SY-J除垢剂对三元复合驱集油管线垢质清除效果研究

吴 昊

（大庆油田有限责任公司 第一采油厂,黑龙江 大庆 163111）

在三元复合驱中后期，部分油井地面集输管线出现结垢，结垢厚度10～20mm，其主要成分为硅铝酸盐和碳酸盐混合垢，严重影响了集油管线输油效率[1,2]。目前，针对集油管线沉积物堵塞主要采用空穴射流、酸洗解决。空穴射流成本较高，酸洗腐蚀性较重、清洗效果不理想[3,4]。因此，选择一种适用于三元复合驱中后期的碱性除垢剂将会避免空穴射流、酸洗的弊端，对地面集油管线除垢具有重要意义。

1 实验部分

1.1 药品及仪器

（1）油田垢 取自杏六三元复合驱区块集油管线，垢组成为硅铝酸盐68.6%、CaCO3及BaCO321.3%、原油等有机质8.7、其它成份1.4%。其它垢样组成见表1。

（2）SY-J除垢剂 大庆师范学院结垢与腐蚀所研制，碱性，配方组成为主剂剂15%、渗透剂0.1%、重油清洗剂0.3%、分散剂5%、阻垢剂2%，其余成分为自来水。除垢剂对A3钢腐蚀速度小于0.025mm·a-1。

（3）实验仪器 36目过滤筛、恒温水浴（精度±0.1℃）、烘箱（精度±0.5℃）、分析天平（精度 1mg）。

1.2 实验方法

称取5g现场垢样置于250mL具塞三角瓶中，加入100mL一定浓度的SY-J除垢液，在一定温度下进行除垢试验。除垢后，采用过滤筛过滤并洗涤，将滤渣转移至105℃烘箱中干燥12h，转入干燥器内恒重测量，计算除垢率。分别考察温度、除垢剂浓度、除垢时间、垢样组成对除垢效果的影响，建立SY-J除垢剂应用工艺条件。

2 结果与讨论

2.1 除垢温度优选

除垢剂浓度为50%，除垢时间24h。在40～70℃范围内，考察7个温度节点对除垢效果的影响，结果见图1。

图1 温度对除垢剂除垢率的影响Fig.1 Effect of temperature on the scale removal rate

由图1可知，随温度升高，除垢剂除垢率逐渐升高；温度低于55℃时，除垢率随着温度的升高速率较大；温度达到55℃时，除垢率达到90.4%，之后随温度高除垢率增加幅度变小；温度70℃时，除垢率可达96.6%。由于碱性络合剂对硅化合物的溶解和对碳酸钙的螯合作用均为吸热反应，另外高温有利于重油清洗剂对垢质表面油污的清除作用，增加除垢剂与垢中硅酸盐、碳酸盐接触反应，温度升高有利于提高除垢剂的除垢效果。根据室内测定结果，结合现场施工条件，以常规热水配置除垢液即可达到除垢问题，不需要再增加升温措施。

2.2 除垢剂浓度优选

除垢温度55℃，除垢时间24h。考察30%～70%浓度范围内5个浓度节点的除垢效果，结果见图2。

图2 浓度对除垢剂除垢率的影响Fig.2 Effect of concentration on scale removal

随着除垢剂浓度的升高，除垢率先快速升高后缓慢升高，除垢剂浓度为50%时除垢率为88.6%，除垢剂浓度为70%时除垢率为93.1%。增加除垢剂浓度可以提高除垢率，由于除垢液对垢质矿物容纳总量有限，过高的除垢剂浓度对除垢率的提高效果并不是太明显，考虑到除垢经济性，除垢剂浓度采用50%。

2.3 除垢时间对除垢效果的影响

除垢温度55℃，除垢剂浓度50%，选择5个除垢时间，考察不同除垢时间对除垢效果，结果见图3。

图3 除垢剂在不同时间下的除垢率Fig.3 Scale removal rate at different time

由图3可知，除垢时间12h以内除垢率快速升高，说明除垢剂对垢的溶解速度较快，大部分垢质在12h内破碎溶解，除垢率达到81.6%。12h之后除垢率缓慢增加，16h除垢率达到87.9%，较长的除垢时间可以使除垢反应充分。考虑现场施工时间，现场除垢时间不低于16h。

2.4 除垢剂对垢质组成的适应性评价

除垢剂浓度50%、除垢温度55℃、除垢时间16h。选取5个不同硅酸盐、碳酸盐含量的垢样进行除垢实验，结果见表1。

表1 除垢剂对不同三元复合驱垢质的除垢率Tab.1 Scale removal rate for different scale of ASP

由表1可知，随着硅铝酸盐含量的升高除垢率逐渐升高，硅酸盐含量超过40%，除垢率大于80%，碳酸盐含量高除垢率相对偏低，SY-J除垢剂更适合对硅酸盐含量高的垢清除。SY-J除垢剂对于硅铝酸盐含量高于40%的垢有良好的除垢作用。

3 结论

除垢剂SY-J具有对管线设备无腐蚀，不产生气体，不会造成二次结垢，对硅铝酸盐含量超过40%的垢质清除，适合强碱三元复合驱集输系统除垢。最优除垢条件为除垢剂浓度为50%、温度为55℃以上、除垢时间不低于16h，除垢率可达80%以上。