三次采油集输管线结垢及腐蚀机理研究

论文摘要

三次采油的聚驱和三元复合驱(ASP)是油田开采后期为提高原油采收率而提出的一种全新的三次采油技术,聚合物驱可提高采收率10%,复合驱可提高采收率15%~20%。三次采油是油田开发技术上的一次飞跃,与二次采油相比,它借助物理和化学的双重作用,提高驱油的波及体积和效率。经过近20年的研究和实践,中国的化学驱在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。伴随着三次采油技术的广泛应用,在集输管线上出现了严重的结垢和腐蚀现象,并且结垢严重的地方,腐蚀也非常严重。这一现象的存在严重影响了生产效益及三元复合驱技术的进一步推广。所以在大力推广ASP采油技术的同时,有必要对三元复合驱结垢、腐蚀的影响因素、腐蚀机理及防护方法进行研究和评价。本文通过对ASP的采出液和注入水进行化学分析及调研,确定影响集输管线结垢和腐蚀的主要化学剂为碱、表面活性剂和聚合物。为了准确分析ASP各化学剂对集输管道结垢和腐蚀的影响,分别考察了一元加碱体系、二元复合体系、三元复合体系中成垢离子浓度随时间的变化情况,以及挂片在上述体系中腐蚀速率的变化规律,确定影响结垢和腐蚀的主要化学剂,实验结果表明:碱为影响结垢和腐蚀的主要因素,表活剂和聚合物起协同作用。同时考查不同温度(30℃、45℃、60℃、70℃)对结垢和腐蚀的影响,确定了温度是影响结垢和腐蚀的主要外在因素,升高温度,增大了成垢和腐蚀速率。同时根据分析结果,针对集输埋地管道腐蚀,从内、外两个方面的腐蚀防护、阴极保护等方面论述了防腐蚀的应对措施,并指出了防腐蚀层、阴极保护并重的防腐蚀措施的重要性。采用FTIR、XRD、TG/DTA、AAS、SEM、XPS等分析手段,对模拟现场生成的垢样和腐蚀产物进行表征,确定产物的组成和晶型。垢样中主要含有碳酸盐、硅酸盐和少量的腐蚀产物,表明结垢和腐蚀相互影响,得出了与前面实验结果相一致的结论。通过以上研究,总结出影响三元复合驱集输管道结垢和腐蚀的主要因素。为三元复合驱技术的进一步发展,完善油田防垢、防腐工艺,提高注采化学剂的有效利用率具有深远意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 ASP 综述
• 1.1 ASP 技术及驱油用化学剂
• 1.1.1 聚合物
• 1.1.2 表面活性剂
• 1.1.3 碱
• 1.2 ASP 采出水的特点及对集输管线的影响
• 1.2.1 ASP 采出水的特点
• 1.2.2 ASP 采油污水对集输系统的影响
• 1.2.3 ASP 采油污水回注标准
• 1.3 ASP 集输管线结垢现状与防垢技术
• 1.3.1 ASP 集输管线结垢现状
• 1.3.2 结垢影响因素
• 1.3.3 油田集输管线采用的结垢防护技术与措施
• 1.4 ASP 集输管线腐蚀现状与防腐技术
• 1.4.1 ASP 集输管线腐蚀现状
• 1.4.2 ASP 集输管线腐蚀影响因素
• 1.4.3 三次采油区块集输管线采用的腐蚀防护技术与措施
• 1.5 本文研究的主要内容及意义
• 第二章 化学剂对集输管线结垢的影响研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 主要试剂与工作液
• 2.1.3 实验内容
• 2.2 水质分析
• 2.3 成垢影响因素分析
• 2.3.1 化学剂对注入污水中成垢离子影响
• 2.3.2 温度对结垢的影响
• 2.4 结垢动力学研究
• 2.4.1 单一加碱体系结垢动力学研究
• 2.4.2 三元复合体系结垢动力学研究
• 2.5 ASP 结垢产物表征
• 2.6 本章小结
• 第三章 化学剂对集输管线腐蚀的影响研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验仪器与药品
• 3.1.2 实验试液与挂片
• 3.1.3 实验内容
• 3.2 注入污水中腐蚀影响因素分析
• 3.2.1 化学剂对注入污水腐蚀的影响
• 3.2.2 三元采出水与区块水混配对腐蚀的影响
• 3.2.3 细菌对腐蚀的影响
• 3.2.4 温度对腐蚀的影响
• 3.3 ASP 腐蚀产物表征
• 3.3.1 注入污水腐蚀产物表征
• 3.3.2 二元体系腐蚀挂片表征
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要