油田化學複習

2022-06-19 22:45:05 字數 4860 閱讀 7892

第一章表面活性劑

0 表面活性劑定義:少量存在就能顯著降低溶劑表面張力的物質

1.各種物質的水溶液(濃度不大時)的表面張力和濃度的關係歸納為三種型別:

面張力γ隨濃度c上公升略有上公升的物質,如nacl、hcl等。

②表面張力隨濃度上公升而下降,如ch3ch2oh等(表面活性物質)。

③表面張力在稀濃度時急劇下降,如rso3na等(表面活性劑)。

(1)離子型活性劑—凡能在水溶液中電離生成離子的稱離子型活性劑。

(2)非離子型活性劑—凡在水溶液中不能電離成為離子的稱為非離子活性劑。

2 濁點產生的原因 :非離子型活性劑,其與水分子締合形成氫鍵而溶解。氫鍵不穩定,溫度公升高,氫鍵斷裂,所以活性劑析出,溶液變混濁,出現濁點主要由非離子活性劑分子結構決定。

3活性劑降低表面張力的原因: 這主要是由於具有兩親性的表面活性劑分子,取代了表面上的水分子,改變了表面分子所受的不對稱力,降低了表面過剩自由能,也就是說由於活性劑分子在溶液表面上的吸附,導致溶液表面張力降低

*4 膠束:表面活性劑分子的聚集體和締合體或結合體

*5臨界膠束濃度:表面活性劑在溶液中開始明顯形成膠束的濃度,以cmc表示。濃度越大,則形成的膠束越多。

* 6形成膠束的原因:活性劑分子的兩親性,即存在著親水基團和親油基團。

*7表面活性劑的作用:(1)加溶作用:活性劑溶液形成的膠束,使難溶物質的溶解度顯著增中的作用。

(2)潤濕反轉作用(3)起泡作用(4)乳化作用:使兩種互不相溶的液體形成乳狀液,並具有一定穩定性的作用(5)洗淨作用

*第二章油田高分子

* 1常用術語

單體:組成高分子化合物的簡單分子

* 鏈節: 組成高分子化合物的基本結構單元

* 聚合度:高分子含有單體結構單元的數目

2加聚反應:由許多相同或不同的低分子化合為高分子,但無低分子產生

*(1)均聚反應:只有一種單體進行的加聚反應稱均聚反應。

*(2)共聚反應:由兩種或兩種以上的不同單體進行的加聚反應稱共聚反應。

* 共聚的型別有四種:交替共聚、無規共聚、嵌段共聚、接枝共聚。

3縮聚反應:單體分子相互作用形成聚合物時,同時析出h2o、nh3、roh等小分子化合物的反應

*4高分子溶液粘度

* 相對粘度:表示溶液粘度比溶劑粘度大的倍數。

* 增比粘度:表示溶液粘度比溶劑粘度增加的分數。

* 比濃粘度:表示所有高分子在濃度c 的情況下,對溶液粘度的貢獻,其值隨c的變化而變化。

特性粘度:表示單個高分子在濃度c的情況下,對溶液粘度的貢獻,它是無限稀釋高分子溶液的比濃粘度,其值與濃度無關。

剪下速率的影響

5減阻作用:加入少量高分子化合物,使流體流過固體表面的摩擦阻力大大降低的作用叫減阻作用。

6減阻機理: (1)高分子排列取向。(2)邊界效應。(3)湍流減阻機理。

7影響減阻的因素

(1)高分子結構型別的影響:減阻效果最好的高分子其分子結構為線型、長鏈、柔性的大分子,支鏈增加,減阻效果降低。

(2)分子量及濃度的影響:同一高分子,分子量越大,減阻率越高。

(3)溶劑的影響:高分子在溶劑中的溶解性越好,減阻效果越好。

(4)高分子降解的影響:流速大,高分子減阻率高,但流速太大,高分子受剪下力大易發生斷鏈而降解,高分子變成小分子了,線團直徑變小,粘彈性也就降低,所以減阻率大大下降。

8交聯:高分子靠膠黏劑的共價鍵結合而成絡合:指高分子與金屬離子形成配位鍵而連線起來的

第三章1聚合物溶液在多孔介質中滯留:吸附,機械捕集,物理堵塞。

2波及係數:指驅油劑波及到的油層容積與整個含油容積的比值

洗油效率:指驅油劑波及到的油層所採出的油量與這部分油層儲量的比值

3聚合物驅油機理:通過減小水油流度比的機理,起提高**採收率作用

4選擇驅油用聚合物的要求

(1)增粘性好。少量加入能增加溶液的粘度.

(2)熱穩定性好。在地層溫度下不會使粘度大幅度下降.

(3)化學穩定性好。與地層水和注入水不起化學反應而使粘度下降;配伍性好,不與地層ca2+、mg2+等離子產生沉澱而堵塞地層.

(4)滯留量少。在地層中吸附量少,較低的粘度就有明顯效果.

(5)抗剪下能力強。經幫浦和井眼時機械降解少.

(6)**廣,**低

5表面活性水驅油機理

(1)低介面張力機理(2)潤濕反轉機理(3)降低親油油層的毛管阻力(4)可以使油乳化

6表面活性劑選擇條件:

降低油、水介面張力的能力強;(2)潤濕反轉能力強;(3)乳化能力較好;(4)受地層離子影響小,抗鹽性,不與地層ca2+、mg2+發生沉澱。(5)吸附性差。

7膠束:是表面活性劑分子在溶液中形成的聚集體

膠束溶液:油水活性劑,助活性劑在適當比例下自發形成的透明或半透明的穩定體系。

微乳液:互不相容的兩種液體所形成的分散體系

8微乳液驅油機理:(1)混相驅微乳液可以增溶油和水,與油水混溶達到混相驅(2)超低介面張力非混相驅(3)增加驅替劑的粘度,提高掃油效率

9泡沫穩定機理:(1)疊加的氣阻效應提高了波及係數(2泡沫的粘度大於水,改善了流度比

10鹼驅提高**採收率機理:(1)降低油水介面張力(2)乳化作用,鹼性水與**中的有機酸生成的活性劑可使油乳化(4)由油溼反轉為水濕(5) 溶解硬質界**

第四章酸化及酸液新增液

1酸化:用酸或潛在酸處理油氣層,以恢復或增加油氣層滲透率,實現油氣井增產和注水井增註的一種技術

2酸洗:酸洗就是用少量的酸,對施工或採油過程中可能造成的射孔孔眼的堵塞和井筒中的酸溶性結垢進行溶解並及時返排酸液,以防止酸不溶物重新堵塞孔眼和井壁的一種油氣井增產措施。

3基質酸化:是指在低於岩石破裂壓力的條件下,將酸液注入油氣層,使之沿徑向滲入油氣層,溶解孔隙及喉道中的堵塞物

4壓裂酸化:是在足以壓開油氣層形成裂縫或張開油氣層原有裂縫的壓力下,對油氣層擠酸的一種工藝

5常規酸酸化:。

6緩速酸酸化:是指用緩速酸(它是為延緩酸與油氣層岩石的反應速度,增加酸的有效作用距離而配製的酸)處理油氣層的酸化。

7酸鹽巖油氣層酸化壓裂原理:在高於油氣層吸收能力的排量下,往油氣層中擠酸液,使井底壓力逐漸憋高,一旦井底壓力上公升到高於岩石的破裂壓力,就會把油氣層岩石中原有的天然裂縫撐開而加寬,達到砂岩油氣層酸化的目的。

8影響砂岩油氣層酸化效果的幾個主要因素

粘土礦物的水化膨脹和微粒運移造成油氣層損害。(2)酸化後形成二次沉澱造成油氣層損害。(a)氟化物沉澱。

(b)氫氧化物沉澱。(3)排液不及時造成油氣層損害。4)砂岩油氣層受鑽井完井汙染情況對酸化效果影響很大。

(5)酸化壓裂對砂岩油氣層酸化效果的影響

9穩定鐵離子防止其產生沉澱的方法:絡合法,還原法,控制ph值法

10表面活性劑的主要作用

助排(降低介面張力和毛管阻力)2.緩速(阻止h向岩面傳遞,降低酸巖反應速度)3.分散與懸浮固體顆粒4.防乳化與破乳(防止酸與油乳化)5.消泡6.乳化7起泡

第五章壓裂液

1油層水利壓裂定義:在地面採用高壓大排量的幫浦,利用液體傳壓的原理,將具有一定粘度的液以大於油層的吸收能力向油層注入,使井筒內壓力逐漸增高。

當壓力增高到大於油層破裂所需要的壓力時,油層就會形成對稱於井眼的裂縫

當油層形成裂縫後,隨著液體的不斷注入,裂縫也會不斷的延伸與伸展,直到注入速度與油層吸入速度相等時,裂縫停止延伸,如果撤去外壓,裂縫重新閉合,必須注入支撐劑,使裂縫保持張開狀態,並保持高的導流能力.

2壓裂液分類:(1)前置液。(2)攜砂液。(3)頂替液。

3壓裂液效能要求:

(1)濾失小這是造長縫、寬縫的重要效能。壓裂液的濾失性主要取決於它的粘度,地層流體性質與壓裂液的造壁性,粘度高則濾失小。在壓裂液中新增降濾失劑能改善造壁性大大減少濾失量。

(2)懸砂能力強。壓裂液只要有較高的粘度、砂子即可懸浮於其中,這對砂子在縫中的分布是非常有利的。但粘度不能太高,如果壓裂液的粘度過高,則裂縫的高度大,不利於產生寬而長的裂縫。

(3)摩阻低。摩阻過高,將會大大提高井口壓力,降低施工排量,甚至造成施工失敗。

(4)穩定性好。壓裂液在溫度公升高和機械剪下下,粘度不發生大幅度降低。

(5)配伍性好。壓裂液進入地層後與各種岩石礦物及流體相接觸,不應產生不利於油氣滲濾的物理、化學反應,即不引起地層水敏及產生顆粒沉澱。

(6)低殘渣。 要盡量降低壓裂液中的水不溶物含量和返排前的破膠能力,減少其對岩石孔隙及填砂裂縫的堵塞,增大油氣導流能力。

(7)易返排。 裂縫一旦閉合,壓裂液返排越快、越徹底,對油氣層損害越小。

(8)貨源廣,便於配製,**便宜。

4水基壓裂液的分類: (1)植物膠衍生物壓裂液(2)纖維素衍生物壓裂液(3)合成聚合物壓裂液

5植物膠水基凍膠壓裂液分類(1)田菁膠壓裂液(2)瓜膠壓裂液(3)香豆膠壓裂液(4)摩芋膠壓裂液

6油基壓裂液優點:(1)油的相對密度小,液柱壓力低,有利於低壓油層壓裂後的液體返排,但需提高幫浦注壓力;(2)油與地層岩石及流體相容性好,基本上不會造成水堵,乳堵和粘土膨脹與遷移而產生地層滲透率降低(3)油基壓裂液適用於低壓、強水敏地層,在壓裂作業中所佔比重較低。

7泡沫壓裂液的性質(1)攜砂能力強。(2)對油氣層損害較小。(3)排液條件優越。

(4)由於粘度高裂縫寬度大,支撐物可鋪置於裂縫深處,所以裂縫導流能力高(5)泡沫壓裂液降濾失性好。(6)泡沫壓裂液為清水降阻的40%-66%,有利於穿透壓裂。

8降濾失劑的作用:①有利於提高壓裂液效率,降低壓裂液成本。②造長而寬的裂縫,使裂縫具有較高導流能力。③減少滯留,減少對油氣層的損害。(4)少壓裂液對水敏性油氣層的損害。

第六章化學防蠟及清蠟

1決定**流動性的因素::(1)粘度。**粘度高,流動阻力就大(2)凝固點。

一般來說,含臘量大臨固點高,油井結蠟約嚴重,流動粘度高(3)屈服值。一定溫度下,源於停輸後,使**重新流動的最小壓力

2油井結蠟現象及原因:蠟一般溶在**中,油從井筒上公升,系統的壓力下降,氣體從**中逸出,並發生膨脹,吸熱,導致**溫度降低,同時由於氣體會把**中的輕組分帶出一部分,使**的溶蠟能力降低,石蠟從**中析出,造成油管結蠟.

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