pH值、温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制作用.docx

pH值、温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制作用碳酸钙在水中的溶解度很低碳酸钙是由水中的钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合而生成的反应式如下：Ca2++CO32-fCaCO3J ⑴Ca2++2HCO3-f CaCO3J+CO2T+H2O (2)（1）二氧化碳的影响CO溶解在水中时，生成碳酸，其电离反应式如下：2CO +H ONH CO2 2 2 3HCO NH++HCO -2 3 3HCO-N H++CO -33在一定的PH值下，只有很少百分比的碳酸氢根电离成氢离子和碳酸根离 子，参见图1，在一般情况下碳酸氢根离子在数量上远远大于碳酸根离子，可以 认为碳酸钙沉淀主要为式2所表示的反应当水中二氧化碳的浓度增加时，反应 向右移动，碳酸钙沉淀减少；当水中二氧化碳的浓度减少时，则反应向左移 动，碳酸钙的沉淀增加pH值图1水中三种碳酸的比例变化曲线（2）PH值的影响油田水中一般含有不同程度的碳酸，而水中三种形态碳酸HCO -+CO、32HCO-、CO 2-在平衡时的浓度比例取决于PH值根据PH值计算水中三类碳酸的百 33分数，关系曲线见图2由图2可以看出水中三类碳酸在平衡时的浓度的比例与PH值有完全相应的关系。

在低PH值范围内，水中只有HCO-+CO ；在高PH值范围内只有C02-离子；而在3 2 3中等PH值范围内HCO-（占绝对优势因此水的-%值较高时就会产生更多的碳酸3钙沉淀；反之，水的PH较低时，则碳酸钙不易产生沉淀PH值对碳酸盐的溶解 度影响很大，降低PH值会增加它们的溶解度图2 卡波兰图3）温度的影响温度是影响碳酸钙沉淀另一重要因素，绝大部分盐类在水中的溶解度是随 温度升高而增大但碳酸钙具有反常的溶解度，在温度升高时溶解度反而下 降，即水温升高时会沉淀更多的碳酸钙4）总压力的影响当压力增大有利于碳酸钙的溶解，而当压力减小时会促进碳酸钙沉淀对于汽、液两相系统，首先总压力增加，二氧化碳分压增大，碳酸钙的溶解度随之增大；其次从热力学角度看，压力增加也会使碳酸钙的溶解度增加，其机理 与后面讨论的压力对硫酸钙溶解度的影响类似对于只有水的单相系统，只能 从热力学的观点考虑，压力增加会使碳酸钙的溶解度增大5）水中所溶盐类的影响水中含盐量增加时碳酸钙的溶解度也增加例如将20000mg/L的氯化钠加入 蒸馏水中，碳酸钙的溶解度从100mg/L增加到250mg/L水中溶解的固体总量越 高（不包括钙离子和碳酸根离子），碳酸钙在水中的溶解度就越大。

这可以解 释为溶解的盐效应，当含盐量增加时，相应提高了水中的离子浓度，由于离子 间的相互静电作用，使成垢离子的活动性减弱，降低了结垢速度总的来说，温度升高，COR压减小，PH值增加，含盐量减小，总压力减小 都会使碳酸钙的沉淀趋势增加。