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化学溶解机理 用酸或者螯合剂除去碳酸钙是常用的方法,对低溶解度的盐如硫酸钡采用机械和螯合剂的方法去除也是尽十年来应用的方法。Suncoo石油化工技术开发中心目前成功的开发了一系列的产品,MOGO除垢溶剂(MOGO great scale dissolvers—主要成分为复合螯合剂、表面活性剂、分散剂组成),它们可以通过各种有效的方法去除上述垢质。这些药剂通过饱和替代原理或螯合作用原理从化学上联接的金属离子(Ca2+,Ba2+, si2+等)形成水溶性的物质。 其中饱和替代原理是利用某种化学物质在饱和状态中替代不溶于酸的重垢(硫酸钙等),转化为能够溶于酸的物质从而深入进行酸化施工,提高采油指数,这种方法我们借鉴俄罗斯一些油田的实际经验,现场实验证明,清除结盐石油井的采油指数可以提高0.65 - 2 倍。 第二方式我们关心的是称为螯合作用的螯合形式,这是由含有供电原子的化合物和金属离子结合形成环状的结构。 我们可以探讨硫酸钡垢存在的体系。在水/盐水中硫酸钡的溶解度介于5-100mg/l,因而在溶液中存在一些钡离子: → 2+ 2- BaSO4 Ba + SO4 (1) ← 2+ → Ba + L ← BaL (2) "L"代表螯合剂 因为在反应(2)中钡被螯合,所以会有更多的硫酸钡溶解以便维持反应(1)的平衡,随着反应的继续进行,硫酸钡逐渐被溶解。 在实验室中我们已经观察到在垢的表面会形成一层薄的、软的几乎成胶状的沉淀。这是一层金属螯合物的膜,可以假定发生了如上所述的溶液反应。这种形式并不取决于实验溶液内垢的去向。 → 2- BaSO4(固体) + L ← BaL + SO4 不同形态的垢有不同的溶解速率,非常致密的非孔性垢有比较低的溶解速率。 MOGO溶垢解堵剂除垢 所有普通矿物的垢都可以用适当的MOGO溶垢剂和溶垢转化技术来解决。部分油井用适合的溶垢剂处理一次就可清除干净设备或使油井恢复满意的生产水平,个别井次需要两次或酸化辅助处理或采用物理方式(扩孔或水喷射)在用溶垢剂处理取得更好的效果。设备表面厚的垢沉淀可用水喷射除去,剩下的薄膜可以用MOGO溶垢剂除去,这样可以除去表面的晶核点并延迟垢的再沉积。或使用MOGO多功能除垢剂(添加溶剂等其它成分,配套技术)一次清除有机无机垢质来解决。 用酸除去碳酸盐是众所周知的方法,但是硫酸钡和硫酸锶的垢去除方法虽然有:盐酸或其它酸和还原剂/多价螯合剂或加EDTA解除,但是效果并不明显,主要原因是因为EDTA螯合剂对硫酸钙溶解性能一般,对硫酸钡和硫酸锶的溶解性能太低的缘故。 MOGO除垢专家技术的发展是在溶解碳酸盐垢的同时增强了硫酸盐能力。我们通过研究还发现对于碳酸盐为主要储油地层,在酸化前先进行MOGO溶垢剂的预处理,除去的垢总量会大大增加。 MOGO除垢解堵专家溶垢剂对钡、锶和钙的硫酸盐和碳酸盐垢有效,此外含有铁化合物(氧化物,氢氧化物或碳酸盐)的沉淀也可被除去。 在井下和地面处理时垢的溶解速率和垢的溶解总量一样重要,处理时间太长是不容易接受的,因为损失了宝贵的产油时间,在无机垢中吸着油沉淀的存在经常减缓溶解速率,所以MOGO还可以清除油气田井下和地面管道、设备的内表面由沥青,胶质,石蜡和无机垢质组成的混合垢质,解决上述问题。 影响垢溶解效果的因素 垢的溶解度影响二价阳离子被螯合的速率亦即溶解的速率。因为螯合作用仅仅发生在垢的表面,因此垢表面积对于液体容积之比决定溶解速率十分重要。过量的螯合剂是有利于垢质溶解的。这点便可引导出下列结论即在一定的空间内,浓度更高是有利的;但不一定总是对的。 |