油田化學(xué)復(fù)習(xí)_第1頁(yè)
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1、(一)1. 油田化學(xué)的概念: 研究油田鉆井、采油和原油集輸過程中化學(xué)問題的科學(xué)。即如何使用化學(xué)劑和化學(xué)方法解決油田生產(chǎn)過程中的技術(shù)問題。2.油田化學(xué)組成部分: 鉆井化學(xué), 采油化學(xué), 集輸化學(xué)3.油田化學(xué)按化學(xué)性質(zhì)分類: 礦物產(chǎn)品,天然材料及其改性產(chǎn)品, 合成有機(jī)化學(xué)品,無(wú)機(jī)化學(xué)品。4.油田化學(xué)按用途分類:通用油田化學(xué)品,鉆井用化學(xué)品,油氣開采用化學(xué)品,提高采收率用化學(xué)品,油氣集輸用化學(xué)品,油田水處理用化學(xué)品 。5.油田化學(xué)工作液的組成:化學(xué)助劑,施工材料,分散介質(zhì)(二)1. 膠體:膠體大小的微粒(至少在一個(gè)方向?yàn)?100nm之間)分散在另一種連續(xù)介質(zhì)中所形成的分散體系稱膠體體系。(膠體體系必

2、然是兩相或多相的不均勻分散體系。)2. 膠體化學(xué):研究膠體的生成和破壞以及它們的物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。(包括:膠體物理化學(xué),表面物理化學(xué),高分子物理化學(xué))(膠體化學(xué)研究對(duì)象:溶膠(憎液膠體)和高分子真溶液(親液膠體)3. 粘土膠體化學(xué):在一般膠體化學(xué)規(guī)律指導(dǎo)下,專門研究粘土膠體的生成、破壞和它們的物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。4.丁達(dá)爾現(xiàn)象:當(dāng)一束波長(zhǎng)大于溶膠分散相粒子尺寸的入射光照射到溶膠系統(tǒng),可發(fā)生的散射現(xiàn)象。5.膠體體系的基本特征?( 1)具有多相性、2)具有高度分散性 、3)具有聚結(jié)不穩(wěn)定性 )6.相:物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都完全相同的均勻部分。體系中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的相,稱為多相體。相與相之間

3、的接觸面稱為相界面。 比表面:?jiǎn)挝惑w積或單位重量(質(zhì)量)物質(zhì)的總的表面積7.真溶液與憎液膠體的根本區(qū)別:真溶液,溶質(zhì)能自發(fā)地分散在介質(zhì)之中,使體系的自由能減少。憎液膠體,分散相不能自發(fā)地分散在介質(zhì)中,需要作功強(qiáng)迫它分散成細(xì)顆粒,使體系的表面自由能增大。8.粘土礦物包括層狀結(jié)構(gòu)和鏈狀結(jié)構(gòu),粘土礦物的基本構(gòu)造單元:1)硅氧四面體 特點(diǎn):共有三個(gè)層面:兩層氧原子和一層硅原子,上下兩層氧原子均形成六角環(huán)(空心);在a、b兩方向上無(wú)限延續(xù)2)鋁氧八面體 在a、b二維方向上無(wú)限延伸; 共有三個(gè)層面,鋁原子層位于中間;上下兩個(gè)層面組成六角形(實(shí)心)。9.單位晶層:由硅氧四面體片與鋁氧八面體片組成的在C軸方向

4、上能重復(fù)再現(xiàn)的最小單位,稱單位晶層或基本結(jié)構(gòu)層,也稱單位晶胞。10層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物分為:1:1型:高嶺石 2:1型:葉臘石、蒙脫石 2:1:1型:綠泥石11. 晶格取代:占據(jù)晶格點(diǎn)陣位置的原子或離子被其它原子或離子取代而晶格點(diǎn)陣保持不變的現(xiàn)象12可交換陽(yáng)離子:晶格取代的結(jié)果使晶層表面帶負(fù)電,為了平衡電價(jià),需在晶體表面結(jié)合一定數(shù)量的陽(yáng)離子,這些為了平衡電價(jià)而結(jié)合的陽(yáng)離子稱為補(bǔ)償陽(yáng)離子。由于這些陽(yáng)離子是可以相互交換的,也稱可交換陽(yáng)離子。13蒙脫石、伊利石的共同點(diǎn):蒙脫石、伊利石都是2:1型層狀粘土礦物;晶層中均存在晶格取代蒙脫石、伊利石的區(qū)別:1晶格取代的位置及程度不同2補(bǔ)償陽(yáng)離子不同3晶層間聯(lián)接

5、力不同14.膠體的電動(dòng)現(xiàn)象包括電泳、電滲、流動(dòng)電位與沉降電位的產(chǎn)生15. 電泳:在外加電場(chǎng)作用下,帶電的膠體粒子在分散介質(zhì)中,向與其本身電性相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象。水中的粘土顆粒向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng) 16.電滲:在外加電場(chǎng)作用下,液體(通常是水)相對(duì)與和它接觸的帶電荷的固體相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。水向陰極運(yùn)動(dòng) 17.擴(kuò)散雙電層:從固體表面到過剩正電荷為零的部分,由吸附層和擴(kuò)散層兩部分組成18. 從固體表面到均勻液相的電勢(shì)降稱為表面電勢(shì)0;從滑動(dòng)面到均勻液相的電勢(shì)降稱為電勢(shì)。 19. 在擴(kuò)散雙電層中反離子的分布是不均勻的,靠近固體表面處密度高,形成緊密層(吸附層)20.膠體中的電解質(zhì)濃度越高,電泳速度越慢,即電

6、位越小,這就是電解質(zhì)對(duì)雙電層的壓縮作用。反離子價(jià)數(shù)越高,壓縮增強(qiáng);反離子濃度越大,壓縮增強(qiáng)越大。電解質(zhì)濃度增加,電位變小,雙電層變薄,21. 離子交換吸附:指一種離子被吸附的同時(shí),從吸附劑表面頂替出等當(dāng)量的帶相同電荷的離子的過程。22.粘土礦物的性質(zhì):1)帶電性(粘土水溶膠懸浮體(多數(shù)是指鉆井液)是堿性環(huán)境,對(duì)外顯負(fù)電性。)2)吸附性(吸附:物質(zhì)在兩相界面上自動(dòng)濃集的現(xiàn)象稱為吸附。包括物理吸附和化學(xué)吸附)3)膨脹性和分散性 4)聚結(jié)性(凝聚性)(聚結(jié)穩(wěn)定性 :是指分散相粒子是否容易自動(dòng)聚結(jié)變大的性質(zhì))23.粘土的陽(yáng)離子交換容量(CEC):每100克干粘土所含可交換陽(yáng)離子的總量。單位mmol/1

7、00g土。 24.影響膨脹性的因素:粘土礦物本身的結(jié)構(gòu);補(bǔ)償陽(yáng)離子的類型;介質(zhì)的pH值和含鹽量; 影響分散性的因素:粘土礦物的種類;粘土顆粒的膠結(jié)強(qiáng)度。25.影響聚結(jié)性的因素:電解質(zhì)濃度的影響 ;反離子價(jià)數(shù)的影響;(反離子價(jià)數(shù)愈高,聚沉率愈高。)反離子大小的影響 (同價(jià)離子聚沉能力的次序與水化離子半徑從小到大的次序大致相同)同號(hào)離子的影響 相互聚沉現(xiàn)象 (雙電層的斥力阻礙聚結(jié),電解質(zhì)濃度越低,反離子價(jià)態(tài)越低,壓縮雙電層作用越小,聚結(jié)穩(wěn)定性越好)26.為什么高嶺石、伊利石是非膨脹性的粘土礦物,而蒙脫石是膨脹性粘土礦物?高嶺石晶層間聯(lián)接力有氫鍵力和范德華力,晶層間聯(lián)接力強(qiáng),水分子不易進(jìn)入晶層間;高

8、嶺石是電中性,很少晶格取代,晶體表面可交換陽(yáng)離子很少,不易形成擴(kuò)散雙電層,引起層間距增大,因此高嶺石是非膨脹性粘土礦物。伊利石晶格取代程度較蒙脫石強(qiáng),蒙脫石晶層間聯(lián)接力是范氏引力,很弱,水分子易進(jìn)入晶層之間;而伊利石晶層間聯(lián)接力是范氏引力和K+嵌力,水分子不易進(jìn)入晶層之間。所以伊利石是非膨脹性粘土礦物,蒙脫石是膨脹性粘土礦物。(三)1. 表面活性劑:是一種在很低濃度就能大大降低溶劑表面張力,改變體系的表面狀態(tài)從而產(chǎn)生潤(rùn)濕和反潤(rùn)濕、乳化和破乳、分散和絮凝、起泡和消泡以及增溶等一系列化學(xué)作用的物質(zhì)。(含有親油基和親水基)2. 表面張力:表面層分子作用于表(界)面單位長(zhǎng)度上使表(界)面收縮的力。正吸

9、附:吸附于相界面的物質(zhì)濃度增大的過程稱為正吸附3.影響降低表(界)面張力的因素:表活劑的結(jié)構(gòu)和濃度;助表活劑的結(jié)構(gòu)和濃度(協(xié)同效應(yīng));油相的結(jié)構(gòu)和類型;體系的礦化度、鹽的價(jià)數(shù)與其濃度;溶液的PH值;體系溫度壓力條件等。4.臨界膠束濃度:表面活性劑溶液濃度達(dá)到剛剛開始有明顯膠束形成的最低濃度。臨界濃度通常在0.02%0.5%左右5.表面活性劑的作用:1)起泡和消泡作用、2)乳化和破乳作用 、3)潤(rùn)濕與反潤(rùn)濕作用(潤(rùn)濕角越小,潤(rùn)濕越好)、4)分散與絮凝作用、5)膠束的增溶作用 、)6)。(1)凈洗作用(2)協(xié)同作用6.乳狀液:乳狀液是一種液體或多種液體以液珠的形式均勻地分散在另一種與它不相溶的液體

10、中所形成的分散體系。 潤(rùn)濕:是指液體在固體表面是否容易鋪開的性質(zhì)。潤(rùn)濕劑:能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面另一種流體能力的物質(zhì)。增溶作用:水溶液中表面活性劑的濃度達(dá)到CMC之后,在水中難溶或不溶的有機(jī)物(如油)其溶解度顯著增大的現(xiàn)象,稱為增溶。 7.親水親油平衡值(HLB):指表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力,是用來(lái)表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。8.聚合物:由大量的簡(jiǎn)單分子(單體)化合而成的高相對(duì)分子質(zhì)量的大分子所組成的天然或合成的物質(zhì)。也稱大分子或高分子。 9.高分子化合物:是指相對(duì)分子質(zhì)量很高并由共價(jià)鍵或配位鍵連接的一類化合物,分子量大于104。 10. 高分子化合物

11、的基本特性:1)高分子化合物的分子量大、2)高分子化合物分子量的多分散性(結(jié)構(gòu)的多分散性) 、3)高分子化合物分子鏈的幾何形狀復(fù)雜11. 按來(lái)源對(duì)聚合物進(jìn)行分類:天然高分子、改性天然高分子、合成類高分子12. 高分子溶液:高聚物以分子狀態(tài)分散在溶劑中所形成的均相體系。 13. 結(jié)晶度:聚合物結(jié)晶部分的重量或體積對(duì)全部重量或體積的百分?jǐn)?shù)。聚合物的溶解一般遵循三個(gè)原則:極性相似、溶度參數(shù)相近、溶劑化原則 14. 提高聚合物的水溶性常有三種途徑:一 降低聚合物的結(jié)晶度、二 在分子中引入足夠的親水基團(tuán)、三 利用聚電解質(zhì)的反離子作用促進(jìn)溶解(*對(duì)同一種聚合物而論,分子量越大,濃度越大時(shí)表觀粘度越大,)1

12、5. 高分子化合物的主要作用:1)分散作用 2)絮凝作用 3)增稠作用4)減阻作用5)滯留作用16.包被作用:高分子鏈吸附在一個(gè)固相顆粒上,并將其覆蓋包裹起來(lái),這種作用稱為包被作用。 17.橋聯(lián)作用:當(dāng)一個(gè)高分子同時(shí)吸附在幾個(gè)懸浮固相顆粒上,而一個(gè)固相顆粒又可同時(shí)吸附幾個(gè)高分子時(shí),就會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這種作用稱橋聯(lián)作用。18.絮凝作用:當(dāng)以橋聯(lián)吸附為主時(shí),細(xì)的固體顆粒會(huì)聚結(jié)在一起形成粒子團(tuán),這種作用稱為絮凝作用。 19.減阻作用:流體中添加少量化學(xué)藥劑以使流體流過固體表面的湍流摩擦阻力得以大幅度減少的現(xiàn)象20. 增稠作用:指水溶性高分子可使別的水溶液或水分散體的粘度增大的作用。 21捕集:指直徑

13、小于多孔介質(zhì)孔喉直徑的聚合物分子的無(wú)規(guī)則線團(tuán),通過“架橋”而滯留在多孔介質(zhì)孔隙中的現(xiàn)象(發(fā)生條件 dc=(1/31)dp22. 表面活性劑為什么能在表面形成定向吸附?為什么能降低表面張力?答:表面活性劑具有“兩親性”,它溶于水后,親油鏈有“逃逸”水的傾向,則把表面活性劑分子拉向溶液的表面,產(chǎn)生定向吸附。表面活性劑分子這種向表面“富集”(吸附)的結(jié)果,改變了表面性質(zhì),導(dǎo)致了表面張力下降(四)1.水泥漿的功能:固定和保護(hù)套管、保護(hù)高壓油氣層、封隔嚴(yán)重漏失層和其他復(fù)雜層、保護(hù)地下水源2波特蘭水泥 :波特蘭水泥是研磨得很細(xì)的含鈣的無(wú)機(jī)化合物的混合物,在水中能水化和硬化,(制造波特蘭水泥的原材料是石灰石

14、和粘土或頁(yè)巖類)(硅酸鹽結(jié)構(gòu)中,鍵的聯(lián)系是通過氧來(lái)完成的。)3.四種熟料礦物結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定順序或水化反應(yīng)能力的強(qiáng)弱是:C3AC4AFC3SC2S。4.水泥水化過程:反應(yīng)活潑期、誘導(dǎo)期、加速期、硬化期5.稠化時(shí)間:從拌漿開始,水和水泥混合后稠度達(dá)到100Bc所需的時(shí)間。為可泵送的極限時(shí)間。 6:影響水化反應(yīng)的因素:(1)溫度的影響(溫度越高,稠化時(shí)間越短,即水化速度越快。)(2)壓力的影響(壓力越大,稠化時(shí)間越短)(3)水泥細(xì)度的影響(水泥顆粒直徑越小,表面積則越大,其反應(yīng)活性越高) (4)水灰比的影響 (水灰比越大, 水化速度越快)7.抗壓強(qiáng)度:一定尺寸的水泥試樣在自動(dòng)加荷的強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)中垂直受力

15、破壞時(shí)的壓力,稱水泥石的抗壓強(qiáng)度。8.水泥分散劑:指對(duì)水泥顆粒具有分散作用,能降低水泥漿粘度,改善其流動(dòng)性能的化學(xué)藥劑。 9. 水泥分散劑作用:降低水泥漿粘度、增加水泥漿流動(dòng)性能、改變水泥石的微觀孔隙結(jié)構(gòu)、影響水泥漿的凝結(jié)時(shí)間和失水10.常用的水泥分散劑:木質(zhì)素磺酸鹽及其改性產(chǎn)物(木質(zhì)素磺酸鈉)、磺化樹脂的低縮聚物(磺化烷基萘甲醛樹脂)、羥基羧酸及其鹽(乳酸、五倍子酸、檸檬酸、)、烯類單體低聚物(聚乙烯磺酸鈉)11. 分散劑的作用:吸附分散作用、潤(rùn)濕作用、潤(rùn)滑作用12. 水泥漿是非牛頓流體,選用冪律模式、賓漢模式、赫巴和卡森模式等描述其流變性。13. 促凝劑:無(wú)機(jī)促凝劑常用有:CaCl2,NH

16、4Cl,MgCl2,Ca(NO3)2,AlCl3,Na2CO3和硅酸鈉等,其中CaCl2是最常用的促凝劑和早強(qiáng)劑。有機(jī)促凝劑常用有:甲酸鈣,甲酸銨,尿素,三乙醇胺,乙二醛等,14. 水泥漿失水的危害:(1)對(duì)地層造成傷害、(2)改變水泥漿的流動(dòng)性、(3)高失水造成氣竄15. 膠乳是乳液聚合物,是由粒徑200500m的微小聚合物粒子在乳液中形成的懸浮體系。最常用的膠乳是聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯體系16.賈敏效應(yīng):液體中由于氣泡或其它與液體不相溶的液珠存在時(shí),液體通過毛細(xì)管產(chǎn)生的附加阻力的現(xiàn)象常用纖維素衍生物降失水劑的有HEC(羥乙基纖維素)、CMC、CMHEC等。17氣竄:高壓油氣層中的氣體沿著

17、水泥石與井壁和水泥石與套管間的縫隙進(jìn)入低壓層或上躥至地面的現(xiàn)象??刂茪飧Z的方法:1使用膨脹劑等化學(xué)劑;2降低水泥漿的濾失量或增大基質(zhì)的流動(dòng)助力或阻塞;3改變觸4變水泥的凝膠強(qiáng)度;使用延遲膠凝技術(shù)。18. 凝膠強(qiáng)度:流體靜止時(shí)所形成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的能力,稱凝膠強(qiáng)度(也稱靜切力)。19外加劑及外摻料:促凝劑、緩凝劑、分散劑、降失水劑、膨脹劑、密度調(diào)整外摻料、防漏堵漏外摻料。20. 對(duì)高溫深井的注水泥施工,需要更長(zhǎng)的稠化時(shí)間。而對(duì)于普通井來(lái)說(shuō)稠化時(shí)間越長(zhǎng)越好。21. 常用的緩凝劑種類有哪些?(1)木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物(2)磺化丹寧、磺化栲膠、丹寧酸鈉(3)纖維素衍生物(4)羥基羧酸及其鹽類(5)無(wú)

18、機(jī)化合物(硼酸、磷酸、氫氟酸和鉻酸、鉛鋅氧化物)22. “基本油井水泥”:其一是這種水泥在生產(chǎn)時(shí)除允許摻加適量石膏外,不得摻入其他任何外加劑;其二是這種基本油井水泥使用時(shí)能與多種外加劑配合,能適應(yīng)較大的井深和溫度變化范圍。 23. 水泥分散劑:指對(duì)水泥顆粒具有分散作用,能降低水泥漿粘度,改善其流動(dòng)性能的化學(xué)藥劑。 24. 直角稠化:水泥水化過程的誘導(dǎo)期相對(duì)較長(zhǎng),而加速期很短,水泥漿稠度出現(xiàn)“突躍”,在數(shù)分鐘或十多分鐘增至100BC,這就是所謂“直角稠化。25. 失水:指水泥漿在環(huán)空上返過程中,由于液柱和地層壓差的作用,自由水滲入地層的現(xiàn)象。 26. 降失水劑種類:(1)固體顆粒 (膨潤(rùn)土、瀝青

19、、CaCO3粉末、微硅、石英粉、火山灰、飛塵、硅藻土、硫酸鋇細(xì)粉、滑石粉、熱塑性樹脂)(2)膠乳 (聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯體系)(3)水溶性聚合物(HEC(羥乙基纖維素)、羧甲基纖維素(CMC)、羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC))27.降失水機(jī)理:增粘機(jī)理、吸附機(jī)理、捕集和物理堵塞機(jī)理28膨脹劑種類:半水石膏(CaSO4.1/2H2O) 、鋁粉、氧化鎂29降低水泥密度材料種類:1粘土(鵬潤(rùn)土、硅藻土),低密度礦渣,硬瀝青,膨脹珍珠巖,粉煤灰,火山灰,水玻璃、2微珠(玻璃、陶瓷、脲醛樹脂等)。提高水泥密度外摻料種類:1重晶石,鈦鐵礦,磁鐵礦,菱鐵礦等、2水溶性鹽(如氯化鈉)30. 提高密度的方

20、法:加加重材料、提高配漿水的密度、降低水灰比、提高固體材料的堆積密度31.防漏堵漏外摻料種類:1纖維性材料:短棉絨,石棉等、2顆粒性材料:核桃殼,花生殼,玉米芯,粘土,硅藻土,膨脹珍珠巖,石灰?guī)r等(五)1. 水力壓裂的重要作用:(1)提高勘探含油氣評(píng)價(jià),增加可采儲(chǔ)量、(2) 油氣井增產(chǎn)、水井增注 (3)調(diào)整層間矛盾,改善產(chǎn)油、吸水剖面、(4)提高采收率2.壓裂液的組成 :前置液(作用是破裂地層并造成一定幾何尺寸的裂縫和降溫)、 攜砂液(造縫及冷卻地層的作用)、頂替液(作用是將井筒中的攜砂液全部替入到裂縫中)。3. 壓裂液組成;基質(zhì) 稠化劑 交聯(lián)劑 破膠劑 4. 對(duì)壓裂液的性能要求 :濾失小。攜

21、砂能力強(qiáng)。低摩阻。熱穩(wěn)定性和抗剪切穩(wěn)定性。與地層巖石和地下流體的配伍性。低殘?jiān)?、易返排。價(jià)格便宜、宜配制、貨源廣。5. 壓裂液濾失系數(shù)C越低,在壓裂過程中其濾失量也越低6. 壓裂液初始粘度:基液開始進(jìn)一步增稠或交聯(lián)15s2min內(nèi)的粘度變化范圍7. 破膠液粘度:壓裂液在油層條件下破膠徹底性的衡量,它關(guān)系到破膠液的返排率及對(duì)油層的損害程度。*破膠液粘度應(yīng)控制在10mPas(30)以下。8. 水基壓裂液體系:9. 水基壓裂液添加劑(1)稠化劑植物膠 (瓜膠、田箐膠、魔芋膠)(*羥丙基胍膠的耐溫性能較好,粘度下降幅度最小,田菁膠粘度下降幅度最大)(*稠化劑的傷害:高粘和不溶性殘?jiān)?。)纖維素衍生物 (

22、羧甲基纖維素(CMC)(用于高溫深井);羥乙基纖維素(HEC);羥丙基纖維素(HPC);(HEC或HPC抗鹽性更好,淡水增稠能力不如CMC。)羧甲基-羥乙基纖維素(CMHEC))合成聚合物(聚丙烯酰胺(PAM);部分水解聚丙烯酰胺(HPAM))(2)交聯(lián)劑硼交聯(lián)劑(硼砂(Na2B4O7 )、硼酸(H3BO3 )、有機(jī)硼)、其它交聯(lián)劑(鈦和鋯化合物)、(3)破膠劑氧化劑(過硫酸銨、過硫酸鉀、)酶(淀粉酶、纖維素酶)潛在酸(甲酸甲酯、乙酸乙酯) 延遲破膠劑(4)pH值調(diào)節(jié)劑(緩沖劑) (5)殺菌劑(硫酸銅,醛,高錳酸鉀)(6)粘土穩(wěn)定劑(無(wú)機(jī)鹽如KCl,NH4Cl、有機(jī)陽(yáng)離子聚合物如TDC,A-2

23、5)(7)表面活性劑(8)降阻劑(聚丙烯酰胺)(9)降濾失劑(水溶性聚合物、蠟、石英粉、粉砂)10交聯(lián)劑:通過化學(xué)鍵或配位鍵與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的試劑稱為交聯(lián)劑11.延遲交聯(lián):加入交聯(lián)劑后壓裂液體系粘度同常規(guī)相比延遲一定的時(shí)間后增加,把這個(gè)過程稱為延遲交聯(lián)* pH值愈高,交聯(lián)反應(yīng)速度降低。12. 破膠劑:使粘稠壓裂液可控地降解成能從裂縫中返排出的稀薄液體,能使凍膠壓裂液破膠水化的試劑稱為破膠劑。 13粘土穩(wěn)定劑:能防止油氣層中粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移的試劑叫做粘土穩(wěn)定劑。14.水基凍膠壓裂液組成:水+交聯(lián)劑+稠化劑+破膠劑15泡沫壓裂液的組成:氣相、液相、發(fā)泡劑(硫酸酯和磺酸酯、胺化物)、穩(wěn)

24、泡劑(CMC,CMS, HEC)*在壓裂時(shí)的井底壓力和溫度下,泡沫質(zhì)量一般是60%85%。泡沫壓裂液很適合于低壓、低滲透、水敏性強(qiáng)的淺油氣層壓裂。液相粘度越大,溫度降低,體系穩(wěn)定性越好16. 稱作出液半衰期:用泡沫基液析出一半所需的時(shí)間17.清潔壓裂液體系組成:水鹽粘彈性表活劑 (六)1.酸洗:酸洗就是用酸清洗井筒中酸溶性結(jié)垢或疏通孔眼的一種油氣井增產(chǎn)措施。 2. 基質(zhì)酸化:在低于地層巖石破裂壓力條件下,將酸液注入地層孔隙空間,使之沿徑向滲入油氣層,溶解孔隙中的細(xì)小顆粒、膠結(jié)物等以擴(kuò)大 孔隙空間、提高地層滲透率的一種增產(chǎn)措施*常規(guī)酸化半徑通常在1m以內(nèi)。深部酸化:酸化半徑較大,通常大于2m的酸

25、化作業(yè)3. 壓裂酸化:壓裂酸化是在足以壓開地層形成裂縫或張開地層原有裂縫的壓力條件下,對(duì)油氣層的一種擠酸工藝.4. 砂巖的組成:由砂粒(石英、長(zhǎng)石)和膠結(jié)物(碳酸鹽、粘土礦物)5. 影響土酸反應(yīng)速度的因素:氫氟酸濃度鹽酸濃度溫度壓力礦物組成及可接觸表面積6. 酸化對(duì)地層的傷害:酸化后二次產(chǎn)物的沉淀、酸液與儲(chǔ)層巖石、流體的不配伍、儲(chǔ)層潤(rùn)濕性的改變、毛管力的產(chǎn)生、酸化后疏松顆粒及微粒的脫落運(yùn)移堵塞、產(chǎn)生乳化7.選擇酸液的基本原則是:(1)能與油氣層巖石反應(yīng)并生成易溶的產(chǎn)物;(2)加入化學(xué)添加劑后,配制成酸液的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)能滿足施工要求;(3)施工方便,安全,易于返排;(4)價(jià)格便宜,來(lái)源廣。

26、8.緩速酸:指酸巖反應(yīng)速度比鹽酸、土酸的酸巖反應(yīng)速度低得多的酸化液。9. 氨基磺酸一般只適用于低溫淺井 常規(guī)酸化碳酸鹽巖層,或長(zhǎng)期停注的注水井。10. 緩蝕劑 :添加于腐蝕介質(zhì)中能明顯降低金屬腐蝕速度的物質(zhì)。(種類:1)無(wú)機(jī)類亞砷酸鈉,三氯化砷、2)有機(jī)類醛類、含硫化合物、胺類、吡啶類)11.鐵離子穩(wěn)定劑 *殘酸PH值大于2,就需考慮加入鐵穩(wěn)定劑12. 防乳-破乳劑危害:地層乳堵;產(chǎn)量下降。通常采用兩種或多種破乳劑復(fù)配13. 互溶劑:乙二醇醚及改性產(chǎn)品 粘土防膨劑:最有效的粘土防膨劑帶正電(陽(yáng)離子)14.助排劑:降低了酸液與原油間的界面張力,增大了接觸角,從而減小了毛細(xì)管阻力,又促進(jìn)了酸液的返

27、排。(常用的助排劑有聚氧乙烯醚和含氟活性劑、陰離子-非離子兩性活性劑)15.暫堵劑:(種類:油溶性樹脂粉粒;遇酸膨脹聚合物(聚乙烯、聚甲醛、PAM);惰性固體)16.潛在酸地層深部酸化:由地面泵入無(wú)活性酸,在地層條件下生成或隨時(shí)間增長(zhǎng)緩慢生成活性酸進(jìn)行的酸巖反應(yīng)。(七)1.油井化學(xué)堵水技術(shù):是將化學(xué)劑經(jīng)油井注入到高滲透出水層,降低近井地帶的水相滲透率,減少油井出水,增加原油產(chǎn)量的一整套技術(shù)。2. 注入水、邊水及底水,與油在同一層位,統(tǒng)稱為“同層水”。上層水、下層水及夾層水來(lái)源于油層以外,故統(tǒng)稱為“外來(lái)水”3機(jī)械堵水法:采用封隔器將出水層在井筒內(nèi)卡開,以阻止水流入井內(nèi),卡堵油井中出水層段的技術(shù)。

28、4.化學(xué)堵水法:利用化學(xué)方法和化學(xué)堵劑通過化學(xué)作用對(duì)水層或油層造成堵塞, 阻止或減少水流入井內(nèi)的方法。5. 單液法注入工藝:指向地層中一次注入一種或由各種化學(xué)劑混合配制的液體,在指定位置,經(jīng)過物理或化學(xué)作用,使液體變?yōu)槟z、凍膠、沉淀或高粘流體的方法。6指向地層分別注入兩種化學(xué)劑或由各種化學(xué)劑混合配制的兩種液體,這兩種液體由隔離液隔離,隨著液體推移,隔離液越來(lái)越薄,達(dá)到一定程度后隔離液失去作用,兩種液體相遇并發(fā)生反應(yīng),變?yōu)槟z、凍膠、沉淀或高粘流體的方法。*優(yōu)點(diǎn)是可封堵近井地帶和遠(yuǎn)井地帶;缺點(diǎn)藥劑利用不充分,產(chǎn)生堵塞物質(zhì)。7. 非選擇性堵劑分類:樹脂型堵劑、沉淀型堵劑、凝膠型堵劑、凍膠型堵劑、

29、分散體型堵劑8.樹脂型堵劑:是指由低分子物質(zhì)通過縮聚反應(yīng)生成的具有體型結(jié)構(gòu), 不溶不熔的高分子物質(zhì)9. 硅酸凝膠可用于砂巖地層,使用溫度在1693范圍 10. 水玻璃復(fù)合堵劑優(yōu)點(diǎn):作業(yè)成功率高,有效期長(zhǎng),施工簡(jiǎn)單,價(jià)格較低,解堵 容易,適用性強(qiáng)。缺點(diǎn):易污染油層。11. 硅酸凝膠優(yōu)點(diǎn):價(jià)廉;能處理井徑周圍半徑1.53.0m的地層,能進(jìn)入地層小空隙;在高溫下穩(wěn)定。缺點(diǎn):Na2SiO3完全反應(yīng)后強(qiáng)度較低,需要加固相增強(qiáng)或用水泥封口;和很多普通離子反應(yīng),處理層必須驗(yàn)證清楚并在其上下隔開。 12. 凍膠型堵劑:指由高分子溶液經(jīng)交聯(lián)劑作用而失去流動(dòng)性形成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。13. 凝膠型堵劑:是由膠體

30、顆粒、高分子或表面活性劑分子互相連接形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)空隙中充滿了液體。14. 水基堵劑(1)烯丙基類聚合物部分水解聚丙烯酰胺HPAM交聯(lián)的聚丙烯酰胺延遲交聯(lián)技術(shù)15.延遲交聯(lián)技術(shù):控制體系的pH值、溫度或化學(xué)交聯(lián)劑的化學(xué)特性,使交聯(lián)反應(yīng)不在地面完成,而是在地下指定的部位完成。16.泡沫堵劑:起泡劑(十二烷基磺酸鈉(AS)和十二烷基苯磺酸鈉(ABS)、稠化劑(CMC、PVA、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、HPAM、膨潤(rùn)土及碳酸鈣粉末)、氣體(空氣,氮?dú)饣蚨趸迹?7油基堵劑(1)有機(jī)硅類堵水劑(2)稠油類堵劑活性稠油稠油固體粉末偶合稠油超細(xì)水泥(八)1. 油氣井出砂的原因:(1)地質(zhì)原因

31、疏松砂巖地層的地質(zhì)條件,如膠結(jié)物含量及分布、膠結(jié)類型、成巖壓實(shí)作用和地質(zhì)年代等。(2) 開采原因 在油氣開發(fā)時(shí)因開采速度以及采油速度的突然變化、落后的開采技術(shù)、低質(zhì)量和頻繁的修井作業(yè)、設(shè)計(jì)不良的酸化作業(yè)和不科學(xué)的生產(chǎn)管理等造成油氣井出砂。2油氣井出砂的危害:油氣井減產(chǎn)或停產(chǎn);地面和井下設(shè)備及管線磨蝕加劇;套管損壞使油氣井報(bào)廢;破壞地層的原始構(gòu)造或造成近井地帶地層的滲透率嚴(yán)重下降。 3.化學(xué)防砂:向井眼周圍疏松地層中擠入一定數(shù)量的化學(xué)劑,以膠固地層砂,或擠入一定數(shù)量攜帶有固相顆粒的的化學(xué)劑(膠結(jié)劑)在井底附近膠結(jié),形成人工井壁,以減輕油井出砂的防砂技術(shù)4化學(xué)防砂優(yōu)點(diǎn):施工工藝簡(jiǎn)便 缺點(diǎn):化學(xué)防砂

32、對(duì)地層滲透率有一定的傷害;成功率不如機(jī)械防砂,相對(duì)成本較高5化學(xué)膠結(jié)防砂法:1)樹脂固砂法1)樹脂固砂法(1)用前置液預(yù)處理地層(2)樹脂膠結(jié)液的注入(3)注入驅(qū)替液(增孔液)(4)樹脂固化;2)人工井壁防砂方法(此類方法適用于油井已大量出砂,井壁形成洞穴的油水井防砂)(1)填砂膠結(jié)法(2)樹脂涂敷砂法(3)水泥砂漿法(4)水泥熟料法;3)化學(xué)橋接防砂法;4、其它化學(xué)固砂法 氫氧化鈣飽和溶液固砂法、四氯化硅固砂法6. 膠結(jié)劑:是指能將松散砂粒在接觸點(diǎn)處膠結(jié)起來(lái)的化學(xué)劑。(九)1. 石蠟是以正構(gòu)烷烴為主,而微晶蠟是以環(huán)烷烴為主。我國(guó)的原油含蠟主要是軟蠟,碳數(shù)高峰值約在25左右,清防蠟比較容易 2

33、. 蠟(石蠟)是指碳原子數(shù)15的正構(gòu)烷烴。3. 油井結(jié)蠟過程和影響因素:原油的組成(蠟、膠質(zhì)和瀝青的含量)、油井的開采條件(溫度、壓力、氣油比和產(chǎn)量)、原油中的雜質(zhì)(泥、砂和水等)、管壁的光滑程度及表面性質(zhì)4. 輕質(zhì)油對(duì)蠟的溶解能力大于重質(zhì)油的溶解能力;蠟在油中的溶解量隨溫度的降低而減小。5. 在壓力低于飽和壓力的條件下,隨著壓力的降低,初始結(jié)晶溫度明顯增高6. 油井隨著含水量的增加,結(jié)蠟過程有所減輕的現(xiàn)象7. 化學(xué)清防蠟劑:油溶型、水溶型和乳液型三種液體清防蠟劑,此外還有一種固體防蠟劑8防蠟劑:能抑制原油中蠟晶析出、長(zhǎng)大、聚集和(或)在固體表面上沉積的化學(xué)劑。9. 化學(xué)防蠟機(jī)理:(1)共晶,

34、干擾蠟晶生長(zhǎng)(2)改變蠟晶分散形態(tài)(3)改變結(jié)蠟表面或蠟晶表面性質(zhì)10.防蠟的表面活性劑有兩種:油溶性和水溶性11.化學(xué)清蠟劑作用:將已沉積的蠟溶解或分散開使其在油井原油中處于溶解或小顆粒懸浮狀態(tài)而隨油井液流流出,這涉及到滲透、溶解和分散等過程。12. 化學(xué)清蠟劑種類:油基清蠟劑、水基清蠟劑、乳液型清蠟劑(十)1.乳化劑:能使不相溶的兩相液體發(fā)生乳化,而形成穩(wěn)定乳狀液的物質(zhì)2. 乳狀液的組成:分散相、分散介質(zhì)和乳化劑3. 乳狀液類型:水包油型(O/W);油包水(W/O)型;多重乳狀液4.乳狀液生成條件:存在著互不相溶的兩相、存在有一種乳化劑、具備強(qiáng)烈的攪拌條件、增加體系的能量、5.一般乳狀液的

35、分散相直徑范圍0.110m。乳狀液粘度一般與外相的粘度成正比。6. 乳狀液的穩(wěn)定性原因:界面張力的降低;界面膜的形成;擴(kuò)散雙電層的建立;固體的潤(rùn)濕吸附作用等。7. 膜的強(qiáng)度和緊密程度是乳狀液穩(wěn)定的決定因素。潤(rùn)濕固體微粒的作用起穩(wěn)定和加固界面膜的作用。8. 我國(guó)規(guī)定商品原油的含水率小于0.5以下,含鹽量小于50mg/L9. 油包水型乳化原油主要來(lái)源于一次、二次采油,而水包油型乳化原油主要來(lái)源于三次采油。破乳過程10. 破乳通常分為三步:凝聚、聚結(jié)和沉降。11. 原油脫水方法:1)重力沉降脫水2)熱化學(xué)脫水3)電脫水法(偶極聚結(jié) 振蕩聚結(jié) 電泳聚結(jié))4)油田常用脫水方法工藝(先進(jìn)行熱化學(xué)沉降脫水,

36、再進(jìn)行電脫水。)12.影響原油破乳脫水的因素:1)原油的性質(zhì)、破乳劑性質(zhì)及電場(chǎng)條件。2)水的PH值。3)鹽的含量與種類(當(dāng)水相中含鹽時(shí),水相pH在69時(shí)乳液穩(wěn)定性最?。?)溫度5)水量6)攪拌13前國(guó)內(nèi)外使用最多的化學(xué)破乳劑為非離子型聚氧乙烯聚氧丙烯醚。14常用的W/O型原油破乳劑:1)聚氧丙烯聚氧乙烯醚類2)聚脂類3)其他的破乳劑:脂肪胺鹽酸鹽等15常用的O/W型原油破乳劑:1)天然鹽水2)聚氧乙烯醚破乳劑3)磺酸鹽4)以多元醇為起始劑的烷氧化合物5)季銨聚合物6)復(fù)合破乳劑16對(duì)破乳劑的性能要求 :(1)較強(qiáng)的表面活性(2)良好的潤(rùn)濕性能(3)足夠的絮凝能力(4)優(yōu)良的聚結(jié)能力17破乳劑用

37、量在cmc濃度(臨界膠束濃度)左右,破乳脫水效果最佳。18協(xié)同效應(yīng):兩種或兩種以上的處理劑復(fù)配使用,其效果比在相同條件下單獨(dú)使用其中任何一種單劑都好,這種作用稱協(xié)同效應(yīng)或協(xié)同作用。19化學(xué)破乳劑的作用機(jī)理:破乳劑破乳作用的關(guān)鍵是取代吸附在油水界面上的天然乳化劑,降低界面膜的彈性和黏性,從而降低其強(qiáng)度,加速液滴的聚結(jié)。當(dāng)加熱時(shí),使被包裹的水膨脹,打破了易破碎的乳化膜,使乳狀液解體。20相破乳機(jī)理適用于早期親水性強(qiáng)的陰離子型破乳劑;2)絮凝聚結(jié)破乳機(jī)理適用于非離子型破乳劑(3)碰撞擊破界面膜破乳機(jī)理主要適用于高、超高分子量破乳劑(4)中和界面膜電荷破乳機(jī)理(5)增溶機(jī)理21. 凝固點(diǎn):規(guī)定的試驗(yàn)條件下原油失去流動(dòng)性的最高溫度22. 低凝原油: 疑點(diǎn)低于0, 蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2。易凝原油: 疑點(diǎn)低于030, 質(zhì)量分?jǐn)?shù)在220范圍。高凝原油: 疑點(diǎn)高于30,蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于20。23.原油的凝點(diǎn)越高,原油的蠟含量也越高。24.常見高凝高粘原油的輸送方法: 加熱

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