油田化學復習提綱 - 下載本文

三、調剖劑類型與作用機理 重要的單液法調剖劑: 1)硫酸

硫酸先與近井地帶的碳酸鹽(巖體或膠結物的碳酸鹽)反應,增加了注水井的吸水能力,而產生的硫酸鈣、硫酸鎂將隨酸液進入地層,然后飽和析出并在適當位置(如孔隙結構的喉部)沉積下來,形成堵塞。 2) 硫酸亞鐵

氫氧化亞鐵是一種沉淀,同樣可起調剖作用。 3)硅酸凝膠

硅酸凝膠是由水玻璃與活化劑反應生成。形成凝膠堵塞地層。 4) 氫氧化鋁凝膠

氫氧化鋁凝膠是將三氯化鋁與尿素配成溶液注入地層生成的。尿素在地層溫度下分解,使溶液由酸性變成堿性,生成氫氧化鋁溶膠,接著轉變為氫氧化鋁凝膠。 5) 鋯凍膠(Page133) 6)鉻凍膠(Page134)

7)鋁凍膠:鋁凍膠強度低,所以通常將它配成膠態分散體凍膠CDG使用。 8)酚醛樹脂凍膠(Page135) 9)聚乙烯亞胺凍膠(Page136) 10)水膨體 11)凍膠微球 12)石灰乳

氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小,所以可用于封堵高溫地層。

氫氧化鈣可與鹽酸反應生成可溶于水的氯化鈣,在不需要封堵時可用鹽酸解除。 13)粘土/水泥分散體

重要的雙液法調剖劑: 1)沉淀型雙液法堵劑 2)凝膠型雙液法調剖劑 3)凍膠型雙液法調剖劑 4)泡沫型雙液法調剖劑 5)絮凝體型雙液法調剖劑

四、油井堵水的方法與提高采收率機理

可向油井注入堵水劑,封堵高滲透層,控制注入水的產出。

油井堵水的重要性在于它與注水井調剖一樣,能提高原油的采收率。在調剖空間與堵水空間的高滲層中的任何一個位置放置堵劑,都可改變注入水的液流方向,提高水的波及系數,從而提高原油采收率。

五、堵水劑類型與作用機理 重要的選擇性堵水劑: l)HPAM(水基)

它優先進入含水飽和度高的地層;

進入地層的HPAM可通過氫鍵吸附在由于水沖刷而暴露出來的地層表面; HPAM分子中未吸附部分可在水中伸展,減小地層對水的滲透性; HPAM可為油提供一層能減少流動阻力的水膜。 2)陰陽非三元共聚物(水基)

陽離子鏈節將牢固吸附在帶負電的巖石表面,而陰離子、非離子鏈節則伸展到水中增加水流阻力,起選擇性堵水作用。 3)陽離子型聚合物(水基) 該聚合物為水基選擇性堵劑,可優先進入出水層,并優先吸附在被水沖刷而暴露出來的帶負電的巖石(例如砂巖和一些碳酸鹽巖)表面上,被吸附聚合物中未被吸附的鏈節可向水中伸展,抑制水的產出,起堵水作用。 4)凍膠(水基) 5)泡沫(水基)

以水作分散介質的泡沫可優先進入出水層;在出水層穩定存在;通過疊加的Jamin效應,封堵來水。 6) 水溶性皂(水基):松香酸鈉、環烷酸鈉、脂肪酸鈉等都是水溶性皂。

松香酸鈉可與水中的鈣、鎂離子反應,生成不溶于水的松香酸鈣、松香酸鎂沉淀(質量分數0.8-0.9)而堵塞水層,由于油層中不含鈣、鎂離子,因而不堵塞油層。 7)山崳酸鉀(水基)

山崳酸鉀溶液注入地層,與地層水的鈉離子即發生如下反應,產生沉淀,封堵出水層 。

8)烴基鹵代甲硅烷(油基)

烴基鹵代甲硅烷可與水反應,生成相應的硅醇。硅醇中的多元醇很易縮聚,生成聚硅醇沉淀,封堵出水層。 9)四烴基原硅酸酯(油基)

是溶于油中注入地層的,地層的水與它接觸時,即發生下列反應: (1) 水解:水解產物溶于水。

(2) 縮聚:在水中的水解產物縮聚后,可形成網絡結構,使水失去流動性,起堵水作用。

10) 聚氨基甲酸酯(油基)

若在聚合時保持異氰酸基(-NCO)的數量超過羥基(-OH)的數量,即可制得有選擇性堵水作用的聚氨基甲酸酯。 11)烷基酚-乙醛樹脂(水基)

用地下合成法產生的,溶于油,不溶于水,而起到選擇性堵水的目的。 12) 松香二聚物醇溶液(醇基) 松香在硫酸作用下生成二聚物,該二聚物溶于醇不溶于水,當松香二聚物的醇溶液與水相遇,水即溶于醇中,降低了它對松香二聚物的溶解度,使松香二聚物飽

和析出。

13)水玻璃(水基)

水玻璃具有熱敏、鹽敏、鈣敏、鎂敏、酸敏等特性。使它成為高溫高礦化度和高酸性氣體含量地層理想的選擇性堵水劑。 14 )油基水泥(油基)

是水泥在油中的懸浮體。水泥表面親水,當它進入出水層時,水置換水泥表面的油并與水泥作用,使水泥固化,封堵出水層。 15) 活性稠油(油基)

可使稠油遇水后產生高粘的油包水乳狀液,達到選擇性堵水的目的。 16) 水包稠油(水基 )

因乳狀液是水外相,粘度低,所以易進入水層。在水層,由于乳化劑在地層表面吸附,使乳狀液破壞,油珠聚并為高粘的稠油,產生很大的流動阻力,減少水層出水。

17) 偶合稠油(油基)

這種堵劑是將低聚合度的苯酚-甲醛樹脂、苯酚-糠醛樹脂或它們的混合物作偶合劑溶于稠油中配成。由于這些樹脂可與地層表面反應,產生化學吸附,加強了地層表面與稠油的結合(偶合),使它不易排出,延長有效期。 18) 酸渣

這種酸渣遇水可析出不溶物質,而且硫酸與地層水中的Ca2+、Mg2+也可產生相應的沉淀,封堵出水層。

重要的非選擇性堵水劑: 1)樹脂型堵水劑

由低分子物質通過縮聚反應產生不溶、不熔高分子物質的堵劑。 2)凍膠型堵水劑 3)凝膠型堵水劑 4)沉淀型堵水劑

由兩種能反應生成沉淀的物質組成。中間以隔離液隔開,交替地注入地層,則它們進入地層一定距離后就可相遇,生成沉淀,堵塞地層。 5)分散體型堵水劑

主要是固體分散體,用于封堵特高滲透層。

第六章 稠油降粘

一、基本概念

稠油:是指粘度高、相對密度大的油。 稠油乳化降粘開采:在一定油水比的條件下,用水溶性表面活性劑溶液可將稠油乳化成水包稠油乳狀液。 二、基本原理

1.加熱降粘的基本原理

稠油中是存在結構的,即稠油的粘度也像聚合物溶液的粘度一樣由結構粘度和牛頓粘度組成:前者是由于結構的存在而產生的粘度,后者是稠油固有的粘度。溫度升高,膠質分子間、瀝青質分散相間和膠質分子與瀝青質分散相間通過氫鍵和分子糾纏而產生結構的作用力減弱,稠油中的結構被破壞,使粘度明顯下降;

當結構完全被破壞時,稠油粘度就隨溫度的升高而下降得很小。 2.稠油乳化降粘的原理

在一定油水比的條件下,用水溶性表面活性劑溶液可將稠油乳化成水包稠油乳狀液。這種乳狀液的粘度遠低于稠油的粘度,并與稠油的粘度無關。

Richardson公式

???0ek?,

k—常數

Φ-油在乳狀液中所占的體積分數

Φ<=0.74時為 7.0 當φ>0.74時為 8.0

乳化劑:HLB值在7~18范圍內的水溶性表面活性劑。

3.稀釋降粘的原理

稀油的加入增加了膠質、瀝青質分散體之間的距離,減小了它們之間的相互作用力,從而使結構產生一定程度的破壞所引起的。 4.稠油乳化降粘常用的乳化劑(Page168) 5.氧化降粘的原理

在稠油中加入氧化劑,可使瀝青質中稠環部分間連接的碳鏈或含雜原子碳鏈通過下面的氧化反應斷裂,減小瀝青質形成結構的能力,達到稠油降粘的目的。 6.催化水熱裂解降粘的原理

(1) 稠油中活性組分在高溫(150~300 ℃)和催化劑(Mn+,如Fe2+,Ni2+,V4+等)存在的條件下脫氫并水解產生烯醇和硫醇:

(2) 烯醇即變成醛并分解產生一氧化碳

(3)一氧化碳在催化劑作用下由水氣轉換反應再產生氫

(4) 稠油中的活性組分在催化劑作用下加氫,使該組分斷裂,并釋放出硫化氫

第七章 酸化用酸及酸化用添加劑

一、基本概念

酸化:是通過油水井向地層注入酸液,除去地層的堵塞物(如三氧化兒貼、硫化亞鐵、粘土等)和溶解地層的巖石,達到恢復和提高地層滲透性的增產、增注措施。

緩速劑:緩速劑是指加在酸中能延緩酸與地層反應速率的化學劑。 緩蝕劑:緩蝕劑是指少量加入就能大大減少金屬腐蝕的化學劑。

鐵離子穩定劑:能將鐵離子穩定在乏酸中的化學劑稱為鐵離子穩定劑。 防乳化劑:能防止原油與酸形成乳狀液的化學劑。

粘土穩定劑:能抑制粘土膨脹和粘土顆粒運移的化學劑。

潤濕反轉劑:能將固體表面從一種潤濕性反轉至另一種潤濕性的化學劑。 助排劑:能減少二次沉淀對地層的傷害,使乏酸易從地層排出的化學劑。 防淤渣劑:能防止酸與原油接觸時產生淤渣的化學劑。

轉向劑:能暫時封堵高滲透層,使酸轉向低滲透層,提高酸化效果的化學劑。 二、基本原理

1.酸巖反應基本原理

鹽酸--溶解堵塞水井的腐蝕產物,恢復地層的滲透性。溶解灰巖(石灰巖、白云巖),改善地層的滲透性。

稀酸是指質量分數0.03~0.15的鹽酸; 濃酸是指質量分數0.15~ 0.37的鹽酸。 一般使用稀酸,而濃酸使用的目的是減小地層水對酸的稀釋作用,使酸能酸化深遠地層,同時由于濃酸處理可產生大量二氧化碳,并提高乏酸(酸處理后的酸)的粘度,使它及其中懸浮的巖屑易排出地層。 潛在鹽酸: (A)四氯化碳

四氯化碳可在120~370℃ 范圍內水解產生鹽酸:

(B)四氯乙烷

四氯乙烷可在120~260℃范圍內水解產生鹽酸:

乙二醛





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