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1、第一章 油田化学基础知识油田化学的研究内容1、钻井化学：（1）钻井液化学：钻井液体系及添加剂、完井液体系及添加剂完井过程油气层保护 （2）水泥浆化学：水泥浆体系及添加剂、固井射孔油气层保护钻井化学主要研究钻井/完井和水泥浆体系的性能及其控制与调整。包括添加剂的作用机理、合成、筛选、改进和应用。涉及钻井、完井、固井、射孔、试油等过程的化学问题。2、采油化学：（1）油层化学改造：化学驱法、混相驱法、热采法 （2）油水井化学改造：水井调剖、油井堵水、化学防砂、防蜡清蜡、稠油降粘、酸化解堵、射孔压裂、修井压井、油层保护、综合措施采油化学主要研究油层改造和油水井化学改造问题。包括改造方案、添加剂的作用机
2、理、合成、筛选、改进和应用。涉及采油过程中的众多化学问题。3、集输化学：腐蚀与防护、阻垢与清垢、乳化与破乳、降粘与减阻、天然气利用、污水的处理、污染与防治集输化学主要研究设备和管道的腐蚀与防护、原油的破乳与乳化、原油的降粘与降阻输送、天然气的处理和利用、油田污水和污泥的综合处理以及油气田环境保护问题。涉及原油集输和预处理中的众多化学问题。第一节 表面活性剂首先利用图片（洗衣粉、香水、香皂、洗衣液、洗洁精、乳化剂、增稠剂、甜味剂等等）列举一些日常生活中用到的表面活性剂，引出本节课教学内容。表面活性剂一词来自英文Surfactant。它实际上是短语Surface（表面） Active（活性） Ag
3、ent（添加剂）的缩合词。它还有一个名字叫做Tenside。表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。界面：当任意两相接触时, 两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面,而是一个具有相当厚度的过渡区, 这一过渡区通常称之为界面。若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。（利用图片演示几种界面：g-g、l-l、s-s、s-g、l-g）在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用g 表示，单位是Nm
4、-1。一、定义表面活性剂（Surfactant ）：溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质。 为什么活性剂能大大降低表面张力？为什么活性剂能大大减小表面净吸引力？ 表面活性剂分子在结构上都是不对称的，均由亲水的极性基与疏水（亲油）的非极性基两部分组成。疏水基种类：疏水基一般为脂肪烃、 芳烃、 混合烃等。 表示方法：非极性基团 极性基团 （憎水基(亲油基、疏水基) （亲水基（憎油基、疏油基）注意：表面活性剂是指能显著降低。显然有的有机物，例如乙醇、乙酸等，也能使表面张力降低一些，但不符合浓度很低就能使表面张力大大降低的要求，故不是表面活性剂。主要是其中的亲油基太小，亲水基起主要作用，在界面上吸附
5、的能力很差，而容易溶解于水相中。表面活性剂的亲水基和亲油基的对立作用必须比较相称，亲水基太多而亲油基太小或相反都不具备表面活性剂的作用。二、表面活性剂的分类按溶解性：水溶性和油溶性按相对分子质量：低分子(100-1000)、高分子按来源：天然、生物、合成表面活性剂按用途：润湿剂、乳化剂、增溶剂、起泡剂、杀菌剂、缓蚀剂和破乳剂等按溶于水后亲水基团是否能离解：离子型（阴、阳、两性）和非离子型 （一）阴离子活性剂该类表面活性剂在水中电离，起活性作用的部分为阴离子。例如：在水中，RSO3Na RSO3- + Na+ 起活性作用的为阴离子基团，RSO3-，故称为阴离子表面活性剂。1、类型：（1） 盐型：
6、由有机酸根与金属离子组成如：羧酸盐型：RCOONa，磺酸盐型：RSO3Na可按盐命名法命名。例如：C12H25SO3Na 十二烷基磺酸钠。 C17H25COONa 硬脂酸钠。（2） 酯盐型：分子中既有酯的结构，又有盐的结构。 例如：硫酸酯盐：ROSO3Na 磷酸酯盐：ROPO3Na2 按酯和盐命名。例如：C16H33OSO3Na 十六醇硫酸酯钠盐或十六烷基硫酸钠 C16H33OPO3Na2 十六醇磷酸酯二钠盐或十六烷基磷酸二钠2、用途：在采油中，阴离子活性剂多用于起泡、乳化、防蜡、油井增产、水井增注、提高油层采收率等。 （二）阳离子活性剂由有机阳离子组成，在水中电离后起活性作用的部分是阳离子。
7、例如：C12H25N（CH3）3 Cl C12H25N（CH3）3+ + Cl- 在水中电离后起活性作用的部分是阳离子C12H25N（CH3）3+。1、类型：（1）胺盐型：长链的伯、仲、叔胺在酸性水溶液中离解，生成憎水基阳离子和简单的阴离子。按盐命名.例如：R-NH3Cl R-NH3+ + Cl- 氯化烷基铵 C12H25NH2CH3） Cl C12H25NH2CH3）+ + Cl- 氯化十二烷基一甲基铵 C12H25NH（CH3）2 ClC12H25NH（CH3）2+ + Cl- 氯化十二烷基二甲基铵该类产物是弱酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，因面使
8、它的使用受到限制。（2）季胺盐型：命名同上。例如：氯化十二烷基三甲基铵季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，产量也最大。（3） 吡啶盐型例如：氯化十二烷基吡啶（4）多乙烯多胺盐型：RNHCH2CH2NHH.2、特点（1）溶解性 R1 |R2-N+-CH3 X- 季铵盐 R3随着碳链长度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趋势；15个碳原子水溶性急剧下降；烷基链上有亲水基团或不饱和基团，水溶性增加。（2）Krafft 温度点离子型表面活性剂在低温时溶度较低，随着温度的升高到某一温度后其溶度突然迅速增加，这个温度即Krafft点。同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高
9、，通过Krafft点可以衡量表面活性剂的溶解性能。3、用途在采油中，阴离子活性剂多用于起泡、乳化、防蜡、油井增产、水井增注、提高油层采收率等。 （三）非离子活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（醚基或羟基）与水构成氢键实现溶解的一类表面活性剂。正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。亲水基：聚氧乙烯基、醚基、羟基、胺基、酰胺基、多元醇1、类型（1）酯型失水山梨醇酯 (斯盘型) 聚氧乙烯脂肪酸酯 R-COO-(CH2CH2O)n-H（2）醚型聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型） 聚氧乙烯烷基苯酚醚 （3）胺型 （4）酰胺型聚氧乙烯
10、脂肪胺 聚氧乙烯烷基酰胺：复合型：如：失水山梨糖醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚tween型2、特点： （1）在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性；（2）在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响；（3）与其他类型表面活性剂的相容性好；（4）在一般固体表面不发生强烈吸附。 非离子表面活性剂溶液在加热的情况下，由清晰变为浑浊时的温度称为浊点。3、用途在采油中，非离子活性剂多用于起泡、乳化、防蜡、缓蚀、油井增产、水井增注、提高油层采收率等。 Test1 你的化妆水够温和吗?试纸一试便知!操作：滴一些化妆水在试纸上，如果pH值小于，试纸呈现红色就是酸性；大于且呈现蓝色就是碱性。如果测出来接近pH 7中性
11、或是接近皮肤酸碱值pH 5.5，代表你的化妆水很温和不会刺激肌肤。但若是想要你的化妆水具有收敛或去角质功能,pH值45则是最理想。Test 2 精华露是否好吸收?先拿化妆棉吸吸看！ 操作：将精华露滴在一叠面纸或化妆棉上观察渗透力，愈容易向下渗透，表示分子小、穿透力强容易被皮肤吸收。如果只是在表面扩散，就表示渗透力差，不好吸收。 Test 3 乳液好不好吸收?一杯水真的就能知道! 简单地说，可区分为水包油或是油包水两种剂型水包油型较易被吸收且较清爽；油包水型则不好吸收操作：将乳液或是乳霜取绿豆般大小放入水中，通常水包油型会浮在水面上，而且稍微搅拌就会慢慢溶解变成乳白色。大部分油包水型的乳液或乳霜
12、会沉于水面下且不易溶于水中。（四）两性活性剂把亲水基结构中同时含有阳、阴离子的表面活性剂叫两性表面活性剂。在偏碱性的水溶液中显示出阴离子表面活性剂的特性，而在偏酸性的水溶液中则显示出阳离子表面活性剂的特性。1、类型（1）阴离子阳离子型表面活性剂如十八烷基二甲基甜菜碱（2）阴离子非离子型表面活性剂如C16H33O（CH2CH2O）n -SO3Na 聚氧乙烯十六醇醚硫酸酯钠盐（3）阳离子非离子型表面活性剂二(聚氧乙烯基)烷基甲基氯化铵2、用途在采油中，两性表面活性剂主要用于缓蚀、杀菌、乳化、抑制粘土膨胀和提高油层采收率。、伪科学的美容概念炒作1 “纯天然”型 膏霜类化妆品是油与水的乳化体，无论是天
13、然油脂还是矿物油脂都是碳、氢、氧的化合物，只是结构不同而已。其实说到本源都是天然的，矿物油是从天然石油中分离出来的，植物油也是从天然果实中分离的。而从对皮肤的安全性上讲，矿物油是稳定的、惰性的，而植物油是易氧化的，其腐败性对人体是不安全的。如果说纯天然化妆品的安全性要高于多年来人们已经在使用的产品，是缺乏理论和实践依据的。 2 “无添加剂化妆品” 这种所谓的“无添加化妆品”，无非是不添加“防腐剂和香精”，像瓶装加工食品一样经过巴氏灭菌。在没有开瓶使用前，肯定是细菌不超标的！但是哪个化妆品是买来看的？只要打开封盖，暴露在我们这个充满微生物的世界里，由于它没有加入抵抗性的物质，只要你用一次，它便被污染了，很快会腐败。只要在国家法规限定下添加，由防腐剂和香精引发的问题是微乎其微的。3 除螨产品动物体包括人体在内，都是天然微生物的寄宿体。人的脸上固定地有十几种微生物寄宿着，螨虫是其中的一种，任何活人在一定倍数的显微镜下都可以被检出。如果这些微生物处于正常的平衡状态，是不会伤害皮肤的，根本没有必要清除。4 精华被释放，被皮肤吸收了！ 有一类洗面奶、按摩膏、透明喱等产品，轻微触摸时有硬的感觉，一经按摩它们便会软化而消失了，于是销售员便开始吹嘘：“富含VC、VE、活肤精华被释放出来，被皮肤吸收了。” 其实这些通常是被加氢硬化的油脂造粒，只要摩擦温度在40
