油田水管线结垢机理及阻垢缓蚀新技术研究

论文摘要

油田采油进入高含水开发后期,长期回注开发过程带来大量的含油污水使注水管网系统严重的腐蚀结垢,为此对绿色环保阻垢缓蚀剂聚天冬氨酸进行系统地研究具有重要意义。研究油田注水管线的结垢过程和结垢机理以及各种影响结垢的因素,可以有效地预防结垢。通过分析在三元复合驱过程中油田注入水和产出水在管线中的结垢特点,合成适用于大庆油田注水管线的聚天冬氨酸产品,以降低管线的结垢和腐蚀程度。研究合成聚天冬氨酸的路线和最佳合成条件、产品的阻垢缓蚀效果;同时为降低药品投放成本,对聚天冬氨酸与其他阻垢剂进行了复配阻垢实验,并且聚天冬氨酸与其他缓蚀剂进行了复配缓蚀实验,收效很好。本文介绍以马来酸酐与铵盐或胺类物质为原料,采用热聚合法生成（聚）琥珀酰亚胺后水解生成聚天冬氨酸的方法,其产物热稳定性优异、聚合效果好,工艺流程简单。然后通过油田水的阻垢实验来筛选聚天冬氨酸的最佳合成条件、最佳投放量,由此来选择效果最佳的聚天冬氨酸样品。在此结论基础上,研究了不同分子量的聚天冬氨酸的缓蚀效果,聚天冬氨酸与其他盐类的复配作用,以及不同水温、盐度对缓蚀率的影响,验证了具有实际的应用价值的环保型的聚天冬氨酸-钨酸盐复合阻垢缓蚀水处理剂配方,其阻垢缓蚀性能优良。同时为提高投放药剂的利用率,对药剂缓释方法进行了调研,有利于进一步指导药剂的使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 一、国内外研究概况
• 二、研究目的及意义
• 三、主要研究内容
• 第一章 影响结垢的因素及结垢机理研究
• 1.1 管线垢样组成分析与油田水质分析
• 1.2 油田水结垢趋势预测
• 3 结垢机理'>1.3 CaCO₃结垢机理
• 1.4 影响碳酸钙垢溶解度的因素
• 1.5 本章小结
• 第二章 聚天冬氨酸作为阻垢缓蚀剂的优势
• 2.1 阻垢剂的类型
• 2.2 缓蚀剂的类型
• 2.2.1 无机缓蚀剂
• 2.2.2 有机缓蚀剂
• 2.3 聚天冬氨酸的阻垢优势
• 2.3.1 PASP 与其它阻垢剂的阻垢性能对比试验
• 2.3.2 PASP 投放量与阻垢率关系
• 2.4 影响聚天冬氨酸阻垢性能的因素
• 2.4.1 温度对PASP 阻垢率的影响
• 2.4.2 Ca2+浓度对阻垢率的影响
• 2.4.3 碱度对PASP 阻垢性能的影响
• 2.4.4 PASP 相对分子量对阻垢率的影响
• 2.5 聚天冬氨酸的阻垢机理
• 2.5.1 凝聚分散作用
• 2.5.2 晶格畸变作用
• 2.5.3 络合增溶作用
• 2.6 本章小结
• 第三章 聚天冬氨酸的合成及其阻垢效果
• 3.1 聚天冬氨酸合成方法的对比研究
• 3.1.1 以L-天冬氨酸为原料合成PASP 的方法
• 3.1.2 以马来酸酐和氨水为原料合成PASP 的方法
• 3.1.3 以马来酸酐和铵盐为原料合成PASP 的方法
• 3.1.4 以马来酸酐、氨及多元羧酸为原料合成PASP 的方法
• 3.2 聚天冬氨酸各种合成方法的比较
• 3.2.1 传统缩合聚合方法的比较
• 3.2.2 各种合成方法产物的特点
• 3.3 聚天冬氨酸最佳合成条件的确定
• 3.3.1 最佳合成原料比例的确定
• 3.3.2 最佳合成时间的确定
• 3.3.3 最佳合成温度的确定
• 3.4 阻垢率的测定方法
• 3.4.1 仪器与器材
• 3.4.2 分析纯试剂
• 3.4.3 溶液配制
• 2 气饱和盐水溶液'>3.4.4 用CO₂气饱和盐水溶液
• 3.4.5 实验步骤
• 3.5 各种因素对管线水阻垢效果的影响
• 3.5.1 不同温度下的PASP 阻垢效果
• 3.5.2 不同盐度下的PASP 阻垢效果
• 2+浓度下的PASP 阻垢效果'>3.5.3 不同Ca²⁺浓度下的PASP 阻垢效果
• 3^-浓度下的PASP 阻垢效果'>3.5.4 不同HCO₃^-浓度下的PASP 阻垢效果
• 3.6 PASP 与其它阻垢剂的配伍性
• 3.6.1 PASP 与氧化淀粉（OS）的复配协同效应
• 3.6.2 PASP 与PBTC 的复配协同效应
• 3.7 本章小结
• 第四章 聚天冬氨酸的缓蚀性能评价
• 4.1 PASP 的缓蚀性能实验
• 4.1.1 旋转钢片法实验原理
• 4.1.2 实验仪器及药剂
• 4.1.3 试样的制备
• 4.1.4 实验步骤
• 4.1.5 实验结果的评定
• 4.2 影响PASP 的缓蚀性能的因素
• 4.2.1 不同的PASP 浓度
• 4.2.2 不同的pH 值
• 4.2.3 不同PASP 的分子量
• 4.3 聚天冬氨酸的缓蚀机理
• 4.4 聚天冬氨酸的复配缓蚀性能
• 4.5 本章小结
• 第五章 聚天冬氨酸的环境影响评价及其应用前景
• 5.1 生物可降解性能研究
• 5.1.1 评价方法
• 5.1.2 生物可降解性的对比评价
• 5.1.3 生物降解性试验
• 5.1.4 聚合物生物降解机理
• 5.2 聚天冬氨酸的应用前景
• 5.2.1 绿色阻垢剂
• 5.2.2 缓蚀剂
• 5.2.3 分散剂
• 5.2.4 钻井液降粘剂
• 5.2.5 肥料增效剂
• 5.2.6 吸水树脂
• 5.2.7 聚天冬氨酸在其它领域的应用
• 5.3 聚天冬氨酸的缓释技术研究
• 5.3.1 微胶囊的制备原理
• 5.3.2 微胶囊制备方法的分类
• 5.3.3 囊化方法
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要