanism and synthesis of scale inhibitor, this paperadopted scanning electron microscope, energy-dispersive x-ray analysis, Fourierinfrared spectra analysis and other analytical method. Test date consistence toresearch results above.
引文
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