论文部分内容阅读
油田开发过程中，结垢是一个伴随始终的严重问题。结垢会使原油产量下降；降低设备传热效率，缩短油井使用寿命，甚至使油井停产、报废，这些都严重影响油田开发效益。目前，大多数油田都使用阻垢剂来延缓、减少或抑制结垢。研究阻垢机理以及影响阻垢性能的各种因素，开发新型高效阻垢剂，对于改进和指导阻垢技术的现场应用有着重要的意义。
根据共聚物结构与阻垢性能的关系以及长庆油田实际情况，本文阐述了LSB-3阻垢剂的聚合物合成及其阻垢性能和综合性能，探讨了合成条件和介质条件对聚合物阻垢性能的影响，用红外光谱法对聚合物进行了表征，并对其阻垢机理做了粗略地探讨。
首先以水为溶剂，过硫酸盐为引发剂，以富马酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸、顺酐乙醇胺为原料，依照自由基聚合原理，通过溶液聚合方法，合成了聚合物阻垢剂LSB-3。考察了单体配比、引发剂用量、聚合温度和反应时间对聚合物合成及其阻垢性能的影响。合成实验结果表明，LSB-3阻垢剂的合成工艺条件为：单体配比n(A)：n(B)：n(C)=1：04：06，引发剂占单体总质量百分数10～15％，反应温度为75～85℃，反应时间为4h。聚合物对垢物的抑制效果表明，LSB-3聚合物阻垢剂阻硫酸钙垢和硫酸钡垢效果良好，当聚合物用量为15mg/L时对硫酸钙垢的阻垢率可达93.8％，聚合物用量为80mg/L时对硫酸钡垢的阻垢率为96.7％；但对碳酸钙垢和硫酸锶垢的阻垢率都不高，分别仅为60.8％和52.1％。
然后论文分析了介质条件如聚合物浓度、介质pH值、温度、矿化度对阻垢性能的影响。实验结果表明，共聚物阻垢剂的阻垢效果受介质条件影响较大，适当增加阻垢剂的量、降低成垢阳离子浓度、调整介质pH值和温度，能提高聚合物的阻垢性能。共聚物LSB-3对硫酸钡垢、硫酸锶垢的阻垢率随共聚物浓度的增加而升高；随成垢阳离子浓度的增加而下降；对硫酸钡垢的阻垢率随温度的升高而稍微上升，对硫酸锶垢的阻垢率随温度的升高而下降；共聚物阻硫酸钡垢、硫酸锶垢的性能基本不受pH值的影响。共聚物LSB-3对阻硫酸钡垢的应用条件为：共聚物加量为50～100mg/L，钡离子浓度小于4000mg/L；阻硫酸锶垢的应用条件为：共聚物加量为50～100mg/L，锶离子浓度小于2500mg/L，介质温度为50～85℃。
此外还对所合成的聚合物做了红外光谱分析。证明LSB-3分子结构中，含有活性基团羟基(-OH)、酯基(-COO-)和羧酸基(-COOH)。
论文对聚合物阻垢剂LSB-3的阻垢机理进行了研究，其机理为螯合作用、凝聚作用、分散作用以及晶格歪曲作用的综合表现。最后将所合成的阻垢剂进行现场应用，效果显著。