油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价
阻垢剂的合成与性能评价
沉淀溶液 ， 在 不同阻垢 剂加 量下对二元共 聚阻垢剂的阻垢率 进行
十 ＿ Ｃ Ｈ ２ － Ｈ ２ 寸ｃ Ｈ ２ 一 ｃ Ｈ
Ｃ 。 Ｈ，
｝ 一
评价 （ 合成 条件 ： 反应 时间 １ ６ ｈ ； 反应温 度 Ｔ ＝ ６ ０ ￣ Ｃ； ｐ Ｈ＝ ５ ； 盐 加 量
硫 酸 锶 垢 问题 ， Ｂ ａ Ｓ Ｏ 、 Ｓ ｒ Ｓ Ｏ 是 最 难 处 理 和 阻垢 的垢 型 本 文 目
的 为合 成 一 种 对 Ｂ ａ 、 ｓ ｒ ２ 垢 有 阻垢 作 用 的 阻垢 剂 关键词 ： 二元共聚物 ； 阻垢 剂 ； 阻垢 率
一
、
ห้องสมุดไป่ตู้
阻垢剂阻垢性能的评价方法
阻垢 剂 的 阻 垢 率 随 阻 垢 剂 加 量 的 变 化 而 变 化 。 ① 配 制 Ｂ ａ
Ｏ
。 ．
二、 合成原理
ｆ Ｎ Ｈ４ ） ２ ￥ ２ ０ ８
Ｈ２ ｃ＝ ｃＨ—ｃＨ２ 一 一 ＯＮａ ＋ Ｈ２ ｃ＝ｃＨ— ｃｏｏＨ
Ｏ Ｎａ
垢沉淀溶液 ， 在不同阻垢剂加量下对二元共聚阻垢剂的阻垢率进 行评价 （ 合成条件 ： 反应 时间 １ ６ ｈ ； 反 应温度 Ｔ ＝ ６ ０ ￣ Ｃ； ｐ Ｈ＝ １ ０ ； 盐加
≮
蠢
；
澎 辩 薅；
：
ｌ ｌ
阻垢剂 的合成与性能评价
秦珊 珊 （ 中 国石 油青 海油 田公 司采 油三厂 ，青海
摘要： 结 垢 问题 与 原 油 的生 产 过 程 相 伴 而 生 。 垢 的 存 在 降 低
海西
油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展
油 田结垢 类 型有 碳 酸 盐 垢 （ Ｃ ａ Ｃ Ｏ ） 、 硫 酸盐 垢（ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ， Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ） 和铁 垢 等 ， 且 相 互 间形 成 混 合垢 Ｊ 。对 碳 酸 钙 和 硫 酸 钙 垢 的 防 垢 技 术
２ ０ １ ６年 ５月
马文杰等． 油 田硫酸钡结垢 机理及 防垢 技术研究进展
５ １
油 田硫 酸 钡 结 垢 机 理 及 防垢 技 术 研 究 进 展
马文杰 ， 唐礼 强， 蒲 彬
（ 成都齐达水处理工程股份有 限公 司， 成都 ６ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要 总结了在油气 田开发 中硫酸 钡 的结垢 机理 及其影 响因素 ； 介绍 了化学 、 物理 和工艺技 术
２ ． １ ． １聚合 物 阻垢 剂
吸 附与 吸留作 用 ： 在 静 电力作 用下 ， 选 择性 的 吸附 垢 晶离子 ， 且离 子价 数越 高越 易被 吸 附 ， 导 致多 种 结垢 离子 出现 共沉 积 ； 在 沉 淀过程 中 ， 在 吸 留作 用 下， 新 的沉积物 进入 原来 沉 淀 的晶体 中 ， 形 成更 复
１ ． ２ 影 响硫酸 钡 结垢 因素
通过 研究 发 现 ， 盐含 量 对 硫 酸钡 的溶 解 度影
结 垢 问题 Ｊ 。在地 层 、 井筒 、 设 备和 地 面 系统 等 中会 发生结 垢 ， 从 而堵 塞 油气 孔 隙和通 道 ， 造成 渗 透 率 降低 ， 油气 产量 减少 ， 能耗 增 大和产 生垢 下腐
除 。防硫 酸钡垢 成 为 采 油 技 术研 究 的重 点 ， 其 防垢 技术 主要 分为 化学 、 物理 和工 艺 防垢 。 １ 硫 酸钡 的结 垢机 理和 影 响因素
新型油田用硫酸盐垢防垢剂SYB的研制及其性能评价
子天平 ； Ｈ Ｓ 一 ｉ Ｈ ． １ Ｎ 型不锈钢电热恒温水浴槽 。
１ ３ 防垢剂 ． 的合成
采 用顺 丁烯 二 酸 酐 、 乙酸 乙烯 酯 和丙 烯 酸 甲
在装有冷凝 回流装置 的三颈瓶 中加人称量好 的马来酸酐和蒸馏水 ， 在不断搅拌下逐步升温 ， 让 马来 酸酐 水解 为顺 丁烯 二 酸 。在 ５ ５℃左 右用 恒 压加 料器 开始滴加 乙酸 乙烯酯 ， 滴毕用 ２ ％ 的 ０
药 品 ： 丁烯 二 酸 酐 、 烯 酸 甲酯 、 顺 丙 乙酸 乙烯 酯 、 硫酸 铵 、 化 钠 、 化钡 、 化锶 、５ 盐酸 、 过 氯 氯 氯 ３％
氢氧 化钠 、 无水 乙醇 、 水硫 酸 钠 ， 为分 析纯 。 无 均 成
和经济效益¨ 。由此看来 ， 】 防止油 田结垢对 油气
价 了 Ｓ Ｂ对硫酸钡 、 Ｙ 硫酸锶垢 的防垢性能 。实验表 明 ， ， ＭＡ） ， Ｖ ｃ ： （ ｃ 为 １ １２ ０ ４， 当 ｌ （ ： （ Ａ ）， ＭＡ ） ｌ ｌ ：．： ． 引发剂过硫酸铵含量为 １％ ，０ 下反应 ７ｈ合成 的共 聚物 Ｓ Ｂ防垢 剂加量 为 ２ ｍ ／ ３ ７ Ｙ ０ ｇ Ｌ时 ， 防垢 率可 以达到 ９ ％ 以上 。 ６ 关键词 硫酸盐垢 防垢剂 三元 共聚物 防垢率
水 溶液 ， 为防垢 剂 Ｓ Ｂ 即 Ｙ。
１ ４ 产 品性 能评 价 ．
量对 Ｓ Ｂ防垢率 的影响， Ｙ 结果如图 １ 所示。
从 表 １可 以看 出 ， 丙烯 酸 甲酯而 言 ， 和其 对 它
有 的井套损坏 ， 结垢 严重 ， 的井因结垢堵死 ， 有 抽
油 杆拉 断 ， 油井被 迫关 井பைடு நூலகம்， 而影 响 油 田开发 效果 从
油田用阻垢剂评价研究
油田化学油田用阻垢剂评价研究(中国石油大学石油工程教育部重点实验室 ·北京 )李伟超 ,吴晓东 ,刘 平 ,张贵才 ,葛际江 李伟超等 . 油田用阻垢剂评价研究 . 钻采工艺 , 2007, 30 ( 1) : 120 - 123摘 要 : 阻垢剂在油田中的应用日益广泛 ,文章介绍了油田生产中常用的几类阻垢剂 。
综述了阻垢剂的阻垢 机理 ,除了经典的阻垢机理外 ,目前又提出了许多新的看法 ,有表面吸附作用 、去活化作用 、再生 —自解脱膜假说 等 。
讨论了研究阻垢机理的常用方法 。
论述了影响阻垢剂阻垢性能的七个因素 ,例如阻垢剂分子组成 、溶液 pH值 、溶液温度等 。
最后对阻垢剂的研究方向提出了看法 。
关键词 : 结垢 ; 阻垢剂 ; 阻垢机理 ; 阻垢性能中图分类号 : TE 922文献标识码 : A文章编号 : 1006 - 768X ( 2007 ) 01 - 0120 - 04油田用水结垢是油田生产中不可避免的问题 ,它随着油田产出水量增加而更加突出 。
在油田中最 常见的水垢是 : Fe (OH ) 2 , Fe 2 O 3 以及 溶 解度 大 , 含 量高 , 在 一 定 条 件 下 的 析 出 物 : CaCO 3 , CaS O 4 , Sr 2S O 4 , B aSO 4 。
此外 ,也常把腐蚀产物 , 如 FeC O 3 , FeS包括在内 。
结垢问题严重影响了油井的生产 。
加强 阻垢的研究可以为石油工业避免或减小损失 ,带来巨大的经济效益 。
目前 ,最常用的阻垢方法就是使 用化学阻垢剂来抑制垢的生成 。
一 、常用阻垢剂 [ 1 ]目前 ,在油田污水处理中 ,国内外常用的阻垢剂如表 1 所示 。
表 1 常用阻垢剂成垢与 Ca 、M g 等离 子 形 成 稳 定 的 络 小 ,且有缓蚀作用使用团 (如磺酸基 、、醚基 、羟基 、酯基 ) 的 3 ( 4 ) 2 垢剂时广泛使用成垢机理的研究和结垢的控制有了很大的进步 。
油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价
油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价1. 引言：介绍硫酸钡阻垢剂的重要性与应用前景，阐述本研究的目的和意义。
2. 实验材料与方法：描述所用的原材料和试剂，制备步骤，实验条件与手段，表征手段与方法等。
3. 结果与分析：分析实验结果，包括硫酸钡阻垢剂的化学成分、稳定性、防垢能力、对油田生产的影响等。
4. 性能评价：对制备得到的硫酸钡阻垢剂进行评价，包括浓度的选择、使用剂量、防垢效果、杀菌效果、环境安全性等。
5. 结论与展望：概括本研究的主要结论，指出该硫酸钡阻垢剂的应用前景和存在的问题，并展望未来的研究方向和发展趋势。
引言：在石油勘探和生产过程中，阻垢剂是不可或缺的一种化学品。
由于油井内部环境复杂，包括油、水、气三相流、高温高压，容易形成硬垢和软垢，导致油井管道设备阻塞，降低采油效率。
因此，研究和开发高效的阻垢剂是重要的研究方向之一。
硫酸钡作为阻垢剂有着较高的防垢能力和杀菌效果，常用于油井防垢、净水和净化土壤等方面。
制备硫酸钡阻垢剂的工艺参数、物料等影响着其防垢能力。
本文旨在探讨油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价。
首先介绍油田硫酸钡阻垢剂的应用前景和意义；其次介绍实验材料与方法，详细描述制备和评价的步骤和方法；第三章节将分析硫酸钡阻垢剂的化学成分、稳定性、防垢能力和对油田生产的影响等方面的结果；第四章节将对制备得到的硫酸钡阻垢剂进行深入评价；第五章节是结论与展望，总结本次研究进展与挑战，并展望该领域未来的发展方向。
展望：随着新能源的出现，石油等化石能源的替代需求增加，油田防垢剂的需求量将进一步增加。
鉴于硫酸钡阻垢剂在防垢领域具有很高的应用前景，例如在新型纳米硫酸钡阻垢剂的研制方面，还有很大的空间和发展前景。
因此，本研究对油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价对推动相关领域的研究和工艺的应用具有重要的意义。
2. 实验材料与方法2.1 实验材料本次实验所用的材料主要包括硫酸钡、硫酸铵、硝酸、苯酚等。
硫酸钡是纯度为98%的化学试剂，是本次实验的主要原材料，用于制备硫酸钡阻垢剂。
影响硫酸钡阻垢效果因素实验研究
影响硫酸钡阻垢效果因素实验研究李洪建;孟雪;李然;唐鑫;王德玉【摘要】为了研究硫酸钡阻垢效果的影响因素，实验中采用静态阻垢法对筛选出的ZX-101、TH-1以及TH-607B 3种钡（锶）阻垢剂，分别开展了温度、矿化度、Ba2+浓度以及SO2-4浓度对硫酸钡阻垢效果影响实验。
实验结果表明：3种阻垢剂均表现出较好的阻垢性能，能够有效阻止硫酸钡结垢。
随着温度与体系矿化度的升高，3种阻垢剂的阻垢率呈现出先增加后减小的规律，且阻垢率随阻垢剂浓度的增加而增加。
当温度为65℃、SO2-4浓度为0.55 g/L、矿化度为73 g/L、阻垢剂浓度为0.10 g/L时，溶液中的Ba2+浓度从0.64 g/L增加到1.28 g/L的过程中，3种阻垢剂的阻垢率逐渐降低，分别从96.55%、97.65%、98.04%下降为82.80%、87.83%、84.49%。
当Ba2+浓度为0.8 g/L、阻垢剂浓度为0.08 g/L、溶液中SO2-4浓度从0.10 g/L增加到0.60 g/L时，3种阻垢剂的阻垢率分别从90.64%、96.49%、93.57%增加到99.79%、99.28%、99.79%，随后开始下降，最终下降为93.72%、91.09%、80.06%。
%In order to study the factors that affect the effect of barium sulfate scale inhibition,three kinds of scale inhibitors named ZX-101,TH-1 and TH-607B that resistance bariumsulfate(strontium sulfate)were screened out to make experiments of temperature,salinity,concentration of Ba2+and SO2-4 impact on barium sulfate separately by static scale inhibition method. The results show that these three inhibitors have shown great performance for barium sulfate scale,they can prevent scaling of barium sulfate effectively. Their inhibition efficiency first increase and then decrease with the increasment of temperature and salinity,and when the inhibitor concentration increasesthe inhibition efficiency increases. When the temperature is 65℃, SO2-4 concentration is 0.55 g/L,salinity is 73 g/L,inhibitor concentration is 0.1 g/L and the concentration of Ba2+increases from 0.64 g/L to 1.28 g/L,these three kinds of scale inhibition efficiency gradually decrease,respectively from 96.55%,97.65%, 98.04%down to 82.80%,87.83%,84.49%. While Ba2+ concentration is 0.8 g/L,inhibitor concentration is 0.08g/L and the concentration of SO2-4 increases from 0.10 g/L to 0.60 g/L,their inhibition efficiency increase from 90.64%,96.49%,93.57%to99.79%,99.28%,99.79%,and then begin to decline,eventually drop to93.72%,91.09%,80.06%.【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P139-144)【关键词】阻垢率;硫酸钡;影响因素;温度;矿化度;成垢离子【作者】李洪建;孟雪;李然;唐鑫;王德玉【作者单位】西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都 610500;西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都 610500;西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都 610500;中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710018【正文语种】中文【中图分类】TE341引言油气田开发生产过程中，油田水结垢是造成地层损害及影响油田正常生产的一个主要原因。
油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展
油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展1. 前言- 介绍硫酸钡结垢对油田生产的危害- 引出本文研究的目的和意义2. 硫酸钡结垢机理- 分析硫酸钡结垢的物理化学机理- 探讨影响硫酸钡结垢形成的因素- 分析硫酸钡结垢的形态与构成成分3. 防垢技术综述- 总结经典的防垢技术，如机械清洗、化学反应、电化学技术等- 探讨防垢技术的适用范围和限制- 介绍近年来发展起来的新型防垢技术，如超声波技术、纳米技术等4. 基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测- 简要介绍神经网络的原理与优势- 详细阐述基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法- 分析该方法的应用前景及限制5. 硫酸钡结垢的治理实践- 结合实际油田进行硫酸钡结垢的治理案例分析- 分析不同治理方法的优缺点及适用情况- 提供硫酸钡结垢治理的参考依据6. 结论- 总结本文的研究成果及防垢技术现状- 展望硫酸钡结垢治理技术的未来发展方向第一章节：前言在油田生产过程中，硫酸钡结垢是一种非常常见的问题。
它是由于含硫酸盐的水与钙、镁、钡等金属离子结合而形成的沉淀物，会在管材表面形成结垢，并在管道口、井筒和油藏中产生严重的堵塞问题。
硫酸钡结垢的形成不仅会降低油田的生产效率，还会增加设备维护成本，甚至会导致设备故障，带来重大的安全隐患。
因此，对硫酸钡结垢的治理技术进行研究具有重要的现实意义。
本文将探讨硫酸钡结垢的机理与防垢技术的研究进展。
首先，我们会分析硫酸钡结垢的物理化学机制，介绍影响硫酸钡结垢形成的因素以及硫酸钡结垢的形态与构成成分。
其次，我们会综述经典的防垢技术，如机械清洗、化学反应、电化学技术等，探讨这些技术的适用范围和限制，并介绍近年来发展起来的新型防垢技术，如超声波技术、纳米技术等。
本文还将介绍一种基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法。
神经网络是一种模仿人脑神经系统的计算模型，以其所具有神经元之间联接权值的特点能够较好地解决复杂的问题。
我们会探讨基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法的原理与优势，并分析该方法的应用前景及限制。
硫酸钡防垢剂FBR的合成与性能评价
表 １ 成垢 离子 浓度对 防垢 率的影 响
项 目 Ｂ２ 度／ ｇＬ ａ 浓 ｍ ・— Ｓ ，一 度 ／ａ・ 一 Ｏ 浓 ｒ Ｌ ｇ 防垢率， ％
３０ ３ ４Ｏ Ｏ ６０ ６
８０ ｏ
矿化 度 ／ ｇ Ｌ ｍ ・一
生产 不 能 正 常进 行 ， 重 影 响 油 气 田开 发 效 益 。 严 据报道 ， 国每 年 油气 井 及 地 面设 备 因为 结垢 而 美 造成 的损失 就 达 １ 美 元 。许 多 油 气 井 由于结 ０亿 垢 的影 响 ， 能 和注 水 能 力 降低 而不 能 进 行 连续 产
２ ２ 温度 对 防垢 性 能的影 响 ．
顺 丁烯 二酸 酐 、 丙烯酸 与 丙烯 酸 甲酯 为单体 ， 合成 了顺 丁烯二 酸酐／ 丙烯 酸／ 烯酸 甲酯 三元共 聚物 丙
（ Ｂ ） 并对 Ｆ Ｒ的 防垢效 果进 行 了评 价 。 ＦＲ ， Ｂ
１ 实验 部分
１ １ 防垢剂 Ｆ Ｒ 的制备 ． Ｂ
＾
斟
至 一定 温 度 反 应 。 反 应 结 束 后 ， ５ Ｉ左 右 用 在 ０ｃ ＝ ＮＯ ａ Ｈ将体 系 ｐ Ｈ值 调至 ７ 即得 到透 明胶状 物 ， ， 烘
干， 制得 Ｆ Ｒ固体产 物 。 Ｂ
１２ 防垢 性能 测试 方法 ．
温 度 ／Ｃ ＇
图 ２ 温度对 防垢 性能 的影 响
目前许 多 油 田实 践 均 表 明 ， 油气 田开 发 生 在
ห้องสมุดไป่ตู้
２ 结 果与讨 论 ２ １ Ｆ Ｒ加量 对 防垢性 能 的影响 ． Ｂ
产过 程 中 ， 结垢 将导致 油 气层 伤害 、 油井井 筒 和地
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价严思明;张长思;王柏云【摘要】以马来酸(MaA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、亲水性长链分子(A-501)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了硫酸钡阻垢剂.考察了单体质量比、反应温度、反应时间对阻垢效果的影响,结果表明,在A-501/MaA/AMPS单体质量比为8∶1∶10.4,反应温度80℃,反应时间5h条件下,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率可达92％.考察了阻垢剂浓度对阻垢性能的影响,结果表明,在共聚物浓度为128 mg/L时,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率达90％以上.电导率法初步探讨了阻垢剂对硫酸钡晶体的影响,结果表明,阻垢剂的加入能延长硫酸钡结晶时的诱导期,对硫酸钡晶核生成有抑制作用.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2012(013)009【总页数】4页(P29-32)【关键词】亲水性长链分子;油田阻垢剂;硫酸钡垢;结晶动力学【作者】严思明;张长思;王柏云【作者单位】西南石油大学化学化工学院,成都610500;西南石油大学化学化工学院,成都610500;西南石油大学化学化工学院,成都610500【正文语种】中文随着油田的注水开发，油田结垢逐渐成为油气田生产中的重要问题。
在各类垢中，硫酸盐垢特别是硫酸钡最难预防。
硫酸钡是一种溶解度很低的化学物质，一旦形成就很难处理，是油田水中最难溶解的一种物质。
由于结垢等影响，造成采油量下降，注水井压力上升，采油措施费用、管线及设备维护更新费用大幅度上升，严重影响油田的开发效果与经济效益［1，2］。
在水处理化学品中，聚合物阻垢剂是其中重要组成部分。
目前市场上的阻垢剂主要有新型羧酸类聚合物、磺酸类聚合物、含磷(膦)聚合物和新型环境友好聚合物［3］。
笔者以马来酸(MaA)、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸(AMPS)、亲水性长链分子(A－501)为原料，过硫酸铵为引发剂，合成了一种针对油田中硫酸钡有良好阻垢性能的阻垢剂。
采用静态阻垢法作为评价方法确定了最佳合成条件，并通过电导率法对硫酸钡晶体进行了结垢动力学研究。
2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸(AMPS)，马来酸(MaA)，亲水性长链分子(A－501)，过硫酸铵，BaCl2·2H2O，Na2SO4，乙二胺四乙酸(EDTA)，MgCl2·6H2O，，NH4Cl，浓氨水，NaCl，络黑T。
三口烧瓶，数显智能型恒温水浴锅，DJ1C－100增力电动搅拌器，DDS－12A数显电导率仪，温度计。
在带有冷凝管、搅拌器、恒压分液漏斗的三口烧瓶中，加入一定量的亲水性长链分子(A－501)、马来酸(MaA)、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸(AMPS)和蒸馏水，待单体溶解混合均匀后，升温到预定温度，开始缓慢滴加过硫酸铵引发剂，滴加完后继续升温到一定温度，在此温度下反应数小时，并调节溶液pH值为7.0，即得到硫酸钡阻垢剂产品。
根据滴定分析的原理，采用络合滴定分析法测定钡离子浓度。
其操作步骤为:用移液管准确移取一定体积的待测溶液，加入过量的乙二胺四乙酸(EDTA)标准溶液，再加入5 mL NH3－NH4Cl缓冲溶液及几滴络黑T指示剂，摇匀，用Mg2+标准溶液滴定至由蓝色变为酒红色即为终点，计算公式如下:式中，CBa2+为钡离子质量浓度，mg/L;VEDTA为EDTA标准溶液体积，L;CEDTA为EDTA标准溶液质量浓度，mg/L;VMg2+为镁离子标准溶液体积，L;CMg2+为镁离子标准溶液质量浓度，mg/L;V待测液为待测液体积，L。
参照SY/T5673—1993《油田用阻垢剂性能评价方法》进行。
通过对加入阻垢剂混合溶液中钡离子浓度和未加阻垢剂混合溶液中钡离子浓度的测定，计算阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率，计算公式如下:式中，E为阻垢率，%;M1为未加阻垢剂混合溶液中钡离子质量浓度，mg/L;M2为加阻垢剂后混合溶液中钡离子质量浓度，mg/L。
精确称取一定量的BaCl2和Na2SO4分别溶于蒸馏水中，制成储备液，将已配好的 BaCl2，Na2SO4储备液按一定比例混合，配成两组BaSO4过饱和溶液。
分别测定2种过饱和溶液电导率随时间变化曲线，每30 s读取一次电导率值。
然后分别向每组过饱和溶液中加入质量浓度为3.2 mg/L的阻垢剂，在25℃下测试电导率随时间的变化，并和未加阻垢剂的空白样比较［5，6］。
2.1.1 单体质量比对阻垢性能的影响在引发剂过硫酸铵用量占单体总量1%，温度80℃，溶液pH值为7，反应时间5 h不变条件下，改变单体A－501、马来酸(MaA)及AMPS质量比，考察单体质量比对阻垢性能的影响，结果见表1。
由表1可知，在单体A－501/MaA/AMPS质量比为8.0∶1.0∶10.4时，所得共聚物阻垢效果最好，阻垢率可达92%。
其中，增大单体A－501比例起到增长亲水基链长度，增长整个聚合物分子梳形结构，从而产生空间位阻，抑制硫酸钡晶粒生长，达到阻垢作用;AMPS与硫酸钡晶核表面电荷吸附，抑制硫酸钡晶体的形成;MaA上的羧酸根与钡离子络合，抑制钡离子与溶液中的硫酸根结合产生沉淀。
从单体比例看，共聚物主要是通过产生空间位阻和中和晶体表面电荷起主要作用。
因此，单体质量比选择 A－501/MaA/AMPS为8.0∶1.0∶10.4较合适。
2.1.2 反应温度对阻垢性能的影响保持A－501/MaA/AMPS质量比8.0∶1.0∶10.4，引发剂用量占单体总量1%，溶液pH值为7，反应时间5 h条件不变，改变反应温度，考察温度对共聚物阻垢性能的影响，结果见图1。
由图1可以看出，反应温度较低时，共聚物的阻垢效果较差，随着反应温度的升高，阻垢率逐渐提高，当反应温度达到80℃时，阻垢效果最好，当温度高于80℃时，有下降趋势，但变化不大。
由反应动力学可知，温度太低，引发剂分解时间长，有时甚至不能引发反应;温度太高，反应剧烈，有时难以控制，过高的温度会导致反应速率增大，聚合物的相对分子质量降低，使阻垢率下降，因此，聚合反应的最佳温度为80℃。
2.1.3 反应时间对阻垢性能的影响保持A－501/MaA/AMPS质量比8.0∶1.0∶10.4，引发剂用量占单体总量1%，溶液pH值为7，温度80℃条件不变，只改变反应时间，考察时间对共聚物阻垢性能的影响，结果见图2。
由图2可以看出，当反应时间小于5 h，共聚物的阻垢效果随着反应时间的增加而提高，当反应时间继续延长时，阻垢剂的阻垢效果略有降低，变化不大，当反应时间小于5 h，随着反应时间增大，聚合物的相对分子质量逐渐提高，达到一定程度时，生成了稳定的共聚物，反应逐渐停止，继续增加反应时间，得到的产物阻垢效果变化不大。
因此，聚合反应时间选择5 h较合适。
2.2.1 阻垢剂浓度对阻垢性能的影响以最佳合成条件下制备的硫酸钡阻垢剂为试样，对含硫酸钡垢溶液进行阻垢处理，改变阻垢剂浓度，考察阻垢剂浓度对阻垢性能的影响，结果见图3。
从图3可以看出，随着阻垢剂浓度的增加，对硫酸钡垢的阻垢率开始时增加较快，当阻垢剂质量浓度为128 mg/L时，阻垢率变化不大。
阻垢剂浓度达到一定值时，与溶液中的钡离子螯合，并使硫酸钡晶体发生晶格畸变，即产生了阻垢作用，当再加过量的阻垢剂后，阻垢效果没有明显变化，因此，阻垢剂质量浓度选择128 mg/L较合适。
2.2.2 电导率法评定阻垢剂阻垢性能结晶分为两个步骤:首先产生微小的粒子作为晶核然后晶核长大，成为可见晶体。
晶核生长速率可通过电导率随时间的变化来测定，用氯化钡和硫酸钠混合瞬间的电导率作为硫酸钡过饱和溶液的初始电导率，溶液的电导率值与溶液中钡离子和硫酸根离子浓度之和呈良好的线性关系，因此，按照1.5节电导率测定方法，分别配制钡离子和硫酸根离子浓度均为0.30×10－3mol/L的硫酸钡过饱和溶液试样1和钡离子及硫酸根离子浓度均为0.60×10－3mol/L的硫酸钡过饱和溶液试样2，并分别加入最优条件下合成的阻垢剂，其质量浓度为3.2 mg/L，在25℃下监测反应过程中电导率随时间的变化，并和未加阻垢剂的空白试样作比较，用电导率法考察阻垢剂对硫酸钡晶核生长的影响，结果分别见图4～5。
由图4和图5所示，未加阻垢剂的BaCl2溶液在加入Na2SO4后电导率在较短时间内迅速下降。
加入阻垢剂后，动力学曲线出现了一个平台，称之为“诱导期”，诱导期和溶液的饱和度、阻垢剂有关，不同浓度过饱和溶液中加入阻垢剂后，都会延长硫酸钡结垢的诱导期，在一定浓度范围内，溶液过饱和度越低，诱导期持续时间越长;经过硫酸钡的诱导期后，电导率的变化规律一致，加入阻垢剂的过饱和溶液电导率下降的速率缓慢，说明阻垢剂的加入对硫酸钡晶核生成有抑制作用，而且在一定浓度范围内，过饱和度越小，电导率下降的速率越缓慢。
(1)以亲水性长链分子(A－501)、马来酸(MaA)和2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸(AMPS)为单体，过硫酸铵为引发剂可制备硫酸钡阻垢剂，该阻垢剂最佳合成条件为:单体A－501/MaA/AMPS质量比为8.0∶1.0∶10.4，引发剂用量占单体总质量1.0%，反应温度80℃，反应时间5 h，溶液体系pH值7.0，制备的共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率可达92%。
(2)在含钡离子和硫酸根离子过饱和溶液中加入硫酸钡阻垢剂后，能延长硫酸钡结晶时的诱导期，溶液过饱和度越低，诱导期持续时间越长;过饱和溶液电导率下降速率缓慢，说明阻垢剂的加入对硫酸钡晶核生成有抑制作用，而且，在一定浓度范围内，过饱和度越小，电导率下降的速率越缓慢。
【相关文献】［1］陈大钧，陈馥，等.油气田应用化学［M］.北京:石油工业出版社，2007.［2］张世君，周根先.油田水处理与检测技术［M］.郑州:黄河水利出版社，2003.［3］叶文玉.水处理化学品［M］.北京:化学工业出版社，2002.［4］张现斌.硫酸钡(锶)阻垢剂的合成与应用性能研究［D］.西南石油大学，2007.［5］张小霓.电导率法测定阻垢剂及碳酸钙结晶动力学研究［D］.武汉大学，2004.［6］尹晓爽，杨文忠，唐永明，等.PBTCA对硫酸钡结晶动力学的影响［J］.应用化学，2008，25(3):356－359.。