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1、西安石油大学高等继续教育毕业设计（论文） 高等继续教育毕业设计（论文）题 目 注水系统结垢影响因素研究 学 生_联系电话_指导教师_评 阅 人_教学站点_专 业_完成日期_毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期：
2、使用授权说明本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 摘 要结垢与防垢是油田注水开发中所遇到的重要问题之一，结垢往往会降低供、注水管道和油管的流量，引起地面设备和设施的磨损或堵塞，甚至堵塞注水流经的地层孔道，造成产能下降。本文综述了大庆油田注水系统的成垢的研究概况，分析了结垢类型及成垢的原因、危 害及防垢措施和除垢
3、措施，结合采集的数据及实验进行研究，对结垢情况做了进一步的分析，结果表明大庆采油厂所有注水都有碳酸钙结垢的倾向；使用清水和污水是不相溶的两种水，混合使用会产生较为严重的碳酸钙结垢，特别是当清水量在30%80%之间是碳酸钙结垢倾向教大。若采用清水污水交替注入方式，有时易为硫酸盐还原菌的繁殖提供适宜温度，当杀菌质量浓度不够时，易在井底产生FeS垢；注水中总铁量高，且浅井中的水有一定量的氧，在铁细菌与溶解氧的作用下，易在供水管线中产生含Fe(OH)3和Fe2O3的混合物垢。关键字：油田注入水；结垢机理；影响因素；预测目 录前 言4第1章 概 述51.1本文研究的背景及意义51.2 国内外油田结垢状况
4、51.3 本文的研究内容6第2章 油田水结垢综述72.1油田水结垢的原因72.2油田结垢的危害82.3油田水结垢防治措施92.3.1防垢措施92.3.2除垢措施10第3章 油田常见水垢类型及影响因素113.1碳酸钙垢及其影响因素123.1.1碳酸钙垢123.1.2影响因素123.2碳酸镁垢133.3硫酸钙垢及其影响因素143.3.1硫酸钙垢143.3.2影响因素143.4硫酸钡垢及其影响因素153.4.1硫酸钡垢153.4.2影响硫酸钡垢的因素15第4章 大庆油田采油厂结垢及结垢预测164.1 大庆采油一厂结垢预测164.1.1碳酸钙结垢预测164.1.2硫酸钙结垢预测164.2大庆采油二厂结
5、构趋势预测174.2.1碳酸钙结垢趋势预测174.2.2硫酸钙结垢趋势预测174.3大庆采油三厂结垢预测趋势174.3.1碳酸钙结垢预测174.3.2硫酸钙结垢预测184.4大庆采油四厂结垢趋势预测184.4.1碳酸钙结垢趋势184.4.2硫酸钙结垢预测184.5大庆采油五厂结垢预测184.5.1碳酸钙结垢预测194.5.2硫酸钙结垢19第5章 实验结果及分析讨论205.1其它影响因素205.1.1温度的影响205.1.2 压力的影响215.1.3 PH值的影响215.1.4流速的影响215.2清水污水混注时结垢原因分析215.3含铁混合物结垢225.3.1含铁化合物垢样225.3.2铁细菌2
6、3结 论24参考文献25致 谢26 前 言结垢是油田注水过程中的一个常见的破坏性问题。所谓结垢是指定条件下从水中析出的物质，通常是无机物质而且溶度积很小，结垢可能发生油田水系统的任何位置。注入水中HCO3-、Ca2+浓度较高，在注水过程中，随着注入水由地面进入地层，温度及流速均发生改变，导致注水系统和地层结垢现象非常严重。严重影响油田的开发效果。 油田中最常见的垢是碳酸钙，硫酸钙垢，硫酸钡垢，硫酸锶垢。通常把腐蚀产物（如碳酸亚铁，硫化亚铁，氢氧化铁和三氧化二铁等）以溶解度大，含量高，在一定条件下析出盐也包括在内。 影响结垢的因素很多，最重要的是水质成分。还包括温度，压力，注入水的ph植及盐的矿
7、化度等因素。对注水系统的结垢问题的预测问题是关键性的问题，预测油田系统的结垢趋势，判断结垢趋势的程度或结垢的可能性，并有效地预防与控制结垢，是采油工艺和油气水处理工艺中不可忽视的研究课题。根据大庆不同采油厂的水垢样的分析及结垢的主要成分，我们将对大庆不同采油厂碳酸钙垢及硫酸钙垢做主要的预测几分析，通过分析比较不同采油厂的结垢情况，预测大庆采油区的结构程度及概况。 总之，生产中的许多问题都是由水垢引起的，因而我们要及时的对其结垢情况进行预测和分析，从而有效的控制水垢。这对于任何一个高效注水设施来讲都是一个首要的课题！第1章 概 述1.1本文研究的背景及意义油田水的结垢类似原油的结蜡，是油田生产中
8、不可避免的要遇到的问题，这个问题随着油田产水的增加而变得越来越突出。大庆油田注入水中HCO3-、Ca2+浓度较高，在注水过程中，随着注入水由地面进入地层，温度及流速均发生改变，导致注水系统和地层结垢现象非常严重。根据现场作业测量，油管平均年结垢达3.68mm厚，结垢导致的地层堵塞使注水井吸水能力下降，严重影响该油田的开发效果。油田油水系统一旦产生结垢沉积，将引起一系列问题，其危害是相当大的。结垢为SRB的繁殖提供了极其有利的条件，结垢部位往往腐蚀比较严重，而且极易发生点蚀；结垢使缓蚀剂与金属表面难接触成膜，因而达不到应有的缓蚀效果；结垢会降低供注水管道和油管的能量，严重时还会引起管道的堵塞。预
9、测油田系统的结垢趋势，判断结垢趋势的程度或结垢的可能性，并有效地预防与控制结垢，是采油工艺和油气水处理工艺中不可忽视的研究课题。大庆油田注水系统中，有些区域的供水管线、注水井井筒管线及井底已出现了结垢现象.沉积在供水管线内表面的棕红色粉末垢及注水井井筒内表面的浅灰色致密片状垢，使管线内径变小，降低了水流截面积，增大了水流阻力和输送能量.黑色残渣垢沉积在注水井井底，造成了注水管道的堵塞，注水压力升高，影响了注水效率.另外，管线结垢引起了严重的垢下腐蚀、结垢和腐蚀促使大量的管线无法正常使用，管线多次穿孔，影响了原油的正常生产。为了防止结垢、维持正常的生产，必须对注水系统的结垢现象进行研究。1.2
10、国内外油田结垢状况注水采油时最常碰到的垢盐是碳酸钙垢、硫酸钙垢，另外还有硫酸钡垢和硫酸锶钡。根据结垢部位不同，分为地层垢、近井垢、井筒垢、设备垢。由于油田结垢对原油生产的种种不利影响，油田防垢除垢问题在国内外均引起极大重视。国内外几个油田的结垢状况可参见表1-1。表1-1 国内外几个油田结垢状况项目 成垢离子Ca2+Ba2+Sr2+HCO3-SO42-总矿化度主要结垢物美国默奇森地层水2124242960523857CaCO3CaSO4 BaSO4SrSO4注入水396-732820英国北海地层水1100210230250145841CaCO3BaSO4SrSO4注入水450-91702300
11、长庆马岭地层水65581271199-112705BaSO4SrSO4CaSO4CaCO3注入水67-1051青海尕斯库勒地层水2000-3001600200000CaCO3CaSO4注入水22-0.2310028塔里木轮南地层水9195-35366209160CaCO3注入水30-1118130500吐哈丘陵地层水58-15121596763CaCO3注入水60-125651.3 本文的研究内容结垢与防垢是油田注水开发中所遇到的重要问题之一，结垢往往会降低供，注水管道和油管的流量，引起地面设备和设施的磨损或堵塞，甚至堵塞注水流经的地层孔道，造成产能下降。本文综述了大庆油田注水系统的成垢的研究
12、概况，分析了结垢类型及成垢的原因、危害及防垢措施和除垢措施，重点讨论了油田水质和水垢的分析方法，结垢趋势预测的原理及计算方法，并简述了油田注入水中的混合注入结垢的情况，指出了纯在的问题和解决问题的可能途径。大庆采油厂注水系统的结垢问题，在详细的分析注水水质和垢样的基础上，对结垢情况进行了探讨和重点计算，结果表明大庆采油厂所有注水都有碳酸钙结垢的倾向；使用清水和污水是不相溶的两种水，混合使用会产生较为严重的碳酸钙结垢，特别是当清水量在30%-80%之间是碳酸钙结垢倾向教大。若采用清水污水交替注入方式，有时易为硫酸盐还原菌的繁殖提供适宜温度，当杀菌质量浓度不够时，易在井底产生FeS垢；注水中总铁量
13、高，且浅井中的水有一定量的氧，在铁细菌与溶解氧的作用下，易在供水管线中产生含Fe(OH)3和Fe2O3的混合物垢。第2章 油田水结垢综述2.1油田水结垢的原因碳酸钙是一种重要的成垢物质，也是油田开发生产中的最常见的无机垢，在油田水中的溶解度很小。在污水中加入PH调整剂，改变酸碱度，破坏其化学平衡，可使碳酸氢根离子不断理解为碳酸根和氢离子，大量的碳酸根和钙离子反应生成碳酸钙沉淀，三价铁离子生成氢氧化铁沉淀，利用高分子絮凝剂的网捕卷集作用，是沉淀物与污水中的悬浮固体等一同快速沉降，从系统中排出，便可除去水中的结垢因子，使其处于介稳区而控制结垢。反应如下：Ca + 2HCO3- CaCO3+ CO2+ H2OOH- + HCO3- CO3 2- +H2OCa2+ (Mg2+) + CO3 2- CaCO3(MgCO3)Ca(HCO3)2CaCO
