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在注水开发的油田中,存在很多干扰油井正常生产的因素,其中结垢伤害是一个非常普遍的问题,它给石油开发带来了巨大的经济损失。世界各大油田及其科研机构对此高度重视,不断地进行研究以求取得突破,将如何实现各种结垢物质的阻垢、除垢等一系列问题作为解决重点来研究,从而试图根本性的解决这一个世界性难题。由于结垢物质类型多种多样,治理难度千差万别,尤其是对于防治硫酸钡(BaSO4)垢、硫酸锶(SrSO4)垢这一类溶解度非常小的垢类,成为技术研发的重中之重。
通常使用较多的化学方法除垢效果不可避免的受药剂量、温度、PH值、时间等的影响,且不同除垢剂对不同油层作用效果各异,需要跟踪水样变化随时调整药品配方和投放量,难以做到自动控制:还有一种较常用的除垢方法就是采用人工作业的形式,借助机械工具等来对垢的生成或者已经形成的垢物进行破坏,这种方法通常具有较大的劳动强度,而且影响油井的正常生产开发,对时间和人力的要求较高。而超声波防治钡锶垢技术是一种低成本、无污染、可控性强、适应范围广、高效稳定的防治方法。
本论文的研究方法主要是以室内实验为主,同时结合理论,对硫酸钡垢和硫酸锶垢分别进行了超声波的溶垢实验和阻垢实验。在溶垢实验中通过采用电导率对比法,做出超声波处理前垢液的电导率随温度的变化以及垢液在不同超声频率、作用时间、超声强度下的超声波辐照后电导率的变化关系,并在各实验影响参数的最优化组合下通过测量出的电导率计算出溶液中的离子浓度,从而计算出超声增溶率,以此来评价超声波对已生成的硫酸钡和硫酸锶垢的溶解效果。在超声阻垢实验中根据标准《油田用防垢剂性能评定方法SY/T5673-93》配置了标准垢液,然后通过沉淀重量法、电导率跟踪法和显微镜观察法,分别研究了超声频率、作用时间、声强对钡锶垢阻垢效果的影响,并在最优参数组合下进行了超声防垢效果的研究。研究表明,在实验条件允许的范围内,超声波对钡锶垢的增溶率均在50%左右,阻垢率在75%左右。