油田污水化学处理药剂

油田污水的腐蚀性：因具有较高的矿化度、含有腐蚀性气体（H2S、CO2、O2）和微生物（SRB、TGB），具有较高的腐蚀性。
腐蚀危害：造成污水集输管线、水处理设备、油水井及井下工具的腐蚀破坏，影响油田生产系统的正常运行，还会引起火灾，造成环境污染。
金属设备的防腐措施
分为三类：
一是通过化学防腐剂的加入，达到减轻腐蚀的目的；
溶解的盐类
影响趋势同CaCO3和CaSO4。
压力
随压力增加溶解度增大，与硫酸钙同样的作用机理。
4、硫酸锶（SrSO4）
硫酸锶比硫酸钡好溶一些。
温度的影响
SrSO4的溶解度随温度的升高而减小。25℃纯水中的溶解度为129mg/L，125℃时，溶解度降为68 129mg/L。
溶解盐的影响
SrSO4的溶解度随水中NaCl含量的增加而增大，但随NaCl含量的进一步增加，其溶解度会降低。
二是把金属本体与腐蚀介质隔开，如各种内外衬、涂防腐设备管线等；
三是采用耐腐蚀材质，如不锈钢、塑料等。
二、缓蚀剂定义和类型
1、缓蚀剂定义
凡是在腐蚀介质中添加少量物质就能防止或减缓金属的腐蚀，这类物质称为缓蚀剂。
2、缓蚀剂的类型氧化型缓来自剂缓蚀机理：使金属表面生成一层致密且与井数表面牢固结合的氧化膜，或与金属离子生成难溶的盐，阻止金属离子进入溶液，抑制腐蚀。如铬酸盐（NaCrO2、K2Cr2O7）、亚硝酸盐（NaNO2）等。
增大碳酸钙在水中的溶解度。随着系统中二氧化碳分压的增加，碳酸钙的溶解度增大，且随着温度的升高，影响减小。
系统中压降的存在CO2分压减小从溶液中逸出水的pH值升高导致碳酸钙沉淀
pH值
pH值高会产生更多的沉淀。
总压力
系统压力增加，碳酸钙溶解度增大。
温度
当温度增高时，碳酸钙的溶解度降低，即水温较高时会结较多的碳酸钙垢。
现场实验确定缓蚀剂用量和加药方式
设立腐蚀监测点，随时挂片监测腐蚀速度，以便调整、改进缓蚀剂品种、加药量和加药方式。
进行经济技术指标比较
对缓蚀剂的价格、用量、毒性及缓蚀率进行全面分析，选择相对腐蚀率较高、成本较低、对环境污染轻的缓蚀剂。
2、油田污水处理系统常用的缓蚀剂
对于油田污水处理系统，防腐效果较好的缓蚀剂有：
垢的危害
悬浮于水中的颗粒堵塞贮油层，或在贮油层表面结成固体的垢；
降低供、注水管道和油管的有效直径，摩阻增大，能耗增加；
抽油杆结垢时，增加抽油杆的负荷；
加热炉的辐射管结垢会造成过热，降低使用寿命。
二、常见的水垢
1、碳酸钙（CaCO3）
碳酸钙垢是由钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合生成的。
影响因素包括：
二氧化碳（CO2）
影响因素
a、温度
低于38℃时，石膏的溶解度随温度的升高而增大；高于38℃时变化趋势相反。
高于38℃时，无水石膏（不溶性硬石膏）的溶解度比石膏小，先于石膏沉积，而石膏沉积温度为100℃。因此，在较深、较热的井中，硫酸钙主要以无水石膏的形式存在。
温度在100℃以上时，在有搅动或流动的系统中，无水硫酸钙可直接沉积出来；若系统是静止的，半水的硫酸钙溶解度变小，随时间的延长可转变成无水硫酸钙。
含氮的有机化合物，脂肪胺及盐类，酰胺及咪唑啉类等。
第二节阻垢剂
一、结垢及危害
水中的化学物质是以离子状态存在的，在水中的溶解度是有限的，超过这个限度，化合物便成为固体而沉淀。
在下列情况下引起结垢：
水中含有形成溶解度很小的化合物的离子；
物理条件发生变化，或者水中的成分发生变化，使溶解度低于现有浓度。
垢的存在形式：悬浮于水中，或附在设备表面和管壁上
d、pH值
pH值对硫酸钙的溶解度的影响很小或根本不影响。
3、硫酸钡（BaSO4）
就目前所讨论过的垢来说，硫酸钡是最难溶的垢。
由于硫酸钡极难溶解，只要水中有Ba2+和SO42-就会结垢。
温度
100℃以下时，BaSO4的溶解度随温度的升高而增大；
高于100℃时，溶解度随温度的升高而减小。
由于BaSO4的溶解度在常温以上范围内随温度升高而增大，因此在地面条件没有结垢的注水井，在井底也不存在结垢问题。
b、水中溶解盐类
当水中存在NaCl或其它溶解的盐类（不包括Ca2+和SO42-）、浓度小于150000mg/L时，石膏或无水石膏的溶解度增大。当盐的含量大于150000mg/L时，硫酸钙的溶解度减小。
c、压力
水中所有垢的溶解度都随着压力的增加而增大。
在生产井中，压力降是生成硫酸钙垢的一个主要原因。
井筒周围的压力降会引起油层和油管结垢。
水中所溶盐类
水中含盐量增加，碳酸钙溶解度增加，结构趋势越小。
水中溶解的固体总量（不包括钙和碳酸根离子）最大可达到200000mg/L。
综上，生成碳酸钙的趋势
随温度升高而增加；
随CO2分压减小而增加；
随pH值增加而增加；
随溶解的总盐量减少而增大；
随总压力的减小而增大。
2、硫酸钙（CaSO4）
硫酸钙的类型：油田上最常见的硫酸钙沉积物是石膏。
油田污水化学处理药剂
污水处理剂：在油田污水处理过程中，为防止设备及管线腐蚀、结垢，降低胶体、悬浮颗粒
含量，抑制有害细菌增生，所加入的化学药剂统称为污水处理剂。
油田常用的污水处理剂的种类主要有：
缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、除氧剂
第一节缓蚀剂
一、腐蚀及其危害
腐蚀：金属与周围介质接触，由于化学或电化学原因引起的破坏。
三、缓蚀剂选择
1、污水处理缓蚀剂的选择
确定腐蚀原因
对于油田生产系统，腐蚀的原因有pH值、含盐、含腐蚀性气体、细菌等，必须找出腐蚀的主要原因，测定各气体的溶解量，分析腐蚀介质的离子组成、腐蚀产物等。
对于抑制H2S腐蚀，可选用吡啶类和脂肪胺类吸附型缓蚀剂；防治CO2腐蚀，选用咪唑啉类缓蚀剂。
进行室内评价：在室内评选缓蚀率高的缓蚀剂及其用量，再在现场应用。室内评价一般采用挂片试验法。
沉淀型缓蚀剂
缓蚀机理：缓蚀剂与腐蚀环境中的某些组分反应，生成致密的沉淀膜，或生成新的聚合物，覆盖在金属的表面，这种膜的电阻率大，抑制了金属的腐蚀。
缓蚀剂有阴极抑制型和混合抑制型之分，如辛炔醇、磷酸盐、羟基喹啉等。
吸附型缓蚀剂（有机缓蚀剂）
缓蚀机理：缓蚀剂分子都有极性基团和非极性基团，加入腐蚀介质中的极性基团吸附在金属表面上，非极性基团则向外定向排列，形成憎水膜，使金属与腐蚀介质分开。如烷基胺（RNH2）、烷基氯化吡啶、咪唑啉衍生物等。