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2006-12–20发布2007-02–01实施物理防垢仪防垢效果评价方法Q/SH10201737—2006Q/SH10201737—2006I前言本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：胜利石油管理局质量监督检验所。本标准主要起草人：杨永军、周海刚、杜灿敏、唐永安、毕毅、王桂新、张晶。本标准自发布之日起有效期三年，到期复审。Q/SH10201737—20061物理防垢仪防垢效果评价方法1范围本标准规定了用于油田油水系统的物理防垢仪防垢效果的评价方法。本标准适用于超声波、电、磁等物理防垢仪的效果评价。其他类型物理防垢仪的评价也可参考使用。本标准所提出的技术指标是根据目前油田所用物理防垢仪的防垢机理提出的，对某种特定的防垢仪并不一定全部适用，评价时可根据防垢机理选择适用的技术指标和方法。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY/T0600—1997油田水结垢趋势预测SY/T5523油气田水分析方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1表面张力降低值物理防垢仪处理前后水样表面张力的差值为表面张力降低值。3.2有效性保留时间物理防垢仪对所处理液体的有效作用所保持的时间称为有效性保留时间。3.3防垢率用以表征防垢能力大小的参数，其百分值越大，防垢性能越好。将物理防垢仪处理前、后水的结垢量的差值与防垢仪处理前水的结垢量的比值称为物理防垢仪的防垢率。4评价方法4.1垢型的确定取现场垢样，按照4.1.1进行垢型的确定；若无法取得垢样，按照4.1.2进行垢型的确定。4.1.1垢样分析为了保持垢样不受外界影响，应在24h之内进行分析。所取现场垢样不少于10g，放在预先准备好的洁净的塑料袋中，扎紧袋口，写清取样地点、部位及日期，记录压力、温度等相关条件，描述垢样的初始状态（包括颜色、外形及厚度）。用于分析的样品需要烘干。样品从袋中取出破碎后，用分析天平称重，用汽油萃取直至恒重，计算垢样中油含量。待溶剂充分挥发后，放入真空烘箱中，抽真空，80℃恒温4h。烘干后的样品，在研钵中磨至全部通过180mm（80目）试验筛，置于称量瓶中，放入干燥器内备用。依据SY/T0600—1997中附录A的规定进行污垢组分的测定。4.1.2结垢趋势预测4.1.2.1取样点：在现场流程中防垢仪前后各取一点；记录现场水温、pH值、压力、流量、流速。4.1.2.2将取样点阀门打开畅流3min，待水质稳定后，用清洁干燥的500mL玻璃细口瓶或聚乙烯塑料瓶取样，水样应注满取样瓶，取水样时应尽量避免暴氧。4.1.2.3水样采集后应及时进行离子分析，测试离子为Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Na+、K+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-水经电、磁、超声波等物理防垢仪处理后，可以引起电子激发，影响所析出沉淀的离子键，所。测试方法按SY/T5523中的有关规定执行，建议采用离子色谱法。4.1.2.4根据水中阴阳离子的含量和现场水温、pH值，依据SY/T0600进行结垢趋势预测，确定可能出现的垢型。4.2加热浓缩状态4.2.1原理Q/SH10201737—20062生成的沉淀强度低，不再是致密的结晶，而是象雪花那样松散的堆积。由于它和器壁的结合力很弱，可不附壁而随水流冲走。处理后的水经加热浓缩后，析出的沉淀应呈絮状聚集在底部。如果装置防垢效果差或无效，则容器壁上附着硬质水垢。4.2.2仪器与设备a）烧杯：400mL；b）量筒：500mL；c）电热套。4.2.3测试步骤用量筒量取防垢仪处理后水样400mL，倒入洁净干燥的500mL烧杯中，放置于电热套上加热，待水样沸腾后控制加热电压，使水样保持微沸，加热过程中注意观察实验现象，1h后关闭电源停止加热，观察水中析出沉淀状态。若水中析出沉淀呈絮状聚集在杯底，烧杯保持透明，说明处理效果较好；若杯壁上附着硬质水垢而变暗，说明处理效果差或无效。4.3表面张力降低值4.3.1原理电、磁、超声波等物理防垢仪可以对水的结晶结构起破坏性的作用，使得离子水合作用减少，溶剂分子变得更活泼，因而使这种水系统的活性增加，直接表现为表面张力降低。将物理防垢仪处理前后水样表面张力的差值定义为表面张力降低值。防垢仪处理效果不同，表面张力降低值也不同，可以根据该原理评价防垢效果的好坏。表面张力降低值大于等于2mN/m时，说明该物理防垢仪对水有较好的处理效果。4.3.2仪器与设备界面张力仪：带恒温装置的TX550A旋滴界面张力仪或同类产品。4.3.3测试步骤水样取回后，应立即测试防垢仪处理前后水样的表面张力。测试时应将表面张力仪恒温装置调至现场水温±1℃，按仪器操作规程进行测试。测试时应保证处理前后的水样温度相同。按式（1）计算表面张力降低值。F=Fq-Fh………………………………………（1）式中：F——表面张力降低值，mN/m；Fq——防垢仪处理前水样的表面张力，mN/m；Fh防垢仪处理后水样在现场水温±1℃条件下放置n小时后，再进行Ca——防垢仪处理后水样的表面张力，mN/m。4.4有效性保留时间4.4.1原理因物理防垢仪特有的性质，经过其处理的液体物理形态和化学性能有所改变，主要表现在离子稳定、离子结构改变、表面张力降低等方面，但其有效作用是有时限性的，经过一段时间后，溶液将恢复为未处理前状态。将物理防垢仪对所处理液体的有效作用所保持的时间称为有效性保留时间。有效性保留时间的长短关系到液体在管道中流经距离，是评价物理防垢仪的一项重要指标。表面张力的变化和钙、锶、钡离子含量的变化能对有效性保留时间有比较直观的表征。用于长距离集输或注水管道的物理防垢仪，有效性保留时间应大于24h。4.4.2设备及材料a）界面张力仪：带恒温装置的TX550A旋滴界面张力仪或同类产品;b）电热恒温箱：最高温度不低于70℃，控温灵敏度±2℃；c）离子色谱仪。4.4.3测试方法可根据实验室实际情况选择4.4.3.1或4.4.3.2方法之一进行测试。4.4.3.1表面张力测试法将防垢仪处理后的水样在现场水温±1℃条件下放置，每隔n小时测试其表面张力，绘制表面张力随时间变化曲线，曲线出现明显拐点所对应的时间为有效性保留时间。时间n可根据需要确定为2h、4h、8h、16h、24h、48h不等。4.4.3.2离子测试法2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度的Q/SH10201737—20063测试，绘制离子浓度随时间变化曲线，曲线出现明显拐点所对应的时间为有效性保留时间，时间n可根据需要确定为2h、4h、8h、16h、24h、48h不等。4.5防垢率根据防垢仪处理后的水在现场水温条件下静置24h后，水中Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度变化确定防垢率。防垢率按式（2）计算。Q1-Q2η=———×100%…………………………………（2）Q1式中：η——防垢率；Q1——物理防垢仪处理前水的结垢量，mg；Q2——物理防垢仪处理后水的结垢量，mg。Q1与Q2分别是24h后Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度变化量。按式（3）和式（4）计算。Q1=（C1-C2）×V……………………………………（3）Q2=（C3-C4）×V……………………………………（4）式中：C1——物理防垢仪处理前水的Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度，mg/L；C2——物理防垢仪处理前水，在现场水温下静置24h后的Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度，mg/L；C3——经物理防垢仪处理后水的Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度，mg/L；C4——经物理防垢仪处理后水，在现场水温下静置24h后的Ca2+（或Ba2+、Sr2+）离子浓度，mg/L；V——测试离子含量时取样体积，L。