二氧化碳驅(qū)采出水中結(jié)垢機(jī)理研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外注氣驅(qū)油提高采收率是油田三次采油的主攻方向，迄今為止，有3％的世界原油產(chǎn)量由注氣提高采收率獲得，CO2 驅(qū)會(huì)引起金屬管道設(shè)備嚴(yán)重的腐蝕和結(jié)垢問題，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，研究CO2 驅(qū)采出水中碳酸鈣的結(jié)垢機(jī)理及預(yù)測(cè)模型，可為CO2 驅(qū)技術(shù)應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。
　　 本文主要從化學(xué)熱力學(xué)、結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及流體動(dòng)力學(xué)幾個(gè)角度，研究了碳酸鈣的結(jié)垢機(jī)理及趨勢(shì)，并結(jié)合原子力顯微鏡AFM 技術(shù)研究流體力

2、學(xué)條件下碳酸鈣的結(jié)垢趨勢(shì)，結(jié)果表明，成垢離子濃度、溫度、壓力、pH 及鹽效應(yīng)都對(duì)碳酸鈣結(jié)垢過程有很大影響，且溫度和壓力是主要影響結(jié)垢過程的因素。流速實(shí)驗(yàn)表明，流速低于0.9m/s時(shí)管線內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)從層流到湍流的過渡，此流速范圍內(nèi)基體材料晶核生長(zhǎng)速率相近，當(dāng)流速進(jìn)一步增加到時(shí)，由于流體的沖刷破壞減少了材料表面成核的幾率，而在實(shí)驗(yàn)速度范圍內(nèi)1.5m/s 時(shí)處于一種過渡狀態(tài)，此時(shí)晶核生長(zhǎng)和流體的沖刷破壞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。75℃，1.97m/s 及井

3、底低流速下最容易形成致密的垢層，形成穩(wěn)定垢層需要的時(shí)間為900s。此外，還建立了結(jié)垢預(yù)測(cè)模型，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)防垢工作。在模擬油田產(chǎn)出水環(huán)境中，鼓空氣條件下，選用Q235鋼片，研究了一系列不同的時(shí)間，溫度條件下鋼片腐蝕結(jié)垢后的電化學(xué)阻抗譜圖，并結(jié)合微觀形貌分析比較，結(jié)果表明由于結(jié)垢產(chǎn)物的疏松多孔加劇了基體的腐蝕，而50-60℃時(shí)，會(huì)有一個(gè)突變點(diǎn)，此時(shí)垢層致密，對(duì)金屬基體有一定的保護(hù)作用。
　　 在原始油田產(chǎn)出水環(huán)境中，鼓N2 條件下，Q