油田注水嚴重破壞了儲層相平衡,水質的化學不相容性和熱力學不穩(wěn)定性容易導致垢的生成。而硫酸鹽具有溶度積很小、結構致密、硬度較大等特點,故很難被清除。所以本文研究硫酸鋇結垢規(guī)律,并合成一種綠色環(huán)保型阻垢劑,對油田注水開發(fā)具有重要意義。 本文分別采用滴定法和電導率法研究硫酸鋇結垢規(guī)律,分析溫度、鹽含量、成垢離子濃度對硫酸鋇結垢的影響；計算硫酸鋇結垢動力學參數(shù)、速率常數(shù)和活化能。以馬來酸酐為原料,鎢酸鈉為催化劑,氫氧化鈣為引發(fā)劑,選用聚合反應時間、環(huán)化pH值、引發(fā)劑用量作為三個因素,研究合成聚環(huán)氧琥珀酸阻垢劑(PESA)的工藝。同樣采用滴定法和電導率法研究阻垢劑對硫酸鋇的阻垢性能,探討溫度、鹽含量、成垢離子濃度對硫酸鋇阻垢效果的影響。采用電導率法研究阻垢劑對硫酸鋇結垢動力學的影響,計算添加阻垢劑后硫酸鋇的反應速率常數(shù)。采用掃描電鏡和X射線衍射法對未添加與添加阻垢劑后的硫酸鋇垢進行分析。采用失重法、掃描電鏡法、能譜分析法和動電位極化曲線法研究阻垢劑及其復配物的緩蝕性能。 由滴定法和電導率法測得的結垢結果可知,溶液中溫度越高,硫酸鋇結垢量越��；鹽含量越高,硫酸鋇結垢量越��；成垢離子濃度越大,硫酸鋇結垢量越大。從硫酸鋇結垢動力學可知,溶液過飽和度越大,晶核生長和晶粒長大時的速率常數(shù)越大；晶核生長的速率常數(shù)要比晶粒長大的速率常數(shù)大得多；晶核生長的速率常數(shù)受溫度影響較大,而晶粒長大的速率常數(shù)受溫度影響較小。同種過飽和度情況下,晶核生長所需的活化能比晶粒長大所需的活化能��；溶液過飽和度越大,晶核生長所需的活化能就越��；不同過飽和度下晶粒長大的活化能數(shù)值差距不大。 由阻垢劑的合成結果得知,其最佳合成條件為：聚合時間為3h,環(huán)化pH值為9,加入引發(fā)劑為0.7g。在標準規(guī)定環(huán)境條件下,由滴定法和電導率法測得阻垢效果可知,當阻垢劑達到10mg/L時,阻垢率就可達到100%；在70℃時,阻垢劑在溶液中的阻垢率最高；鹽含量對阻垢劑的阻垢效果有促進作用；溶液中成垢離子濃度越大,結垢量越大,阻垢劑阻垢率越小。阻垢劑對硫酸鋇結垢動力學的影響效果可知,添加阻垢劑后誘導期變長；晶核生長和晶粒長大的速率常數(shù)比未加阻垢劑時成數(shù)量級倍數(shù)增長,說明阻垢劑能有效地阻止硫酸鋇的形成。阻垢劑的加入能有效地延長硫酸鋇的結垢時間,并對硫酸鋇形核有很大的抑制作用,但是對晶粒長大的影響并不太明顯。添加阻垢劑后硫酸鋇垢的微觀形貌和晶態(tài)發(fā)生變化。聚環(huán)氧琥珀酸的阻垢機理可能由小劑量效應、電荷分散作用、螯合增溶機理和靜電斥力效應等綜合作用構成。 對高含鋇離子油田水質(比標準更苛刻)進行試驗,阻垢率仍能達到90%以上。在七個泉模擬水質中進行腐蝕試驗,聚環(huán)氧琥珀酸的緩蝕性能較差。阻垢劑與咪唑啉型緩蝕劑復配后緩蝕效果較好,對阻垢性能影響較小,可以同時具有較好的阻垢和緩蝕性能。
【學位單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TE357.61
【部分圖文】：

硫酸鋇晶粒長大并堆積成塘。一BaS04晶粒長大條件會形成致密程度不同的拒。在油井中，有很好形核中心，還有足夠的結晶時間，所以發(fā)現(xiàn)的塘物體[9]。學液體介質中傳導電流能力的物理量。電導率儀的測極板放入待測溶液中，然后測量極板之間流過的過測量溶液的電導率值來推理求得溶液中離子濃種重要指標，也是最簡便的方法[1。]。當溶液中有晶小，導電能力減弱，溶液的電導率下降。再者電導率，這又是一種判定手段。張曉霓等[11]曾用此方法電導率法研究硫酸鋇的結據(jù)動力學是可行的。

混合初始開始記錄，每間隔一段時間讀取一次電導率值。試驗測定在磁力攬拌器中進行，以恒定的速度攬拌被測溶液，以保證試驗結果的平行，實驗裝置如圖2-1。因為哈納EC215型電導率儀的測試最高溫度為50°C，所以本實驗試驗區(qū)間為30°C~50°C。2.1.3動力學實驗方法試驗步驟：(1)精確稱取一定量的BaCl2和Na2S04,分別溶于蒸館水中，制成儲備液待用。(2)分別測定不同過飽和度溶液在30°C、35°C、40°C、50°C下的電導率隨時間變化曲線，從BaC.h溶液與Na2S04溶液混合初始開始記錄，每間隔5s讀取1次電導率值。在試驗測試過程中，要以恒定的速度攪拌被測溶液，以保證試驗結果的平行。14

圖2-2不同溫度對結據(jù)量、結據(jù)率的影響圖2-2為不同溫度對硫酸鋇結坂量、結拒率的影響曲線。從圖可以看出，溫度越高，硫酸鋇結塘量和結拒率越小。這是因為溶液混合后，由于硫酸鋇的溶解度隨溫度的升高而增大，溫度越高，溶液中游離的成塘離子Ba2+和S042就越多，所以用來成據(jù)的Ba2+和S042就越少，結塘量和結拒率就會越小，但是結拒量和結據(jù)率減小的幅度并不太大。據(jù)文獻[15]可知，此結論僅在100°C以下使用，在100°C以上
【參考文獻】

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本文編號：2868165