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《中原油田水碳酸钙结垢倾向预测软件及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第17卷第3期油田化学Vol.17No.32000年9月25日OilfieldChemistry25Sept,2000文章编号:100024092(2000)0320212203X中原油田水碳酸钙结垢倾向预测软件及应用冯国强,俞敦义,金名惠(华中理工大学化学系,湖北武汉430074)摘要:研究了油田水中离子强度、高矿化度及其它因素对CaCO3结垢倾向的影响,建立了CaCO3结垢倾向的预测模型并编制了相应的软件。将该软件应用于矿化度较高的中原油田采出水,预测结果与现场检测结果基本一致。关键词:结垢倾向;高矿化度采出水;碳酸钙垢;结垢指数CAI;预测;计算机软件;中原油田++
2、中图分类号:TE133.9:TE358.5文献标识码:A[3]Oddo和Tomson提出了饱和指数Is以及翁永基1前言[4]用pH2pHs判别水腐蚀性的模型等等。但是,这些判据用于高矿化度的油田污水结垢倾向时有较大在采油过程中,水的热力学不稳定性和化学不偏差。相容性往往造成油井井筒、地面集输管线及注水系我们以Ryznar指数为基础,结合中原油田水系统的结垢问题,给生产带来极大的危害。基于这种统的实际情况,综合考虑了影响碳酸钙结垢的热力情况,开展油田水系统结垢及其预测是一项非常重学、动力学因素,特别注意到污水系统的高矿化度,要的工作。对碳酸钙结晶过程的影响已不能简单地由平衡
3、常数我们分析了近几年中原油田各采油厂的水质资计算来解决,必须综合考虑离子强度μ的影响(由于料,油田污水的水型主要是CaCl2型,清水主要是现场检测的压力、流速数据不全,一般未将该因素考NaHCO3型。进行了综合治理、水质改性后,污水的虑在内)。经过这一改进,建立了中原油田污水的pH值较高(约8.0—8.5),有的生产系统出现了CaCO3结垢倾向数学模型及判据,并编制了相应的CaCO3垢(如马寨注水泵进口处)。另外,当不同水软件。这样,根据油田现场检测的水质资料,通过计型的水相混时(如污水与清水混输或混注),也易形算得到结垢指数CAI值,就能表征和预测油田水的成CaCO3垢
4、。碳酸钙结垢倾向。根据文献资料,对CaCO3结垢倾向已有不少人通过油田水的室内测试及由现场水的水质资料作了有益的探索,并提出了一些判据:1936年,进行CAI值计算,所得CaCO3结垢倾向的预测与Langelier针对工业循环水提出了水的稳定性指室内实验及现场试验检测结果基本一致。[1]标,用以确定是否有CaCO3从水中沉淀;后来,Davis和Stiff将这一指标用于油田水,提出用结垢2软件设计[2]指数SI来判断是否有CaCO3垢析出;Ryznar在[1]80年代提出了用稳定指数RI判断水的稳定性,2.1数学模型Ryznar稳定指数是在反复试验总结的基础上,结合判断冷却
5、水腐蚀与结垢倾向的Ryznar指数RI[1]水质情况统计出来的经验公式,有很大的使用性;的公式如(1)所示:X收稿日期:19992020;修改日期:2000201221。作者简介:冯国强(1975-),男,1997年获华中理工大学应用化学专业学士,同年起为该校同一专业硕士研究生;俞敦义(1939-),男,教授,通讯地址:430074湖北武汉华中理工大学化学系金属腐蚀教研室。第17卷第3期冯国强,俞敦义,金名惠:中原油田水碳酸钙结垢倾向预测软件及应用213[6]RI=2pHs-pH(1)采用仿Windows用户界面。菜单系统如表2所式中,pH—水系统中实测的pH值;pHs—
6、水系统中示。达到饱和时的pH值,且有:表2预测软件菜单系统2+pHs=K+pCa+pAlk(2)主菜单子菜单式中,K为常数,与水的温度、组成、含盐量有关,文件数据录入、打开文件、退出系统K=pK2-pKsp(3)条件测试温度条件、pH值条件、Ca2+浓度条件、HCO3-浓度条件2+-式中-绘图温度变量、pH值变量、Ca浓度变量、HCO3浓度变量,K2为HCO3的电离常数,Ksp为CaCO3的溶帮助使用说明、关于版本度积;K值也可由离子强度μ与K的关系曲线查[5]2+2+得。pCa为Ca摩尔浓度的负对数,mol/L;该软件能根据油田水质数据计算结垢指数pAlk为总碱度的负对
7、数,mol/L。CAI,预测油田水的腐蚀、结垢倾向,并能以曲线形在pH=4.5—10.3的天然水中,用甲基橙指示式给出在水质其它条件不变的情况下,结垢倾向随剂滴定所耗的酸量为总碱度Alk,即温度或pH值等条件的变化情况。CaCO3结垢指数2--Alk=2[CO3]+[HCO3](4)CAI计算模块和条件测试模块的框图分别如图1、由此可得图2所示。2+pHs=K+pCa+pAlk(5)或2+pHs=pK-pKsp+pCa+pAlk(6)由于中原油田水系统的矿化度高,在分析CaCO3结垢时,应考虑水中其它高浓度离子对碳酸钙结晶的影
