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[摘 要]当前，三元复合驱作为一种新型的清防垢技术在油田中得到了广泛的应用。本文首先介绍了三元复合驱的概念、提高采收率的原理，然后探讨了垢的组成与三元复合驱清防垢的技术方法，最后对如何改善油田弱碱三元复合驱清防垢提出了一些建议。
[关键词]油田；弱碱三元复合体系；清防垢
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0044-01
石油被誉为工业的血液，由此可见石油对一个国家经济发展的重要性。随着我国石油开采的深入，很多油田进入特高含水开发期，油田含水率大幅上升，加大了开采难度。很多油田采用聚合物驱矿场试验的方式取得了较好的增油降水效果，然而这同时也使主力油层大幅减少。为了改善这一现象，通过应用三元复合驱将聚合物驱应用至二、三类油层可提高油层采油效率，但结垢问题又给技术人员出了新的难题。
1、 三元复合驱技术概述
我国对于三元复合驱的最早研究始于上世纪80年代[1]，经过深入研究后，对于高酸值ASP复合驱技术与酸值极低的石腊基ASP复合驱技术都取得了重大研究成果。三元复合驱在大庆油田试验后，大幅降低了采油成本，且提高了原采油效率。现代研究表明，复合驱驱油效果要单纯碱驱与聚合物驱油效果。三元复合驱的主剂主要有碱（A）、表面活性剂（S）与聚合物（P）。在组合过程中可以按照不同的含量对复合驱进行组合，形成不同的复合驱技术。三元复合驱综合了碱驱、表明活性驱与聚合物驱的优势。应用三元复合驱能够降低油水界面的张力，提高油田驱替效率，同时降低流度比，提高波动的效率，改变油层岩石的润湿性，增大毛管数，最终提高采油效率。但在应用过程中也存在较多的问题，比较突出的便是结垢问题，如图1所示。
2、三元复合驱结垢原理分析
在应用三元复合驱技术时，需要加入大量的碱以降低油水界面的张力，但同时也导致了严重的结垢问题。尽管人们试图通过弱碱（Na2CO3）替代强碱（NaOH），但结垢问题仍然非常突出。经研究，在注入井中，垢的组成成分主要为晶体碳酸钙，而在采出井中，垢的成分主要为非晶质二氧化硅、六方球状方解石以及碎屑石英、长石和微量矿物等。
NAOH是强碱三元复合驱的重要构成成分，NaOH对于地层岩石中的溶蚀作用非常强，从而增加了油田水、地下流体的垢离子。这一方面是由于注入NAOH后，使地层环境由之前的中性环境向碱性环境转变，Na+和Mg2+、Ca2+发生交换，造成溶液中的含量增加，它们会与游离的HO-、CO32-相互结合，在化学反应作用下形成沉淀。另一方面，岩石表面的H+也与Na+相互交换，这便增加了水的含量，也增加了垢的形成趋势。这些垢形成后，在碱的强腐蚀下，会逐渐分离，随着油层流体被运积到它处，导致近井地带发生阻塞，影响油量开采。弱碱三元复合驱的结垢原理与强碱三元复合驱有些差异，弱碱三元复合驱的结垢主要位于注入系统，尤其是注入井油藏的多孔介质内，其结垢成分主要为碳酸盐。影响弱碱三元复合驱的主要因素包括温度、离子组成等热力学条件降低了垢的溶解度，水溶液过度饱和增加了沉淀，加重了垢的形成。
3、三元復合驱清防垢技术方法
当前，三元复合驱清除垢的方法非常多，可以划分为化学方法、物理方法与工艺方法三大类。化学方法是一种比较常用的清防垢方法，该方法通过将化学防垢剂注入至注水系统内，抑制晶格畸变或对垢晶体进行毒化，最终抑制垢的生长。常用的化学防垢剂种类繁多，可划分为低分子聚合物防垢剂与有机磷酸盐类防垢剂。化学防垢剂的机理包括低限抑制、整合机理与吸附机理三种。但由于化学防垢剂很难在水中均匀的分散，因此在应用过程中也有一定的局限性。
物理防垢技术根据其具体除垢方式可以分为电子防垢技术、超声波防垢技术、磁防垢技术与塑料涂层防垢技术。电子防垢技术是通过信号发射装置，将一种振幅、频率等高速变化的电流发射至管道中，从而产生一种快速变化的磁场，干扰水中的Ca2+、Mg2+等离子，改变其电化学特性与物理特性，阻止它们组合成垢。超声波防垢技术则是利用超声波在介质传播过程中的振动与空化作用，形成剪切力，降低垢粒的附着性，使其逐渐发生脱落。磁防垢法则是通过永久磁铁、电磁铁等设备进行防垢，通过在注入水内加入防垢器，基本上可以起到完全防垢的效果。部分油田还在原油的集输系统内应用了防垢器设备，同样其取得了较好效果。塑料涂层防垢可以使使某些设备的表面转变为憎水性，从而阻止水在其表面上结垢，但该种除垢方法的技术局限性较大。
工艺防垢技术是指在油田开采中加入过滤塔、加药泵、氮气密封系统、搅拌系统等，通过化学物理方法进行处理后，使污水逐渐沉淀、过滤、减少Ca2+、Mg2+的含量，降低结垢[2]。
综上，三元复合驱结垢问题已成为影响油田开采率的重要影响因素，未来必须进一步完善除垢措施，加强除垢效果。在现有除垢技术的基础上，通过改善化学试剂的筛选与作用机理，优选调配剂，改变弱碱三元复合驱的矿场注入效果等措施提高除垢效果，提升油田开采率，更好的为我国的经济发展服务。
参考文献
[1] 徐庆楠. 西区弱碱三元复合驱机采井清防垢技术初步认识[J]. 化工管理，2017，（02）：180.
[2] 张丽巍. 弱碱三元复合驱中性清垢药剂现场试验[J]. 化学工程与装备，2016，（03）：85-87.
[关键词]油田；弱碱三元复合体系；清防垢
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0044-01
石油被誉为工业的血液，由此可见石油对一个国家经济发展的重要性。随着我国石油开采的深入，很多油田进入特高含水开发期，油田含水率大幅上升，加大了开采难度。很多油田采用聚合物驱矿场试验的方式取得了较好的增油降水效果，然而这同时也使主力油层大幅减少。为了改善这一现象，通过应用三元复合驱将聚合物驱应用至二、三类油层可提高油层采油效率，但结垢问题又给技术人员出了新的难题。
1、 三元复合驱技术概述
我国对于三元复合驱的最早研究始于上世纪80年代[1]，经过深入研究后，对于高酸值ASP复合驱技术与酸值极低的石腊基ASP复合驱技术都取得了重大研究成果。三元复合驱在大庆油田试验后，大幅降低了采油成本，且提高了原采油效率。现代研究表明，复合驱驱油效果要单纯碱驱与聚合物驱油效果。三元复合驱的主剂主要有碱（A）、表面活性剂（S）与聚合物（P）。在组合过程中可以按照不同的含量对复合驱进行组合，形成不同的复合驱技术。三元复合驱综合了碱驱、表明活性驱与聚合物驱的优势。应用三元复合驱能够降低油水界面的张力，提高油田驱替效率，同时降低流度比，提高波动的效率，改变油层岩石的润湿性，增大毛管数，最终提高采油效率。但在应用过程中也存在较多的问题，比较突出的便是结垢问题，如图1所示。
2、三元复合驱结垢原理分析
在应用三元复合驱技术时，需要加入大量的碱以降低油水界面的张力，但同时也导致了严重的结垢问题。尽管人们试图通过弱碱（Na2CO3）替代强碱（NaOH），但结垢问题仍然非常突出。经研究，在注入井中，垢的组成成分主要为晶体碳酸钙，而在采出井中，垢的成分主要为非晶质二氧化硅、六方球状方解石以及碎屑石英、长石和微量矿物等。
NAOH是强碱三元复合驱的重要构成成分，NaOH对于地层岩石中的溶蚀作用非常强，从而增加了油田水、地下流体的垢离子。这一方面是由于注入NAOH后，使地层环境由之前的中性环境向碱性环境转变，Na+和Mg2+、Ca2+发生交换，造成溶液中的含量增加，它们会与游离的HO-、CO32-相互结合，在化学反应作用下形成沉淀。另一方面，岩石表面的H+也与Na+相互交换，这便增加了水的含量，也增加了垢的形成趋势。这些垢形成后，在碱的强腐蚀下，会逐渐分离，随着油层流体被运积到它处，导致近井地带发生阻塞，影响油量开采。弱碱三元复合驱的结垢原理与强碱三元复合驱有些差异，弱碱三元复合驱的结垢主要位于注入系统，尤其是注入井油藏的多孔介质内，其结垢成分主要为碳酸盐。影响弱碱三元复合驱的主要因素包括温度、离子组成等热力学条件降低了垢的溶解度，水溶液过度饱和增加了沉淀，加重了垢的形成。
3、三元復合驱清防垢技术方法
当前，三元复合驱清除垢的方法非常多，可以划分为化学方法、物理方法与工艺方法三大类。化学方法是一种比较常用的清防垢方法，该方法通过将化学防垢剂注入至注水系统内，抑制晶格畸变或对垢晶体进行毒化，最终抑制垢的生长。常用的化学防垢剂种类繁多，可划分为低分子聚合物防垢剂与有机磷酸盐类防垢剂。化学防垢剂的机理包括低限抑制、整合机理与吸附机理三种。但由于化学防垢剂很难在水中均匀的分散，因此在应用过程中也有一定的局限性。
物理防垢技术根据其具体除垢方式可以分为电子防垢技术、超声波防垢技术、磁防垢技术与塑料涂层防垢技术。电子防垢技术是通过信号发射装置，将一种振幅、频率等高速变化的电流发射至管道中，从而产生一种快速变化的磁场，干扰水中的Ca2+、Mg2+等离子，改变其电化学特性与物理特性，阻止它们组合成垢。超声波防垢技术则是利用超声波在介质传播过程中的振动与空化作用，形成剪切力，降低垢粒的附着性，使其逐渐发生脱落。磁防垢法则是通过永久磁铁、电磁铁等设备进行防垢，通过在注入水内加入防垢器，基本上可以起到完全防垢的效果。部分油田还在原油的集输系统内应用了防垢器设备，同样其取得了较好效果。塑料涂层防垢可以使使某些设备的表面转变为憎水性，从而阻止水在其表面上结垢，但该种除垢方法的技术局限性较大。
工艺防垢技术是指在油田开采中加入过滤塔、加药泵、氮气密封系统、搅拌系统等，通过化学物理方法进行处理后，使污水逐渐沉淀、过滤、减少Ca2+、Mg2+的含量，降低结垢[2]。
综上，三元复合驱结垢问题已成为影响油田开采率的重要影响因素，未来必须进一步完善除垢措施，加强除垢效果。在现有除垢技术的基础上，通过改善化学试剂的筛选与作用机理，优选调配剂，改变弱碱三元复合驱的矿场注入效果等措施提高除垢效果，提升油田开采率，更好的为我国的经济发展服务。
参考文献
[1] 徐庆楠. 西区弱碱三元复合驱机采井清防垢技术初步认识[J]. 化工管理，2017，（02）：180.
[2] 张丽巍. 弱碱三元复合驱中性清垢药剂现场试验[J]. 化学工程与装备，2016，（03）：85-87.