ICS 75.020 SY E 14 备案号：57588—2017 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T0600—2016 代替SY/T0600—2009 油田水结垢趋势预测方法 Prediction methods for scaling tendency in oil-field water 201612-05发布 2017-05-01实施 国家能源局 发布 SY/T0600—2016 目 次 前言 II 范围 2 规范性引用文件 3 方法提要 4 资料收集与数据录取 5 结垢趋势的预测 6 报告 健康、安全、环境控制要求 7 附录A（规范性附录）不同温度时，离子强度（μ）与碳酸钙修正系数（K）的关系 附录B（规范性附录） 硫酸钙（石膏）的溶度积常数 SY/T06002016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替SY/T0600—2009《油田水结垢趋势预测》，与SY/T0600—2009相比，除编辑性 修改外，主要变化如下： 修改了标准名称，将《油田水结垢趋势预测》修改为《油田水结垢趋势预测方法》； 修改了范围，将标准的适用范围适度缩窄（见第1章，2009年版的第1章）； 修改了规范性引用文件（见第2章，2009年版的第2章）； 修改了方法提要，去掉了“本标准仅提供一般结垢趋势预测”（见第3章，2009年版的 第3章）； 的第4章）； 增加了“资料的收集”（见4.1）； 修改了水温的测定次数（见4.2.1，2009年版的4.1）； 给出了硫酸结垢趋势预测方法（见5.3，2009年版的5.3）； 设定趋势指数1，根据1值的大小判定结垢趋势（见5.4，2009年版的5.4）； 修改了报告包括的内容，将收集的数据纳人了报告内容（见第6章，2009年版的第6章）； 一增加了“健康、安全、环境控制要求”（见第7章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由采油采气专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油新疆油田分公司工程技术研究院、中国石油新疆油田分公司实验检测 研究院、辽河石油勘探局华油实业公司。 本标准主要起草人：钟志英、熊启勇、黄连华、张继周、潘竟军、邓伟兵、怡宝安、杨建强、邬 国栋、王容军、李得志、吴庆奇、苗健。 本标准代替了SY/T0600—2009。 本标准的历次版本发布情况为： SY/T0600—1997。 II SY/T0600—2016 油田水结垢趋势预测方法 1范围 本标准规定了油田水碳酸盐和硫酸盐结垢趋势预测的方法提要、资料收集与数据录取及预测方法。 本标准适用于油田注采、集输系统水的碳酸盐和硫酸盐结垢趋势的预测。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY/T5329—2012碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法 SY/T5523—2006油田水分析方法 3方法提要 本标准是通过收集油田注采、集输系统的相关数据、测试水的pH值、水温及水中离子含量等数 据，由相应的经验公式或理论公式计算常见油田垢（钙、钡、锶的碳酸盐或硫酸盐）的结垢预测参 数，判断结垢趋势；也可由相应的数据通过原理和数学模型与标准相类似的结垢分析软件，进行分析 预测。 4资料收集与数据录取 4.1资料的收集 资料的收集须符合以下要求： a）水温，单位为摄氏度（℃）； b）压力（绝对压力），单位为兆帕（MPa）； c CO,含量（地面条件下，气、油、水混合体系中CO,的量），为体积百分数； d）日产气量（标准温度、压力条件下），单位为立方米每天（m/d）； e）日产水量，单位为立方米每天（m/d）； f）日产油量，单位为立方米每天（m/d)。 4.2数据的录取 4.2.1水温的测定 水温的测定，三次测试结果的平行测试值误差不超过±1℃。 1 SY/T0600—2016 4.2.2水样的采集、保存和标记 水样的采集、保存和标记按SY/T5523—2006中第5章的要求进行。 4.2.3水样的测定 水样的测定项目如下： a）碳酸根（CO,）、碳酸氢根（HCO，）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.1的要求进行。 b）锁离子（Ba2+）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.4的要求进行。 c）钙离子（Ca²+）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.8的要求进行。 d）氯离子（CI）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.10的要求进行。 e）镁离子（Mg2*）的测定，按SY/T5523-2006中6.3.18的要求进行。 f）pH值的测定，按SY/T5523—2006中6.3.24的要求进行。 g）钾离子（K*）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.26的要求进行。 h）钠离子（Na*）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.28的要求进行。 i）锶离子（Sr2+）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.30的要求进行。 j）硫酸根（SO2-）的测定，按SY/T5523—2006中6.3.31的要求进行。 5结垢趋势的预测 5.1 碳酸钙结垢趋势预测 5.1.1Davis-Stiff饱和指数法 5.1.1.1 饱和指数按公式（1)、公式(2)、公式（3）计算： SI = pH - K - pCa - pAIK (1) 1 (2) (c2 + c22 + ..+ c2) (3) 式中： 一饱和指数，无因次； pH——水样的pH值； K—修正系数，由不同温度时离子强度（μ）与修正系数（k）的关系图查得，见附录A； pCa- -Ca2+浓度（mol/L）的负对数； pAIK. 总碱度（mol/L）的负对数； [co;] CO浓度，单位为摩尔每升（mol/L）； [HCO;] HCO，浓度，单位为摩尔每升（mol/L）； μ- 离子强度； c, 第i种离子浓度，单位为摩尔每升（mol/L）： z,- 第i种离子化合价数。 2 SY/T0600—2016 5.1.1.2结果判定： SI>0，有结垢趋势； SI=0，临界状态； SI<0，无结垢趋势。 5.1.2Ryznar稳定指数法 5.1.2.1稳定指数按公式（4）计算。 SAI = 2(K + pCa + pAIK) - pH (4) 式中： SAI——稳定指数，无因次。 K，pCa，pA1K同5.1.1.1。 5.1.2.2结果判定： SAI≥6，无结垢趋势； SAI<6，有结垢趋势； SAI<5，结垢趋势严重。 5.1.3 侵蚀性二氧化碳测定预测法 用侵蚀性二氧化碳测定方法判断水质结垢趋势，按SY/T5329—2012中5.9的要求进行。 5.1.4Oddo-Tomson饱和指数法 5.1.4.1有气相存在时（油气井油层压力小于泡点压力），饱和指数按公式（5)、公式（6)、公式 (7）计算： [Ca*][HCO,] IS = Ig + 5.85 + 15.19 × 10 × (1.8t + 32) 145py fo · (5) 1.64 ×10 × (1.8t + 32) 764.15 × 10° p - 3.334μ2 + 1.431μ e4p2.84055(.8+492) (6) 145pfc×6.29×(5g+10g)×10s =×1 (7) 35.32g, × 10× (1.8t + 492) 式中： 饱和指数，无因次； IS- 温度，单位为摄氏度（℃）； 一绝对压力，单位为兆帕（MPa）； [Ca"]—水中Ca"浓度，单位为摩尔每升（mol/L)； [HCO;]—水中HCO;的浓度，单位为摩尔每升（mol/L)； 一离子强度； f——在CH和CO,混合气中，CO,的逸度系数； 3 SY/T0600—2016 一地面条件下，CO，在气、油、水混合体系中的含量，用体积百分数表示； 一在标准温度、压力条件下，每日采出的气体总量，单位为立方米（m）； 一每日采出的水量，单位为立方米（m）； 一每日采出的油量，单位为立方米（m）。 5.1.4.2无气相存在时（油井油层压力大于泡点压力），饱和指数按公式（8)、公式（9)、公式（10） 计算： Ca"[HCo,] 3.63 + 8.68 ×10-3× (1.8t + 32) IS : (8) +8.55 ×10× (1.8t + 32)* - 951.2 ×10°p 3.42μ2 + 1.373μ N. × 10~6 (9) No2 = Yo × 35.320 (10) 式中： Cco——每日在水和油中采出的CO,含量，单位为摩尔每升（mol/L）； Nco——在标准温度、压力条件下，每日采出的CO,量，单位为立方米（m")。 IS，1,，[ca"]，[Hco,]，μ，J，y,y,2g，Qw，2.同5.1.4.1。 5.1.4.3结果判定： IS>0，有结垢趋势； IS=0，临界状态； IS<0，无结垢趋势。 5.2 硫酸钙结垢趋势预测 5.2.1 硫酸钙结垢趋势按公式（11）计算： S = 1000(Jx2 + 4K - X (11) 式中： 一CaSO结垢趋势预测值，单位为毫摩尔每升（mmol/L）； S- K，——溶度积常数，由水的离子强度和温度的关系曲线查得，见附录B； 一Ca²与SO’的浓度差，单位为摩尔每升（mol/L)。 X 由水中实测Ca²和SO的浓度，再计算出水中CaSO，的实际含量c（c取Ca和SO浓度的最小 值），单位为毫摩