利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法
【专利摘要】本发明涉及的是利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法，这种利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法为，以地层矿化水配制的硅酸钠溶液体系模拟三元复合驱成垢体系，pH值为10.8，该三元复合驱成垢体系中Ca2+浓度为45 mg/L，Mg2+浓度为15 mg/L，Ba2+浓度为40 mg/L，Al3+浓度为10 mg/L，Si4+浓度为1200 mg/L，上述三元复合驱成垢体系或油田采出液经计量间首先进入超声波除垢仪，在20?60℃下，采用超声波除垢15min，超声频率为40?59 kHz，超声强度为70%?100%；然后采用微波加速垢在污水沉降罐处的聚沉速度，微波功率为400?1000 W，微波时间3 min。本发明除防垢效果显著提高，生成的垢样质地松散，化学稳定性差，易去除。
【专利说明】
利用超声波与微波协同处理H元复合驱混合垢的方法
技术领域
[0001] 本发明设及=元复合驱的除防垢技术领域，具体设及利用超声波与微波协同处理 =元复合驱混合垢的方法。
【背景技术】
[0002] S元复合驱是由碱（Alkali)、表面活性剂（Surfactant)和聚合物（Ploymer) 按适当比例复合的驱油体系，简称ASP。
[0003] 由于=元复合驱中引入了碱，碱与地层水中的巧、儀等离子反应成垢；另外，碱与 岩层组分中的长石、高岭±和蒙脱石作用，将其中所含的娃、侣转入溶液中，在适当的条件 下可生成娃侣垢结晶，导致驱替剂=元液在油藏环境及采出系统中结垢严重。
[0004] 结垢问题使得流动阻力增加、原油流速降低，采油指数W及油气产量大幅降低，注 水管道流量降低，生产能耗增加，地面及地下设备报废，缩短了检累周期，抽油杆结垢时还 会增加抽油杆的负荷，运些都严重的影响了油水井的正常生产。结垢问题得不到及时解决， 将会直接影响到=元复合驱油技术的推广，届时地面系统将会面临着原油含水超标无法外 输，水处理达不到标准无法回注，系统结垢严重无法正常进行的困难局面，致使=元复合驱 油技术无法正常推广 油田垢的清理防治方法主要有物理法、工艺法、化学试剂法。化学法防垢是利用特定化 学剂与流体中成垢离子之间的作用，使成垢离子W稳定状态存在体系中，抑制其析出沉积， 达到防垢作用。工艺法防垢是改变驱替液性质、设备形状控制参数比等，破坏或减少垢的生 成机会。但是化学药剂会对环境造成不利影响，容易造成油层伤害，不仅增加了原油后期处 理的工作量，而且和目前全球提倡绿色环保的呼吁格格不入。在环保、可持续发展的今天， 超声波、电磁、微波等物理除防垢技术应运而生，因其成本低、能耗低、操作简便、节省大量 人力物力资源而倍受青睐。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供利用超声波与微波协同处理=元复合驱混合垢的方法，运种 利用超声波与微波协同处理=元复合驱混合垢的方法用于解决油田生产中注入系统，采出 系统，地面集输系统产生的碳酸盐/娃酸盐混合垢的问题。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:运种利用超声波与微波协同处理= 元复合驱混合垢的方法为，W地层矿化水配制的娃酸钢溶液体系模拟=元复合驱成垢体 系，该S元复合驱成垢体系的pH值为10.8,该S元复合驱成垢体系中Ca2+浓度为45 mg/L， Mg2+浓度为 15 mg/L，Ba2+浓度为40 mg/L，AP浓度为 10 mg/L，Si4+浓度为 1200 mg/L，上述S 元复合驱成垢体系或油田采出液经计量间首先进入超声波除垢仪，在溫度为20-60°C下，采 用超声波除防垢，超声频率为40-59 kHz,超声强度为70%-100%，作用时间15min;然后采用 微波加速垢在污水沉降罐处的聚沉速度，微波功率为400-1000 W，微波时间3 min。
[0007] 上述方案中在室溫20°C下，采用超声波除防垢，超声频率为59 kHz,超声强度为 100%，作用时间15min，然后在微波功率为400 W，微波时间3 min。
[000引上述方案中在溫度为60°C，采用超声波除防垢除防垢，超声频率为59 kHz,超声强 度为70%，作用时间15min，微波功率为1000 W，微波时间3 min。
[0009] 本发明具有W下有益效果： 1、本发明利用超声波与微波协同作用解决=元复合驱采油过程中的结垢问题，为油田 除垢提供了一种新的除防垢技术。
[0010] 2、本发明采用物理除垢方法中的超声波和微波协同除防垢的技术，碳酸盐/娃酸 盐混合垢在超声波和微波协同作用下，除防垢效果显著提高，且生成的垢样质地松散，化学 稳定性差，易于去除。
[0011] 3、本发明采用的除防垢技术环保、成本低、能耗低、操作简便、容易推广。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明流程图 图2是无超声波-微波作用下混合垢的电镜图片； 图3是无超声波-微波作用下混合垢的电镜图片； 图4是本发明超声波-微波作用下混合垢的显微镜图片； 图5是本发明超声波-微波作用下混合垢的显微镜图片。
【具体实施方式】
[0013] 下面对本发明作进一步的说明： 运种利用超声波与微波协同处理=元复合驱混合垢的方法，是W模拟地层矿化水配制 的娃酸钢溶液体系为研究对象，模拟=元复合驱成垢过程，该=元复合驱成垢体系的pH值 为10.8，该S元复合驱成垢体系中Ca2+浓度为45 mg/L,Mg2+浓度为15 mg/L，Ba2+浓度为40 mg/L，Al3+浓度为10 mg/L，Si4+浓度为1200 mg/L，上述S元复合驱模拟成垢体系经计量间 (或某处结垢比较严重的工艺节点之前)首先进入超声波除垢仪，在溫度为20-6(TC下，采用 超声波除防垢除防垢，超声频率为40-59 kHz,超声强度为70%-100%，作用时间15min;然后 采用微波加速垢在特定位置的聚沉速度，微波功率为400-1000 W，微波时间3 min。
[0014] 本发明另一种实施方式： 如图1所示，运种利用超声波与微波协同处理=元复合驱混合垢的方法为，油田采出液 经计量间（或某处结垢比较严重的工艺节点之前)首先进入超声波除垢仪，在溫度为20-60 °(：下，采用超声波除防垢除防垢，超声频率为40-59 kHz,超声强度为70%-100%，作用时间 15min;然后采用微波加速垢在污水沉降罐处的聚沉速度，微波功率为400-1000 W，微波时 间3 min;再将微波处理后的油田采出液沉降后继续进入下一个工艺节点。
[001引对照例1 参照某油田采出液中检测到的各项成垢离子，配制的模拟S元采出液，测pH值、配制溶 液中各主要成垢离子含量见表1。实施例1 取对照例1模拟S元采出液，测其在室溫20°C，无超声波、微波作用，各离子含量。
[0016]若不采用超声波-微波联合作用，溶液中的成垢离子会逐渐减少而成垢，影响油田 正常生产。当改变不同的超声波、微波作用条件，测定溶液中成垢离子浓度，浓度越高说明 超声波-微波的联合作用越有效，减少成垢机率。
[0017]实施例2 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为40曲Z，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[001引实施例3 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为40曲Z，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0019] 实施例4 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为40曲Z，超声强度为100%，作 用15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0020] 实施例5 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为40曲Z，超声强度为100%，作 用15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0021] 实施例6 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为59曲Z，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0022] 实施例7 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为59曲Z，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0023] 实施例8 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为59曲Z，超声强度为100%，作 用15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0024] 实施例9 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫20°C，超声频率为59曲Z，超声强度为100%，作 用15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0025] 表1对照例1及实施例1-9水样性质
通过实验可知，常溫下（20°C )，实施例8，反应条件为超声频率为59kHz，超声强度为 100%，作用15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后，溶液中各项成垢离子浓度最高， 阻垢效果最好。对巧垢的阻垢率可达62.18%，对儀垢的阻垢率可达70.54%，对领垢的阻垢率 可达51.72%，对侣垢的阻垢率可达56.67%，对娃垢的阻垢率可达59.76〇/〇。
[00%] 对照例2 取对照例1模拟=元采出液，加热至60°C，并取清液层测各主要离子含量列于表1。 [0027] 实施例10 取对照例1模拟=元采出液，将其在60°C，无超声波作用下，各离子含量。
[002引 实施例11 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为40kHz，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0029] 实施例12 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为40kHz，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0030] 实施例13 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为40kHz，超声强度为100%，作用 15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0031] 实施例14 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为40kHz，超声强度为100%，作用 15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0032] 实施例15 取对照例1模拟S元采出液，在60°C，超声频率为59kHz，超声强度为70%，作用15min;然 后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0033] 实施例16 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为59kHz，超声强度为70%，作用 15min;然后在微波lOOOW，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0034] 实施例17 取对照例1模拟S元采出液，将其在60°C，超声频率为59kHz，超声强度为100%，作用 15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0035] 实施例18 取对照例1模拟S元采出液，将其在室溫60°C，超声频率为59曲Z，超声强度为100%，作 用15min;然后在微波1000W，微波时间3min作用后测定各离子含量。
[0036] 表2对照例2及实施例10-18水样性质
通过实验可知，实施例17,高溫（60°C)，反应条件为超声频率为59kHz，超声强度为 100%，作用15min;然后在微波400W，微波时间3min作用后，溶液中各项成垢离子浓度最高， 阻垢效果最好。对巧垢的阻垢率可达89.99%，对儀垢的阻垢率可达90.02%，对领垢的阻垢率 可达78.62%，对侣垢的阻垢率可达75.88%，对娃垢的阻垢率可79.69〇/〇。
[0037] 利用扫描电子显微镜对超声波-微波作用前后的沉淀物(垢样)进行分析可知，作 用前物质W方解石型碳酸巧晶体存在，娃酸盐垢附着在碳酸盐垢的晶型表面，此种物质质 地紧密，不易去除(见图2、图3);经超声波-微波作用后，体系中生成的沉淀物颗粒细小、均 匀、松散，此时热力学稳定的方解石型碳酸巧转为热力学不稳定的球靈石晶型，易于去除 (见图4、图5)。
【主权项】
1. 一种利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法，其特征在于:这种利用 超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法为，以地层矿化水配制的硅酸钠溶液体系 模拟三元复合驱成垢体系，该三元复合驱成垢体系的pH值为10.8,该三元复合驱成垢体系 中Ca 2+浓度为45 mg/L，Mg2+浓度为 15 mg/L，Ba2+浓度为40 mg/L，Al3+浓度为 10 mg/L，Si4+浓 度为1200 mg/L，上述三元复合驱成垢体系或油田采出液经计量间首先进入超声波除垢仪， 在温度为20_60°C下，采用超声波除防垢，超声频率为40-59 kHz，超声强度为70%-100%，作 用时间15min;然后采用微波加速垢在污水沉降罐处的聚沉速度，微波功率为400-1000 W， 微波时间3 min。2. 根据权利要求1所述的利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法，其特 征在于:所述的在温度20°C下，采用超声波除防垢，超声频率为59 kHz，超声强度为100%，作 用时间15min，然后在微波功率为400 W，微波时间3 min。3. 根据权利要求1所述的利用超声波与微波协同处理三元复合驱混合垢的方法，其特 征在于:所述的在温度为60°C，采用超声波除防垢，超声频率为59 kHz，超声强度为70%，作 用时间15min，微波功率为1000 W，微波时间3 min。
【文档编号】C02F5/02GK106064855SQ201610433606
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月18日 公开号201610433606.3, CN 106064855 A, CN 106064855A, CN 201610433606, CN-A-106064855, CN106064855 A, CN106064855A, CN201610433606, CN201610433606.3
【发明人】隋欣, 王宝辉, 吴红军, 聂春紅, 苑丹丹, 李庆云
【申请人】东北石油大学