劉丁榕(遼河油田茨榆坨采油廠采油作業(yè)一區(qū), 遼寧 盤錦 110206)
聚丙烯酰胺(HPAM)對油水井結(jié)垢影響的研究
劉丁榕(遼河油田茨榆坨采油廠采油作業(yè)一區(qū), 遼寧 盤錦 110206)
油水井結(jié)垢是我國油田注水后期存在的普遍性問題。而碳酸鈣垢是系統(tǒng)中垢的主要組成部分。本實驗研究在實驗室模擬條件下,研究聚丙烯酰胺(HPAM)的濃度、pH值、溫度對碳酸鈣形成的影響。
HPAM;油水井結(jié)垢;影響
DGG-9023A型電熱鼓風(fēng)干燥箱、電子天平、恒溫水浴槽、回旋振蕩器、無水CaCl2、NaHCO3、EDTA、KOH、NaOH、HPAM和鈣試劑等。
分別往兩個250mL錐形瓶中加入一定濃度的NaHCO3溶液和CaCl2溶液,然后加入HPAM溶液,最后加入蒸餾水至200mL,搖勻。將兩個錐形瓶密封放置在實驗設(shè)定溫度下的恒溫水浴中預(yù)熱30min后取出,將兩個錐形瓶中溶液迅速混合密封,放入回旋振蕩器中振蕩40min,然后將錐形瓶放在同一溫度恒溫水浴中恒溫8h。將反應(yīng)溶液放至冷卻后過濾滴定,計算溶液中剩余鈣離子濃度。以蒸餾水代替HPAM制備的溶液作為空白樣。
3.1 HPAM的濃度對碳酸鈣形成的影響
向反應(yīng)體系中加入HPAM溶液,濃度分別為100ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm,實驗結(jié)果如圖1。
圖1
從圖1中可以看出,溶液中剩余鈣離子的濃度隨著加入HPAM濃度的升高而先升高后降低并在HPAM濃度為300ppm時出現(xiàn)最大值。
3.2 HPAM溶液的pH值對碳酸鈣形成的影響
加入濃度為300ppm的2000萬分子量HPAM,用10%NaOH和1:1HCl將混合后溶液的pH值調(diào)節(jié)為7(空白樣不調(diào)節(jié)pH=7)、8、9、10、11、12并在60℃條件下反應(yīng)8h。冷卻后過濾,滴定溶液中剩余鈣離子濃度,實驗結(jié)果如圖2。
從圖2可以看出,pH值增大,溶液中剩余鈣離子濃度逐漸降低。實驗數(shù)據(jù)證實,隨著pH值的增大,在一定程度上促進了鈣離子以沉淀形式存在??瞻自囼灥内厔菀彩侨芤褐惺S噔}離子濃度隨著pH值的增大而減小,這也說明了:因為鈣離子與氫氧根離子生成氫氧化鈣絮狀沉淀,所以在堿性條件下絕大多數(shù)的鈣不以離子形態(tài)存在。兩者差值也證明HPAM對碳酸鈣生成的影響也隨著pH值的增大而減小。
圖2
3.3 HPAM溶液的溫度對碳酸鈣形成的影響
向反應(yīng)體系加入濃度為300ppm的2000萬分子量的HPAM并分別設(shè)置水浴溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃并反應(yīng)8h,同時我們也選取了以蒸餾水代替HPAM的空白組作為比對,實驗結(jié)果如圖3。
圖3
從圖3可以看出,HPAM組溶液中剩余鈣離子的濃度隨著溫度的升高而降低,在50℃和60℃時下降較緩慢;空白組溶液中剩余鈣離子濃度隨著溫度的升高而持續(xù)降低直至反應(yīng)完全(即溶液中剩余鈣離子濃度接近0時為止)。兩者的差值也可以看出溫度越低,HPAM對碳酸鈣的生成影響越大。
HPAM的加入可對油水井系統(tǒng)中碳酸鈣垢生成產(chǎn)生影響。較好的條件是:pH值的為7、溫度為40℃、HPAM濃度在300ppm時,碳酸鈣結(jié)垢最少,較利于油水井系統(tǒng)防垢。