海上油田注水系统防垢剂效果评价及应用

程耀丽

（中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300131）

海上平台目前在原油系统、注水系统、污水处理系统使用多种化学药剂，这些化学药剂的使用效果都与油田生产密切相关。定期或不定期对海上平台在用化学药剂进行全面评估，有利于及时掌握化学药剂的使用效果，以促进在用化学药剂的性能不断提高，同时也有利于对化学药剂承包商进行监督，达到保证安全生产的目的。

本文就油田用防垢剂的阻垢性能进行了研究评估，并结合实际生产情况，就药剂使用过程中存在的问题，提出了优化、改进的建议。

1 系统结垢因素的分析

结垢是油田水水质控制中的常见问题之一，会给油田生产带来严重危害。水中各种结垢因素直接影响系统的结垢和腐蚀，水系统的水质变化。直接影响系统的结垢控制。结垢类型包括CaCO3，CaSO4，BaSO4，SrSO4和铁沉积物等[1]，下面根据预评估药剂的使用现场的调研及分析结果判定系统的结垢类型。

1.1 现场使用药剂及加药情况

本次研究评估的防垢剂包括BF-03、BF-08、BF-16，分别使用在 A、B、C 油田，药剂注入点和注入量见表1。

表 1 防垢剂 BF-03、BF-08、BF-16 在各油田的加药位置及加注量

1.2 系统水质分析

根据防垢剂在各油田现场工艺中的加注位置，（以防垢剂BF-03 为例，其加注位置见图1）。从现场采集未加阻垢剂的水样进行水质全分析（水质分析具体数据见表2）。

图1 A 油田水处理流程简图

表2 系统水质分析结果

从分析数据看出，所有的水质中Ca2+、Mg2+、离子的含量大多偏高，水质具有结垢倾向。

1.3 现场垢样分析

现场调研中发现A 油田除砂器出口和核桃壳入口的结垢问题严重。现场采样，依据HG/T 3534-2011 中污垢产物的测定对其组分进行分析，结果见表3。

表3 现场垢样分析结果

2 防垢性能评价及优化

2.1 室内静态评价[2]

针对各油田水质的结垢类型以碳酸钙垢为主的特点，依据SY/T 5673-1993《油田用防垢剂性能评定方法》对现场在用防垢剂进行了评估，评价结果见表4。

表4 现场在用防垢剂阻垢性能评价结果

由表4 可以看出，防垢剂BF-08 和BF-16 在现场使用浓度下针对系统的阻垢效果优良，能够满足现场生产系统防垢要求。防垢剂BF-03 的阻垢效果一般，需要进行性能或者注入浓度的优化。

2.2 药剂优化

根据化学药剂阻垢性能评价结果，对每种防垢剂的浓度进行筛选优化实验，使药剂的使用浓度更合理，为更好地控制水质条件发挥作用。图2为防垢剂BF-03、BF-08、BF-16 的浓度优化数据。

由图 2 可知，防垢剂 BF-03、BF-08 和 BF-16的阻垢性能随着加药浓度的增加而提高，加药浓度分别在大于 25mg/L、17.4mg/L 和 30mg/L 后，阻垢率可达到90%以上。在石油天然气行业，对阻垢剂性能的普遍要求为：加入量30mg/L，阻垢率≥90%。

图2

2.3 防垢垢剂的现场应用

根据以上优化结果，A 油田防垢剂BF-03 在现场的使用浓度提高到25mg/L，其他油田的药剂用量合理。运行一段时间后，水质条件都有了明显改善，各取样点加药后的平均阻垢率均>90%，证明对防垢剂的阻垢性能评估和浓度优化很好地抑制了系统的结垢问题。

3 结论和建议

1）海上油田注水系统结垢的现象非常普遍，因此对其采取有效地控制研究非常必要。

2）通过对各油田系统水质和垢样组成的分析，确定了各油田系统均属于碳酸钙结垢。

3）经药剂评估及现场应用确定防垢剂BF-08和BF-16 在原来的现场使用浓度下，能够满足现场生产系统防垢要求；防垢剂BF-03 在原来的现场使用浓度下阻垢率偏低，经优化实验后，确定使用浓度由20mg/L 提高到25mg/L，现场运行一段时间后，效果良好，有效控制了注水系统的结垢问题。