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油田化学药剂简介

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油田化学药剂简介油田化学药剂简介11 课前调查课前调查石油院校毕业?油田化学专业课?岗位技术性质?   油藏开发   钻完井   采油工艺   管理   其他2 学习目的学习目的1    WHAT DO WE WANT?      单位安排:      个人需要:      没有兴趣:2    WHO ARE WE  NOW?3    WHAT WILL WE BE?3 海上油田化学药剂简介海上油田化学药剂简介                             内容提要内容提要1.1.主要参考书籍主要参考书籍2.2.化学知识基础化学知识基础 3.3.油田化学剂分类油田化学剂分类 4.4.钻(完)井化学剂钻(完)井化学剂 5.5.采油化学剂采油化学剂 6.6.集输化学剂集输化学剂 7.7.水处理剂水处理剂 8.8.其它药其它药剂剂9.药药剂剂现场应用现场应用4 主要参考书籍主要参考书籍¡油田化学油田化学 赵福麟赵福麟 石油大学出版社石油大学出版社¡油田水处理技术油田水处理技术 陆柱等陆柱等 石油工业出版社石油工业出版社¡水处理剂应用手册水处理剂应用手册 严瑞瑄严瑞瑄 化学工业出版社化学工业出版社¡油田化学剂质量检验油田化学剂质量检验 石油工业出版社石油工业出版社¡三次采油化学原理三次采油化学原理 康万利等康万利等 化学工业出版社化学工业出版社¡采油用剂                         赵福麟      石油大学出版社¡油田化学品                     郑晓宇等   化学工业出版社¡油田化学品                     王中华       中国石化出版社¡表面活性剂在油田中的应用 康万利等 化学工业出版社¡海洋钻井液与完井液       纪春茂       石油大学出版社 ¡油井水泥及外加剂质量检验              石油工业出版社5 一、化学知识基础一、化学知识基础¡布郎运动¡溶解、扩散与沉淀、结晶¡物理吸附与化学吸附¡可逆过程与过程平衡原理(物理可逆过程与过程平衡原理(物理/化学)化学)¡质量守恒原理质量守恒原理¡相似相溶原理¡复分解反应¡螯合效应¡表面(界面)活性与表面(界面)活性剂6 1 布郎运动¡定义:定义:   悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动。

   布郎运动是英国植物学家布朗在1826年用显微镜观察悬浮在水中的花粉是发现的¡内涵:内涵:      布朗运动又称分子热运动,与温度和粒子个数有关,温度越高,布朗运动越剧烈,粒子越小,分子热运动越剧烈它是分子运动论和统计力学发展的基础  7 2 溶解、扩散与结晶、沉淀¡溶解:一种物质(溶质)分散于另一种物质(溶剂)中成为溶液的过程¡结晶:晶体在溶液中形成的过程称为结晶¡扩散:物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分布的现象扩散的速率与物质的浓度梯度成正比¡沉淀:物体在液体中时,因自身重量和密度的关系沉积到容器底部8 3 物理吸附与化学吸附¡物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快被吸附物质容易解吸,所以可逆¡化学吸附:由于吸附剂表面原子往往还有剩余的成键能力,当吸附质碰撞到吸附剂表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用9 3 物理吸附与化学吸附¡化学吸附特点:与物理吸附相比,化学吸附主要有以下特点:①所涉及的力与化学键力相当,比范德华力强得多。

②吸附热近似等于反应热③吸附是单分子层的¡同一物质,可能在低温下进行物理吸附而在高温下为化学吸附,或者两者同时进行吸附作用的大小跟吸附剂的性质和表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度的高低等密切相关 10 4可逆反应与反应平衡原理可逆反应与反应平衡原理¡在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应的方向进行的反应,叫做可逆反应绝大部分的反应都存在可逆性,只不过可逆程度小而而已¡化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态¡化学平衡跟所有的动态平衡一样,是有条件的,暂时的,相对的,当条件发生变化时,平衡状态就会被破坏,由平衡变为不平衡,再在新的条件下建立新平衡11 4可逆反应与反应平衡原理可逆反应与反应平衡原理¡可逆过程与不可逆过程:可逆过程是一种理想的热力学过程热力学系统由某一状态出发,经过某一过程到达另一状态后,如果存在另一过程,它能使系统和外界完全复原,即使系统回到原来状态,同时又完全消除原来过程对外界所产生的一切影响,则原来的过程称为可逆过程反之,如果无论采用何种办法都不能使系统和外界完全复原,则原来的过程称为不可逆过程。

¡实际过程的不可逆性是针对由大量微观粒子组成的热力学系统而言的单个或少量粒子的力学过程都是可逆的12 5质量守恒原理质量守恒原理¡质量守恒定律:在任何与周围隔绝的体系中,不论发生何种变化或过程,其总质量始终保持不变或者说,化学变化只能改变物质的组成,但不能创造物质,也不能消灭物质,所以该定律又称物质不灭定律在化学反应中,质量守恒定律是完全正确的¡(质能守恒定律:是质量守恒定律和能量守恒定律的总称,能量守恒定律是指在能量转移中不会凭空产生或消失,只存在能量的转化¡存在必有原因,问题必有缘由,解决必有办法! 13 6相似相溶原理¡相似相溶原理(极性相近规则) :由于极性分子间的电性作用,使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,难溶于极性分子组成的溶剂这是一个关于物质溶解性的经验规律¡结构的相似性并不是决定溶解度的唯一原因分子间作用力的类型和大小相近的物质,往往可以互溶;溶质和溶剂分子的偶极距相似性也是影响溶解度的因素之一 14 7复分解反应       由两种化合物化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫做复分解反应。

可简记为     AB+CD=AD+CB   ((1)酸)酸+盐盐─→新酸新酸+新盐新盐  反应物中酸必须是可溶的,生成物中至少有一种物质是气体或沉淀或水  如:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑  ((2)酸)酸+碱碱─→盐盐+水水     如:如:NaOHNaOH++RCOOH=RCOOH=RCOONaRCOONa++H2O↓ H2O↓   ((3)盐)盐+盐盐─→两种新盐两种新盐  反应物中的两种盐都是可溶性的,且反应所得的两种盐中至少有一种是难溶的  如:Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓  ((4)盐)盐+碱碱─→新盐新盐+新碱新碱      反应物一般都要可溶,生成物中至少有一种是沉淀或气体(只有氨盐跟碱反应才能生成气体) 如:NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3↑+H2O 15 8 螯合效应螯合效应   螯合物(又称内络合物),由中心离子(或原子)和多齿配位体络合形成具有环状结构的络合物,在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键 “螯”本指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。

螯合物通常比一般配合物要稳定,其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性,因此螯合物的稳定常数都非常高 16 9 分散体系分散体系¡溶液(Solution):分散相粒径≤10-9m¡高分子溶液(Polymer colloid):分散相粒径界于10-9m-10-6m,固化为冻胶(Gel)¡胶体(colloid):分散相粒径界于10-9m-10-6m ,固化为凝胶(Gel)又可分溶胶(sol,colloidal)、高分子溶液、胶体电解质(colloidal electrolyte)而溶胶又可分:aerosol(包括fog、smoke),sol(包括emulsion、foam),soloidsol¡悬浮液(Suspensoid,Soliquoid):分散相粒径≥10-6m17 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((1)概念:)概念: 表表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质 表面活性剂具有两亲结构,一部分亲油,一部分亲水 18 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡非极性基团, 8个碳原子以上烃链、全氟烃基等等; ¡极性基团,羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是    羟基、酰胺基、醚键等。

19 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((2)表面活性剂的性质)表面活性剂的性质¡HLB亲水亲水-亲油平衡值亲油平衡值 ((Hydrophile-Lipophile Balance)) 用来表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值 HLB 值越大,其亲水性越强, HLB 值越小,其亲油性越强    HLB值是一个相对的数值,可以在选择一定标准的基础上,由实验测定,也可以按照经验公式计算  20 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡J.T.Davies关系式:关系式:HLB=∑(亲水基团HLB值)+∑(亲油基团HLB)-7¡Griffin关系式:关系式:        HLB=20*MH/M        HLB=20(1-S/A)         HLB=(E+P)/5 ¡估算法估算法 水溶液外观 不分散 不良分散 搅拌后乳状分散 稳定乳状分散 半透明至透明  透明液HLB值           1~4       3~6               6~8                    8~10           10~13        13~2021 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡ HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据值可作为选用表面活性剂的参考依据                  表 活性剂的HLB值与应用的关系 活性剂的HLB值应用1.5-33—67~1812~1513~1515~18消泡剂油包水型乳化剂水包油型乳化剂,起泡剂润湿剂洗净剂增溶剂22 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡CMC——临界胶束浓度临界胶束浓度Critical micelle concentration     表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。

当其浓度高于       CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构表征表面活性形成胶束能力、乳化能力的大小;CMC越小,活性剂效果越好23 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡克拉夫特点克拉夫特点(Krafft Point)   离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当到达某一特定温度时,溶解度急剧陡升(理解为水化固体熔化),把该温度称为临界溶解温度(又称克拉夫特点)以KP表示    离子型表面活性剂在高于KP的温度条件下才能发挥最大效用24 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡浊点浊点(Cloud Point)   将聚氧乙烯型非离子表面活性剂的透明水溶液缓慢加热时,溶液开始呈现白色混浊的温度称为它的“浊点”   浊点反映非离子表面活性剂亲水性大小,亲水性越大的,浊点也越高   为保证非离子表面活性剂处于良好的溶解状态,一般应控制在其浊点以下使用浊点;而非离子表面活性剂浊点越高,其使用的温度范围越广25 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((3)表面活性剂的作用)表面活性剂的作用¡起泡作用起泡作用    活性剂使泡沫易于产生并在产生后有一定稳定性的作用,防止气泡破裂和防止气泡合并。

具有这种作用的活性剂叫起泡剂起泡剂的作用是由于它在气泡的气液界面上吸附大大降低了表面张力引起的26 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡乳化作用乳化作用    活性剂使乳状液易于产生并在产生后有一定稳定性,包括乳状液不破裂和不聚结具有这种作用的活性剂叫乳化剂乳化剂的作用是由它在液珠的液液界面上吸附大大降低表面张力所引起的27 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡增溶作用增溶作用   活性剂使难溶的固体或液体的溶解度显著增加的作   用具有增溶作用的活性剂叫增溶剂    例:在50℃时,煤油在水中的溶解度很小,但在   100mL 20% OP-10水溶液中却可溶解10.2mL 28 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡润湿反转作用润湿反转作用   活性剂使固体表面的润湿性向相反方向转化的作用能使固体表面润湿性发生反转的活性剂叫润湿反转剂或润湿剂    例如:砂岩表面是亲水表面,当它与原油接触时,原油中的天然活性剂吸附在砂岩表面上来,按极性相近原则排列在砂岩表面,使亲水性表面反转为亲油界面;这是活性剂的润湿反转;当活性剂的浓度足够高时,活性剂可在第一吸附层上按极性相近规则再吸附一层活性剂,使砂岩表面又反转为亲水性表面。

29 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡洗净作用:洗净作用:    指活性剂使一种液体(如水)将其它物质(如油)从固体表面洗脱下的作用具有这种作用的活性剂叫洗净剂或洗涤剂    事实上,表面活性剂常常并不单独只表现一种作  用,而往往在一个过程中同时表现多种作用    例如:(1)当活性剂水溶液从砂岩表面将油膜洗下来时,这种洗净作用常包括(2)活性剂将砂岩表面反转为亲水表面;(3)当油膜脱落时,活性剂可将它乳化在水中,使它不易再粘回到砂岩表面;(4)而且当活性剂浓度足够高时,有些油还可增溶在活性剂胶束中而被带走30 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((3)表面活性剂的分类)表面活性剂的分类 根据疏水基分类,分直链、支链、芳香链、含氟、含硅等;    根据亲水基分类,分羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、季铵盐、    PEO衍生物、内酯等;        根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等分类方法    但是众多分类方法都有其局限性,概念内涵上经常发生重叠        以下重点介绍根据分子构成的极性基团解离性的分类。

31 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂  按极性基团的解离性质分类按极性基团的解离性质分类  1)阴离子表面活性剂 :硬脂酸钠,十二烷基苯磺酸钠  2)阳离子表面活性剂:季铵化物   3)两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型  4)非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨醇酯     (司盘), 聚氧乙烯脂肪酸山梨醇酯(吐温),聚醚     32 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂 ((4)阴离子表面活性剂)阴离子表面活性剂  ¡脂肪酸盐表面活性剂脂肪酸盐表面活性剂 是亲水基为羧基的阴离子表面活性剂,根据阳离子的不同,又    可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂它们均有良好的乳    化性能和分散油的能力但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁    盐破坏,电解质可使之盐析 ¡硫酸酯盐硫酸酯盐RO-SO3-M 硫酸是一种二元酸,与醇类发生酯化反应时可以生成硫酸单酯     和硫酸双酯硫酸单酯和碱中和生成的盐叫硫酸酯盐如脂肪     醇硫酸(酯)盐(FAS或AS)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(AES) 。

     33 10 表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡ 磺酸盐磺酸盐 R-SO3-M     磺酸盐型阴离子表面活性剂的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性能比硫酸盐稍差,但在酸性溶液中不易水解它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解如支链烷基苯磺酸盐(ABS) 、α-烯烃磺酸盐(AOS)石油磺酸盐 、二辛基琥珀酸磺酸钠(OT)、十二烷基苯磺酸钠等 ¡烷基磷酸酯盐烷基磷酸酯盐   包括烷基磷酸单、双酯盐,也包括脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸单双酯盐和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸单、双酯盐 34 10表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂   该类表面活性剂起作用的部分是阳离子,其分子结构主要部   分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物其特点是水   溶性大,在酸性与中性溶液中较稳定,具有良好的表面活性   作用和杀菌作用如   胺盐胺盐(脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐等); 季铵盐季铵盐,通式为[RN RlR2R3 ]+X-,式中R为C10~C18长链   烷基,R1、R2、R3 一般是甲、乙基,也可以有一个是苄基   或长链烷基,X是氯、溴、碘或其他阴离子基团,多数情况   下是氯或溴。

RP+(C6H5)3Br 杀虫剂、杀菌剂等杀虫剂、杀菌剂等 氧化胺(?)氧化胺(?)  35 10表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂¡两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂        这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在    不同pH值介中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质    在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起    泡、去污作用;在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,    具有很强的杀菌能力    按分子结构简单分类: 1)) 甜菜碱型甜菜碱型:R-N+(CH3)2COO- ,配置香波等 2)氨基酸型:)氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO- ,做乳化剂等;    3)咪唑啉型:常用做婴儿香波、缓蚀剂;    4)氧化胺型(?):配置清洁用品 36 10表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((6)非离子表面活性剂)非离子表面活性剂    按亲水基分成以下几类: ¡聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂   烷基酚聚氧乙烯醚 (OP、TX ) ;     高碳脂肪醇聚氧乙烯醚 (AEO) ;     脂肪酸聚氧乙烯酯;     聚氧乙烯胺;     聚氧乙烯酰胺 ;     聚丙二醇的环氧乙烷加成物(聚醚型非离子表面活性剂)。

¡多元醇型多元醇型     失水山梨醇酯 (Span);      蔗糖酯¡烷基醇酰胺烷基醇酰胺(Ninal、6501 )¡混合型混合型 (Tween) 37 10表面(界面)活性与表面(界面)活性剂表面(界面)活性与表面(界面)活性剂((7)双子表面活性剂)双子表面活性剂 一类“时髦”和“特殊”的表面活性剂    传统的表面活性剂由一个亲水头基和一个疏水尾链组成;Bola型表面活性剂是由两个极性头基用一根或多根疏水链连接键合起来的化合物;Gemini型称双子表面活性剂,是通过联结基团(spacer)将两个两亲体在头基处或紧靠头基处连接(键合)起来的化合物这类表面活性剂曾被称为双阳离子洗涤剂、双季铵盐表面活性剂和二聚表面活性剂¡ 双子表面活性剂的cmc(临界胶束浓度)比相应的传统表面活性剂的cmc低1—2个数量级;¡双子表面活性剂降低水的表面张力比相应的传统表面活性剂更有效;¡用短联结基团连接的双子表面活性剂,在相当低的浓度时其水溶液就有很高的粘度,而相应的传统表面活性剂则是低粘度     38 二、油田化学剂分类二、油田化学剂分类 大类大类: 钻(完)井化学剂 采油化学剂 集输化学剂 水处理化学剂39 二、油田化学剂分类二、油田化学剂分类-细分细分¡钻(完)井化学剂钻(完)井化学剂按功能分类:降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏剂、降粘剂、缓蚀剂、润滑剂、解卡剂、消泡剂、发泡剂、PH控制剂、加重剂等。

按组成分类:钻(完)井材料(膨润土、水泥、油品等),无机处理剂、有机处理剂40 二、油田化学剂分类二、油田化学剂分类-细分细分¡采油化学剂采油化学剂按功能分类:酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂(盐酸、氢氟酸、缓速缓蚀剂、铁离子稳定剂、抗乳剂、润湿剂、转向剂-暂堵剂、防淤渣剂、粘土稳定剂、助排剂、稠化剂、支撑剂、破胶剂)调堵化学剂调堵化学剂(聚丙烯酰胺、各类树脂、交联剂、硅酸盐凝胶)驱油化学剂驱油化学剂(聚丙烯酰胺、表面活性剂、碱)、防砂化学剂增产增注化学剂增产增注化学剂(清防蜡剂、降粘剂、示踪剂、粘土稳定剂、解堵剂、减阻剂)等41 二、油田化学剂分类二、油田化学剂分类-细分细分¡集输化学剂集输化学剂按功能分类:破乳剂反向破乳剂消泡剂降凝剂缓蚀剂天然气水化物抑制剂等42 二、油田化学剂分类二、油田化学剂分类-细分细分¡水处理化学剂水处理化学剂   按功能分类:   缓蚀剂   阻垢剂   杀菌剂   絮凝剂   浮选剂   清水剂   脱氧剂等 43 三、钻(完)井化学剂三、钻(完)井化学剂C1 钻(完)井液化学与水泥浆化学钻(完)井液化学与水泥浆化学¡钻(完)井液化学钻(完)井液化学   研究对象:以黏土矿物为分散相基质,添加各种功能性化学剂功能性化学剂,以水、油品或气体为分散介质配制的钻(完、修)井工作流体。

   功能:冲洗井底,携带岩屑,平衡地层压力,冷却与润滑钻头,稳定井壁,悬浮岩屑与密度调整材料,获取地层信息,传递功率,减少对减少对油气层渗透率的损害即保护油气层油气层渗透率的损害即保护油气层44 C1 钻(完)井液化学与水泥浆化学钻(完)井液化学与水泥浆化学¡水泥浆化学水泥浆化学   研究对象:以水泥为分散相基质,添加水泥水泥外加剂和外掺料外加剂和外掺料,以水为分散介质配制的固井流体   功能:固定和保护套管,保护高压油气层,封堵严重漏失层易坍塌等复杂层45 C1 钻(完)井液化学与水泥浆化学钻(完)井液化学与水泥浆化学¡海洋油田特点海洋油田特点   海水总矿化度3.5%(渤海一般3.0%),能抑制水化膨胀,但配浆困难,需要抗盐处理剂抗盐处理剂46 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂1特点和要求特点和要求¡单剂多功能、多剂同功能,协同作用单剂多功能、多剂同功能,协同作用¡性能性能满足要求、安全安全必须保证、成本成本适度低     廉、方便方便现场使用,环保环保不能忽视2   标准标准     海洋石油在国际合作的背景下,多自觉采用     API标准47 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂3 处理剂介绍处理剂介绍3.1 泥浆添加剂泥浆添加剂 3.1.1 无机处理剂无机处理剂¡作用作用离子交换离子交换, 如如 Ca2+土土+2Na+→2Na+土土+ Ca2+;;pH值调节值调节, 各种碱、铝盐、铁盐;各种碱、铝盐、铁盐;分散作用,分散作用,NaOH、、Na2CO3调节调节Na+ /Ca2+比,拆散网络,改善流动性;比,拆散网络,改善流动性;控制絮凝,絮凝黏土、抑制水化膨胀;控制絮凝,絮凝黏土、抑制水化膨胀;沉淀作用,除去多余离子;沉淀作用,除去多余离子;络合作用,保持离子浓度、解除老化;络合作用,保持离子浓度、解除老化;成盐作用,腐植酸等需成盐才能溶解、黏土吸附,起到稀释降滤失作用;成盐作用,腐植酸等需成盐才能溶解、黏土吸附,起到稀释降滤失作用;水解作用,聚丙烯腈碱性水解才能抗温降滤失;水解作用,聚丙烯腈碱性水解才能抗温降滤失;形成溶胶,铝盐、铁盐水解后形成溶胶或粘稠沉淀,降低滤失提高稳定性;形成溶胶,铝盐、铁盐水解后形成溶胶或粘稠沉淀,降低滤失提高稳定性;抑制溶解,盐水控制同离子矿物溶解,保持井径规则;抑制溶解,盐水控制同离子矿物溶解,保持井径规则;胶凝作用,水玻璃堵漏;胶凝作用,水玻璃堵漏;调节密度,重晶石方铅矿磁铁矿。

调节密度,重晶石方铅矿磁铁矿 48 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂¡举例举例A 碱碱氢氧化钠:控制pH值、沉淀钙镁离子、与有机酸成盐增加水溶性、促进黏土分散;氢氧化钾:与氢氧化钠相似但抑制黏土分散、防塌;B 碳酸盐碳酸盐碳酸钠:改善水化分散、控制pH值、沉淀钙离子;碳酸氢钠:同上;碳酸钙:超细颗粒做油层暂堵剂;碳酸亚铁:酸溶性加重剂,可至2.2g/cm3;碳酸钡:代替重晶石做加重剂;49 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂C 氯化物氯化物氯化钠:提高矿化度、防止泥岩水化、提高密度黏度和切力;氯化钾: 提供K+离子、减少黏土层间水化、稳定井壁;D 硫酸盐硫酸盐硫酸钠:沉淀钙离子;硫酸钡:加重剂;E 磷酸盐磷酸盐六偏磷酸钠:络合、水解;磷酸三钠:除钙剂、黏土分散剂、软水剂;50 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂F 其它其它硅酸钠:水解成胶促进沉砂、胶凝堵漏、沉淀钙镁铁离子堵漏;碱式碳酸锌:清除硫化氢;海绵氧化铁:清除硫化氢;方铅矿:加重剂;钛铁矿粉:加重剂,酸化后可解堵;溴盐:溴化钙溴化锌做液体加重剂;石墨粉:改善泥饼润滑性;石棉粉:提高携砂能力;磷酸氢二铵:防腐剂;亚硫酸钠:除氧剂;甲酸钾、乙酸钾:与各种处理剂相溶性好,钾离子质量分数高;磷酸钾:强碱性、有防塌效果。

等等51 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂3.1.2 有机处理剂有机处理剂¡作用作用降滤失作用:在黏土表面吸附形成溶剂化层,阻止黏土颗粒间接触,低速梯下结构黏度高,有很强聚集稳定作用;高分子化合物吸附保护、高浓度桥接成网,使黏土颗粒保持适当分散性,形成致密而薄的滤饼,降低滤失稀释作用:黏土颗粒水化强的部分与水化弱的部分会局部黏结形成网状结构,包住大量自由水稀释剂优先吸附于黏土颗粒边缘水化弱的地方,其亲水基的水化增加这些地方的水化层,削弱或拆散黏土颗粒间网状结构和流动摩擦力,降低钻完井液的黏度和切力另外还可以抑制钻屑水化膨胀和分散,减少固体颗粒数目,降低黏度、提高流动性52 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂乳化作用:略絮凝作用:①通过吸附把固体颗粒桥接在一起②降低黏土颗粒亲水性或引起憎水化,促进黏结       低固相不分散钻完井液要求高分子絮凝剂要具有选择性,即只絮凝造浆率低的黏土和钻屑而不絮凝造浆率高的膨润土增稠作用:分子链长、分子可变形、分子间作用力大的部分水解聚丙烯酰胺、高粘CMC等有增稠作用 起泡作用:磺酸盐等阴离子表面活性剂可用于低压地层泡沫钻完井液。

消泡作用:油溶性非离子表面活性剂、异辛醇、硬脂酸铝、杂醇油、硅油可做钻完井液消泡剂 减摩、防卡、解卡 :在混油情况下,OP、EL等表面活性剂能吸附在黏土与钻柱表面并吸附一层油膜,减少钻柱与滤饼间摩擦,有利于防卡和解卡53 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂¡举例举例 1)稀释剂:分子量5000-8000的聚丙烯酸盐及丙烯磺酸盐共聚物,  2)降滤失剂:乙烯基单体共聚物,聚丙烯酸盐,抗盐抗钙耐温,比较适用       于海水钻完井液; 3)增粘剂:HV-CMC,抗盐抗钙,适用于海水钻完井液; 4)乳化剂和润湿剂:烷基苯磺酸钙石油磺酸盐等 5)页岩抑制剂(防塌剂):聚丙烯酸钾K-HPAM,水解度30-40%,抗盐       增粘降滤失 6)堵漏剂,脲醛树脂硅藻土等化学堵漏剂 7)絮凝剂,小阳离子还可做页岩抑制剂,增稠,可用于海水钻完井液 8)润滑剂,以白油为基础油,复配多种表活剂或辛醇硫酸铝SPAN-40        等,无荧光后者还能消泡  9)   消泡剂,甘油聚醚、硬脂酸铝、辛醇、SPAN-40及其复配物,硅油10)  发泡剂、PH控制剂、解卡剂、加重剂、杀菌剂等54 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂3.2水泥外加剂水泥外加剂1)促凝剂:减少水泥浆稠化时间,提高水泥早期强度。

常用硫酸盐、碱、草酸、三乙醇胺、甲酸钙及复合体系等 2)缓凝剂:延缓水泥浆稠化时间包括木质素磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸盐、糖类、改性淀粉、纤维素衍生物、有机膦酸盐、磷酸硼酸等无机酸及盐、氧化锌氧化铅等3)减阻剂(分散剂):减少水泥浆稠度、分散水泥浆体包括木质素磺酸盐及其衍生物、芳烃磺酸盐甲醛缩合物、水溶性蜜胺树脂、磺化乙烯基聚合物、羟基羧酸盐等 55 C2 钻(完)井化学处理剂钻(完)井化学处理剂4)膨胀剂:使水泥石产生微小体积膨胀,促进胶结硫酸盐、铝酸盐,氧化钙、氧化镁,铝粉加气膨胀剂5)降滤失(降失水)剂:膨润土沥青等颗粒材料、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、乙氧基单体共聚物、阴阳离子和两性聚合物 6)密度调整外掺料:膨润土、水玻璃、火山灰、硬沥青,盐类加重剂等7)防漏外掺料:基本同3.1. 56 四、采油化学剂四、采油化学剂C1 酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂1 酸酸((盐酸、氢氟酸、磷酸、硫酸、氨基磺酸、低分子羧酸)     潜酸潜酸(酯、氯代烃、卤盐、酰卤、酸酐、氟硼酸)2 缓速剂缓速剂     延缓酸液与地层反应速度的化学剂分两类:易吸附的阳离子表面活性剂和两性表面活性剂,用量0.001-0.04%。

聚合物:XC、PAM、聚乙吡咯烷酮PVP、PDMDAAC,用量0.001-0.05%,使酸稠化减小氢离子扩散速度,适合高黏土地层57 C1 酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂3 缓蚀剂缓蚀剂   低温低浓酸(80℃、≤15%):甲醛   低温高浓酸(80℃、≥15%):肉桂醛、含氮化合物(胺盐、季铵盐、吡啶盐)   中温高浓酸(80-120℃、≥15%):炔醇及其与含氮化合物复配物   高温高浓酸(80-120℃、≥15%):曼其尼碱(醛或酮与胺的反应产物)及其与炔醇含氮化合物复配物、苯并唑增效剂卤化亚铜、卤化锑、酒石酸锑钾等 58 C1 酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂铁离子稳定剂铁离子稳定剂    Fe2+pH大于7.7水解沉淀,Fe3+ pH大于2.2水解沉淀,而乏酸通常pH为4-6络合剂或螯合剂:乙酸(≤66℃),柠檬酸(CA)、次氮基三乙酸(NTA)、    EDTA等(200℃);还原剂还原剂:    异抗坏血酸(EA)最有效同时是螯合剂,效果优于CA和EDTA抗乳剂抗乳剂    聚醚破乳剂和低分子醇醚互溶剂(减少界面吸附)润湿反转剂润湿反转剂    聚醚/醇醚表面活性剂和低分子醇醚互溶剂都可加入后置液中使用。

转向剂转向剂-暂堵剂暂堵剂    封堵高渗层    粒状堵剂(苯甲酸、氨基磺酸、HEC、松香等),以后油/水溶解;    冻胶堵剂(硼冻胶等)破胶剂在一定时间后破坏冻胶;    泡沫(表面活性剂起泡剂,用量0.01-0.1%)59 C1 酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂防淤渣剂防淤渣剂      美国人研究证明,30%的原油与酸接触后都有酸渣形成,其主要成分是沥青和胶质的沉淀,同时CaCl2的存在会使情况加重温度高、酸度大、铁离子浓度高更易形成淤渣,盐酸比有机酸更易形成淤渣有三种方法可以解决问题:1)采用油/酸乳化液或芳烃段塞,2)添加油溶性表面活性剂等防淤渣剂,3)铁离子稳定剂由于减少了Fe离子与胶质沥青质极性基团的结合,也能够减少酸渣形成60 C1 酸化压裂化学剂酸化压裂化学剂粘土稳定剂粘土稳定剂   有机阳离子聚合物助排剂助排剂   表面活性剂(阳离子、非阳离子、两性等);   增能剂(高压氮气)稠化剂稠化剂   依体系不同(聚合物、W/O、O/W、泡沫、冻胶),实际上各种乳化剂、聚合物都可做为稠化剂支撑剂支撑剂 粒径0.4-1.2mm的多种无机颗粒破胶剂与交联剂破胶剂与交联剂 破胶剂作用与交联剂相反,通过氧化、螯合、降解等化学反应破坏冻胶,如过氧化物、潜酸等。

61 C2 调堵化学剂调堵化学剂赵老师的«采油用剂»讲的很全面,可以分为:    渗透面调剖剂,    近井地带调剖剂,    远井地带调剖剂,    油井堵水剂 62 C2 调堵化学剂调堵化学剂1 渗透面调剖剂渗透面调剖剂       用量很少,只适用于高低渗透层间有致密隔层或垂直渗透率远小于水平渗透率的地层,或用于不符合以上条件的地层的初期调剖      作用机理是调剖剂粒径大于孔径是滤饼堵塞和调剖剂粒径为孔径的1/3以上又小于孔径时架桥堵塞主要是一大类固体分散体的悬浮体,包括氧化钙、水泥、黏土、聚乙烯醇等水溶性聚合物交联水膨体63 C2 调堵化学剂调堵化学剂2 近井地带调剖剂近井地带调剖剂        用于井眼附近约5米内的封堵,通常使用单液法地层按渗透率高低吸收调剖剂,调剖剂变为封堵物质时,高渗透层产生较大封堵重要的调剖剂包括:1)硫酸,浓酸与碳酸钙反应生成硫酸钙,然后析出在适当位置2)多硫化合物溶液,高温或低pH下产生单质硫沉淀3)盐酸-硫酸盐溶液,同1)类似4)硅酸凝胶,由水玻璃和活化酸形成5)聚丙烯酰胺甲醛冻胶或酚醛冻胶,单体注入共聚交联6)铬、铝、锆、钛、硼冻胶,天然或合成聚合物用多核羟桥络离子交联,可用氧化还原或pH(酸反应或酯水解)控制反应。

7)酚醛树脂,64 C2 调堵化学剂调堵化学剂3 远井地带调剖剂远井地带调剖剂用量大,泵入时间长,主要使用双液法(两种工作液加隔离液)1)沉淀型,形成无机或有机沉淀,耐温耐盐2)凝胶型(无机),如水玻璃和硫酸铵3)冻胶型(有机),如HPAM与柠檬酸铝4)泡沫型,如起泡剂与CO25)絮凝体型,如黏土悬浮体与聚丙烯酰胺6)注意问题:隔离液可用馏分油或水,最好多单元处理,第一工作液黏度应大于第二工作液黏度,多单元处理隔离液宜越来越大,低浓度聚合物和交联剂组成的胶体分散体冻胶(CDG)也可用(成本较低)65 C2 调堵化学剂调堵化学剂4 油井堵水剂油井堵水剂   油井产水来源有3种:   沿高渗透层进入的注入水,   沿高渗透层进入的边水,   来自锥进的底水66 C2 调堵化学剂调堵化学剂4.1 选择性堵水剂选择性堵水剂1) 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM):降低岩石对油的渗透率≤10%,降低岩石对水的渗透率≥90%2)部分水解聚丙烯腈(HPAN):多与交联剂醛氯化铁等一起使用3)阴阳非三元共聚物,如AM/AMBTAC共聚水解物、AM/DADMC共聚水解物,封堵能力好于HPAM4)水基泡沫:水+磺酸盐+稠化剂+气体5)稠化水玻璃:水玻璃醇溶液+ HPAM水溶液。

6)脂肪酸皂、松香酸皂、环烷酸皂等:适用于高含Ca2+Mg2+地层7)油基水泥8)单宁9)水基酚醛树脂,油基聚氨酯10)油基活性稠油,溶有乳化剂的稠油11)水基水包稠油,最好用阳离子表活剂12)偶合油基稠油,稠油加低分子酚醛树脂67 C2 调堵化学剂调堵化学剂4.2 非选择性堵水剂非选择性堵水剂      1)树脂型,2)冻胶型,3)凝胶型,4)沉淀型      强度1)>2)>4)>3),成本1)>2)>4)>3)4.3 防底水锥进搁板防底水锥进搁板   选择性堵水剂与非选择性堵水剂均可使用68 C3 驱油化学剂驱油化学剂1 聚合物聚合物1.1 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺      驱油用HPAM分子量为100万-2000万, 一般认为分子量越高溶液黏度越大,效果越好      存在3个问题:1)溶解速度慢,海上解决方法:采用特殊分散装置和熟化工艺;使用改性的聚合物2)降解,地层温度不超过93℃,减少注入剪切,溶解前除氧3)盐敏,引入强亲水基团,提高耐盐性69 C3 驱油化学剂驱油化学剂2 表面活性剂表面活性剂1)石油磺酸盐:耐温、不耐盐和高价金属离子,便宜但组分变化大2)合成磺酸盐(烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐):耐盐和高价金属离子,组分固定性能稳定。

3)石油羧酸盐:较耐盐和高价金属离子4)助表面活性剂(尿素、醇醚等)与牺牲剂(碱性物质、多元羧酸极其盐、PE、PG、PVP、CMC、木质素磺酸盐等)3 碱碱       氢氧化钠、原硅酸钠、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠等碱驱产生的表活剂的亲水亲油平衡需用氯化钠等盐来调节70 C3 驱油化学剂驱油化学剂4 存在问题存在问题       后处理问题,见破乳剂部分 71 C4增产增注化学剂增产增注化学剂1 清防蜡剂清防蜡剂1.1 石油蜡的化学组成及性质石油蜡的化学组成及性质 油管结蜡的主要成分是固体烃类化合物,由油管结蜡的主要成分是固体烃类化合物,由C16H24到到C64H120的烷烃和环烷烃类化合物组成,其中还可能夹杂胶质、沥青质、的烷烃和环烷烃类化合物组成,其中还可能夹杂胶质、沥青质、水及机械杂质等水及机械杂质等1.2 油井结蜡的影响因素油井结蜡的影响因素1) 原油组分和温度的影响原油组分和温度的影响 原油中所含轻质馏分愈多,蜡的结晶温度就越低,保持溶解原油中所含轻质馏分愈多,蜡的结晶温度就越低,保持溶解状态的蜡量就越多状态的蜡量就越多2) 压力和溶解气的影响压力和溶解气的影响 在压力低于饱和压力的条件下,由于压力降低时油中的气体在压力低于饱和压力的条件下,由于压力降低时油中的气体不断分离出来,降低了对蜡的溶解能力,使初始结晶温度升高。

不断分离出来,降低了对蜡的溶解能力,使初始结晶温度升高另外溶解气从油中分出时还要膨胀、吸热,使油流温度降低有利另外溶解气从油中分出时还要膨胀、吸热,使油流温度降低有利于蜡晶析出于蜡晶析出  72 C4增产增注化学剂增产增注化学剂3) 原油中胶质和沥青质的影响原油中胶质和沥青质的影响       原油中胶质可吸附于石蜡表面上,阻止结晶继续增大,随其含量的增加,表现为蜡结晶温度的降低;沥青质对石蜡晶体起着良好的分散作用因此由于胶质、沥青质的存在,石蜡晶体在原油中分散比较均匀,不易聚集结蜡;但是当沉积在管壁上的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡,不易被油流冲走4) 原油中机械杂质和水的影响原油中机械杂质和水的影响      油中机械杂质如细小砂粒等可成为石蜡析出的结晶核心,石蜡晶体易于聚集长大,使结蜡加速      原油含水增高时,由于水的热容量大于油,可减少液流温度的降低,另外由于含水量增加后易在油管壁形成连续水膜,不利于蜡的沉积因此随着油井含水量的增加,结蜡程度有所减轻,一般当含水量高于35%时,结蜡会很少73 C4增产增注化学剂增产增注化学剂5) 液流速度、管子表面粗糙度和表面性质的影响液流速度、管子表面粗糙度和表面性质的影响       一般高产井没有低产井结蜡严重,这是因为高产井的压力高,脱气少,使得蜡初始结晶温度较低;同时液流速度大,井筒中热损失小,使油流在井筒内保持较高的温度,蜡不易析出。

即使有蜡晶析出,也易被高速油流带走而不会沉积在管壁上       油管壁的表面性质对结蜡也有很大影响管壁粗糙蜡晶体容易粘附在上面形成蜡,管壁越光滑越不易结蜡管壁表面亲水性越强越不容易结蜡6)) 结蜡位置结蜡位置      自喷井结蜡严重的地方不是井口,而是在油管的一定深度抽油井最容易结蜡的地方是在深井泵的阀罩和进口处,或在泵筒以下尾管处  74 C4增产增注化学剂增产增注化学剂1.4 油井防蜡的方法油井防蜡的方法       油井防蜡措施一是通过控制油流的温度、压力降低来保持油对蜡的溶解能力,防止石蜡从油中析出;二是通过各种物理化学方法防止析出和管壁粘附,主要是: 提高油流速度,提高油流速度, 采用加衬油管或内涂油管,采用加衬油管或内涂油管, 强磁防蜡,强磁防蜡, 化学防蜡,化学防蜡, 热防蜡75 C4增产增注化学剂增产增注化学剂¡化学防蜡化学防蜡 1) 溶剂型清防蜡剂溶剂型清防蜡剂       溶剂法是通过提高原油对蜡的溶解能力,不仅可以抑制蜡结晶析出而且是清除结蜡的最有效的方法 2)) 稠环芳香烃防蜡剂稠环芳香烃防蜡剂3)) 表面活性剂清防蜡剂表面活性剂清防蜡剂 油溶性活性剂型防蜡剂主要为石油磺酸盐等;     水溶性活性剂型防蜡剂主要是季铵盐、吐温表面活性剂、平平加等聚醚及其硫酸酯等。

      与溶剂型清防蜡剂结合,可以作成O/W乳液型清防蜡剂,提高效果及安全性能76 C4增产增注化学剂增产增注化学剂4)高分子聚合物防蜡剂(石蜡结晶改进剂、降凝剂))高分子聚合物防蜡剂(石蜡结晶改进剂、降凝剂)        一些具有石蜡结构链节的、支链线型的油溶性高分子聚合物,在浓度很低的情况下,就能够形成遍及整个原油体系的网络结构石蜡微晶(晶核)析出时优先吸附在网络结构上,但晶体结构改变,不能聚结长大,很易为油流带走;同时也减少了石蜡在钢铁表面的沉积,从而达到防蜡目的       国内外主要采用聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯和乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物等,使用浓度一般为5~200mg/l因为其防蜡原理是通过与原油蜡的共结晶来改变蜡晶状态,所以这种防蜡剂必须在高于原油析蜡点(粘温曲线的转折点)的温度下加入77 C4增产增注化学剂增产增注化学剂1.5 油井清蜡工艺技术油井清蜡工艺技术1.5.1机械清蜡技术机械清蜡技术       定期刮蜡适应于自喷井和斜井清蜡,施工简单,成本低1.5.2热力清蜡技术热力清蜡技术       主要用热介质加热循环清蜡常用的有热洗锅炉车、空心抽油杆和热载体水力活塞泵及热油循环清蜡等。

适用于自喷、抽油井和各种定向井、丛式井及原油粘度高、蜡性复杂的油井78 C4增产增注化学剂增产增注化学剂1.5.3化学清蜡技术化学清蜡技术       参见1.4.2化学方法工艺简单、清蜡彻底、成本较低、有效期长、适用范围广,是一种很有前途的清蜡方法¡油基清蜡剂油基清蜡剂::主要为芳烃、石油烃+互溶剂+少量表面活性剂优点是作用快效果好,缺点是有毒、易燃、不够安全¡水溶清蜡剂水溶清蜡剂::主要是表面活性剂+互溶剂+水+少量碱优缺点与油基清蜡剂相反¡混合型清蜡剂混合型清蜡剂::实际上是O/W型清蜡剂,结蜡层段破乳,分出两种清蜡剂同时作用¡加热剂加热剂::NaNO2+NH4NO3→N2↑+NaNO3+2H2O  反应在pH为5时快而为8时慢,可在化学清蜡剂前注入而结合使用1.5.4 微生物清蜡技术微生物清蜡技术79 C4增产增注化学剂增产增注化学剂2 降粘剂降粘剂2.1 降粘开采稠油的必要性和可行性降粘开采稠油的必要性和可行性¡稠油由于粘度大,流动性差,给开采带来许多困难:①抽油机/电泵的负荷大,耗电量大,机械事故(如断抽油杆、断悬绳等)增加,作业频繁;②作业困难,有时连抽油杆也下不去,影响正常生产;③地面管线回压高,原油外输困难;④原油脱水和污水净化困难。

¡用乳化降粘法开采稠油是将活性剂水溶液注到井下,使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油乳状液采出:80 C4增产增注化学剂增产增注化学剂         ①水包油乳状液的粘度只与水的粘度(很低,500C时为0.55mPa·s)有关,而与油的粘度无关这是由于水处于连续状态,而油处于分散状态        ②水包油乳状液的粘度随油在乳状液中所占的体积分数增加而指数地增加,即乳状液粘度受油在乳状液中所占的体积分数的影响很大¡稠油乳化降粘的条件是:①乳化后能够形成水包油的乳状液;②油在乳化液中所占的体积分数(或油水体积比)不能太大,否则,即使是水包油乳状液,它的粘度也会提高  81 C4增产增注化学剂增产增注化学剂¡稠油乳化降粘可使用下列表面活性剂作乳化剂,这些活性剂的HLB值都在7~8的范围内:        烷基磺酸钠(AOS)和烷基苯磺酸钠(ABS);        聚氧乙烯烷基醇醚(聚合度大于10)和聚氧乙烯烷基苯酚醚(聚合度大于10);        聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚(BP—2040,聚醚型);        聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺(AE或AP,聚醚型);        聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐。

         乳化利不一定外加,例如用氢氧化钠将原油含有的环烷酸和沥青质酸皂化后即可作为水包油型乳化剂 82 C4增产增注化学剂增产增注化学剂¡稠油乳化降粘形成的乳状液不需要十分稳定,只要达到流动时分散的要求就够了   ¡活性剂使用浓度在 0.02~0.5%故范围若油层水的矿化度高,活性剂的浓度就要大些¡稠油对水的体积比一般是70:30~80:20乳化稠油所用的水量要适合用水量太多,活性剂消耗就多;而且泵的排量固定,水量多,产油量少83 C4增产增注化学剂增产增注化学剂2.2 乳化降粘开采稠油的破乳处理乳化降粘开采稠油的破乳处理        稠油乳化降粘的缺点在于增加了破乳脱水的难度,乳化稠油脱水,有两种针对性方法:¡加热法  温度升高,可以减少乳化剂(特别是聚醚型乳化剂)的溶剂化层,可以减少乳化剂在油水界面上的吸附有些乳化稠油,只用升温的方法就可将它破坏¡化学法即加入破乳剂的方法重要的破乳剂是反型乳化剂O/W型乳化剂的反型乳化剂是W/O型乳化剂因此,只要加入适当数量的W/O型乳化剂,就可抵消乳化稠油中O/W型乳化剂的乳化作用,使乳化稠油破乳脱水       加热法和化学法虽然是两种方法,但为了提高乳化稠油的破乳脱水效果,常同时使用。

84 C4增产增注化学剂增产增注化学剂2.3 润湿降阻法开采稠油润湿降阻法开采稠油       除用乳化降粘法开采稠油外,还可用润湿降阻法开采稠油这是一种连续将少量带润湿剂的水溶液注到油管的不同位置,使油管表面经常为水所润湿,从而大大降低稠油流动阻力的开采方法实施报道较少2.4 降凝减粘法降凝减粘法        对于含蜡量较高稠油,加入降凝剂也会使体系粘度降低,提高开采和输运效果2.5 破乳降粘法或防乳降粘法破乳降粘法或防乳降粘法        原理同2.3 润湿降阻法开采稠油润湿降阻法开采稠油,不同的是润湿油管表面的水来自产液本身,而且不会增加后续处理的难度和成本,对于含水在15%以上的稠油,这是最为经济可行的方法!       破乳和防乳的区别在于原油乳化的过程主要在地层还是井筒,或者说在药剂注入点之前还是之后       实际上,采用聚醚型乳化剂的乳化降粘法,也可能包含此过程 85 C4增产增注化学剂增产增注化学剂3 示踪剂示踪剂(主要摘自油田示踪剂技术,于瑞香等)) 3.1 概念和原理概念和原理       示踪剂是指能随流体流动,指示流体的存在、运动方向和运动速度的化学药剂。

       实际的油藏是非均质的,可近似地认为是岩性不同的若干个油层组成由于各层厚度和渗透率不同,当从注入井注入示踪剂段塞后,示踪剂总要沿着高渗透层或大孔道首先突入生产井,使示踪剂产出曲线出现峰值一般认为有几个高渗透层,则将出现几个峰值86 C4增产增注化学剂增产增注化学剂3.2 应用应用 使用示踪剂的目的是为了定性地描述油藏其主要用途如下:描述注入流体的推进方向和速度,评价体积波及效率,解释注入流体层内指进的原因,描述流动遮挡,发现方向性流动趋势,描述油藏的非匀质特征,测定层内不同注入流体之间的相对运动速度(混相区),识别双或多空隙/渗透率油藏及其相对体积系数,确定剩余油饱和度及分布,指导设计和执行二次和三次采油项目 87 C4增产增注化学剂增产增注化学剂3.3 分类介绍分类介绍       示踪剂可以按照不同的标准分类按所指示的流体分类:可分为气体示踪剂和液体示踪剂;其中液体示踪剂又可分为水示踪剂和油示踪剂;按在油水相中的分配分类,可分为油溶性示踪剂、水溶性示踪剂和油水分配示踪剂;按浓度分析分类,可分为放射性示踪剂和化学示踪剂两类88 C4增产增注化学剂增产增注化学剂1 化学示踪剂:化学示踪剂:1)易溶的无机盐,如硫氰酸铵、溴化钠、碘化钾、硝酸铵等,主要用作水示踪剂。

由于砂岩地层表面带负电,这类示踪剂在地层表面吸附少、消耗量小,容易被分光光度计法检出目前在我国的大港、胜利、吉林等油田应用较多2)荧光染料,如胭脂红、茜素红、曙红等阴离子型染料,可提供有机阴离子,用作水示踪剂但由于在地层表面吸附量大,地层中的一些成分还会干扰分析,所以在地层中停留时间超过5天就不能使用但由于在裂缝中的停留时间短、吸附损失少,可以用于检测井间地层的裂缝3)卤代烃和低相对分子质量的醇,卤代烃如一氟三氯甲烷、三氯乙烯、二溴丙烷、六氟苯等,可用作油示踪剂和气体示踪剂它们在地层表面吸附量少,并易为气相色谱法检出,但是对原油的后加工会有影响像甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇等低分子醇,多用作水示踪剂和油水分配示踪剂这类示踪剂生物稳定性差,投放和取样时都需加入杀菌剂,以防止因生物降解而引起浓度变化 89 C4增产增注化学剂增产增注化学剂2 放射性同位素示踪剂放射性同位素示踪剂       主要是含氚化合物,如氚化氢、氚水、氚化丁醇、氚化庚烷等,可用作水示踪剂、油示踪剂、气体示踪剂或油水分配示踪剂目前在大庆油田使用普遍       放射性同位素示踪剂可以在生产井或观察井中实现分层测试。

利用自然γ射线,可以实现不取样检测这类以氚及氚化物为代表的放射性同位素示踪剂虽具有用量少、检测方便且检测分辨率较高等优点,但由于其具有放射性,对人员、环境安全不利,应用受到限制90 C4增产增注化学剂增产增注化学剂3 稳定性同位素示踪剂稳定性同位素示踪剂       稳定性同位素是指那些没有放射性的同位素!如12C、13C、15N、18O等稳定性同位素示踪剂具有无高温转化、无放射性危害、用量少、现场操作简便、测量精度高达10-11等特点,比放射性同位素示踪剂具有更大的优点只能由原子能机构进行室内检测操作,其分析测试手段繁杂,费用昂贵,限制了其应用91 C4增产增注化学剂增产增注化学剂4 微量物质示踪剂微量物质示踪剂      微量物质示踪技术是向井中注入微量示踪剂(包括荧光物质、稀土元素、微量离子等),然后按照取样规定严格取样,并利用电感耦合等离子质谱对样品进行分析,绘制出各个井的产出曲线,根据曲线特征进行拟合处理,从而研究分析储层的地层参数,最后通过数学模型及综合分析解释,研究储层非均质性和剩余油分布规律       微量物质示踪技术实现了从定性到定量的转变,能有效反映地下流体的分布状况和运动规律,取得相关地层参数,从而定量评价储层非均质状况。

与前三代示踪剂相比,它还具有以下优点:1)无放射性、无污染、用量少、安全稳定、可直接从井口加入、价格便宜、成本较低;2)分析精度高,一般化学分析只能达到10-6而微量物质分析可达10-9,可获得前三代示踪剂捕捉不到的信息;3)分层加入不同微量物质示踪剂,可以综合了解油水井的连通情况,确定油层平面和纵向的非均质性,结合其他手段可确定压力场的分布、动态流线分布、剩余油饱和度及分布等;4)能较好地跟踪多相地下流体的运动状况,既可用于常规水驱,也可用于聚驱、气驱、蒸汽吞吐以及非混相驱的生产动态监测      第四代微量物质示踪剂是新型油田示踪剂发展的趋势92 C4增产增注化学剂增产增注化学剂4 防砂化学剂防砂化学剂       地层砂粒由于胶结物少或胶结物被化学处理剂溶解,而粒径又小于地层平均孔径的1/3,既易被流体带出       化学防砂法有两类:       一是使用桥接剂;       二是使用胶结剂       还可使用偶合剂和化学涂敷砂93 C4增产增注化学剂增产增注化学剂5 解堵剂解堵剂       广义上讲,用于解除地层孔隙堵塞的化学药剂都可称为解堵剂可分为无机解堵剂和有机解堵剂。

¡无机解堵剂常用酸+表面活性剂+互溶剂等,事实上就是酸化¡有机解堵剂多采用馏分油或芳烃+表面活性剂+互溶剂等,常与酸化结合作业¡解堵的关键是判断地层堵塞的类型和原因,比如是钻完井泥浆污染还是酸化淤渣、沥青质沉积积累、泥土砂粒运移等等,然后才能有针对性地采取措施或使用解堵剂94 C4增产增注化学剂增产增注化学剂6 热采化学剂热采化学剂        热采中使用的化学剂包括:缓蚀剂(除氧剂)、阻垢剂、双层油管隔热剂(如用妥尔油皂稳定的石棉纤维油悬浮液)、黏土稳定剂、起泡剂、降粘剂、薄膜扩散剂等 详见其它相关章节95 C4增产增注化学剂增产增注化学剂 聚表盐碱土聚表盐碱土96 。

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