油田复杂垢声波防除实验研究

论文摘要

结垢会给油田正常生产带来严重的影响,因此必须采取有效的防除垢措施来解决井筒、地层和地面系统中的结垢问题。声波防除垢是一种新的物理防除垢技术,但有关声波防除垢机理的研究还不够深入,需要进一步探索。通过离子滴定的方法,研究了声波的溶垢作用;设计了一种适合室内静态评价硫酸钙防垢效果的新方法;利用正交试验设计研究了声波防除垢的影响因素并对声波防垢的参数进行了优化;利用显微镜观察了声波作用对微观成垢过程的影响。研究表明:声波作用的溶垢效果非常明显,不但可以加速结垢的溶解还可以增大结垢的溶解能力;对硫酸钙垢,随着声波强度、辐照时间、温度的增大,声波防垢效果变好,声波防垢的防垢率可达93.73%;影响声波防垢效果的参数由主到次依次为pH值、温度、混合溶液浓度、声波辐照时间、声波功率;声波对碳酸钙垢的防垢率随声波辐照时间的增加而增大,防垢率可达90%以上;通过在显微镜下观察对比发现,一定范围内,随着声波处理开始作用时间的延后,温度的升高以及过饱和度的增大,成垢晶体的形状变小,晶体的分布更加密集;声波会在垢晶体上击出不同类型的裂痕,使晶体更容易断裂,从而对垢晶体粉碎细化。声波防垢的作用机理是:声波的溶垢作用提高了垢的溶解度,抑制了垢晶体的析出;声波的空化作用能够破碎垢晶体,抑制其长大,并对垢晶体有很好的分散作用,防止其聚结;声波的机械剪切作用对壁面有清洗作用,并使垢不易在管道壁面沉积。因此,声波作用可以在结垢的三个阶段全过程防垢。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 油田水结垢及其危害
• 1.2.1 垢与结垢
• 1.2.2 油田垢的成分与性状
• 1.2.3 油田结垢原因与机理
• 1.2.4 油田结垢的影响因素
• 1.3 油田常用的防除垢方法
• 1.3.1 化学防除垢方法
• 1.3.2 物理防除垢方法
• 1.4 声波防除垢国内外研究现状
• 1.5 研究内容和技术路线
• 1.5.1 研究的主要内容
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 声波溶垢实验研究
• 2.1 实验仪器及材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 二水硫酸钙垢的制备
• 2.2.2 溶垢效果评价方法
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 实验结果分析
• 2.3.1 粉末状硫酸钙声波溶垢结果分析
• 2.3.2 针状硫酸钙声波溶垢结果分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 声波防硫酸钙垢实验研究
• 3.1 实验仪器与材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 防垢率评价方法的设计
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 声波防垢影响因素实验结果分析
• 3.3.2 声波防垢参数优化
• 3.4 本章小结
• 第四章 声波防碳酸钙垢实验研究
• 4.1 实验仪器与材料
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 溶液配制
• 4.2.2 实验步骤
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 声波辐照时间对防垢率的影响
• 4.3.2 温度对防垢率的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 声波作用对微观成垢过程的影响实验
• 5.1 实验材料与设备
• 5.2 实验步骤
• 5.3 实验结果分析
• 5.3.1 声波作用对结晶过程的影响
• 5.3.2 声波作用对晶体长大的影响
• 5.3.3 声波对垢沉积过程的影响
• 5.3.4 声波防垢机理分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢