油田化学学习.pptx

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1、参参 考考 书书 目目v使用教材使用教材：v油油田田化化学学 李李季季 中中国国地地质质大大学学校校内内教教材材，2001v参考书目参考书目：v油田化学油田化学 赵福磷赵福磷 中国石油大学出版社，中国石油大学出版社，2007v油气田应用化学油气田应用化学 陈大钧编陈大钧编 石油工业出版社，石油工业出版社，2006v油油田田应应用用化化学学 范范洪洪富富等等编编 哈哈尔尔滨滨工工业业大大学学出出版版社社，2003v油田化学油田化学 佟曼丽佟曼丽 中国石油大学出版社，中国石油大学出版社，1996联系地点联系地点：化学楼：化学楼316室室 电话：电话：111111111 第1页/共34页第2页/共3

2、4页 为什么要开设油田化学这门课？为什么要开设油田化学这门课？油田化学在当代石油勘探开发中占有重要地位。化学剂、化学理论、化学工程在钻井、采油、原油输送各方面均起着重要作用。可以说，近代石油开发技术的发展对油田化学有越来越强的依赖性。面对全世界石油储量的减少，新油田的开发也逐年减少，因而现有油田的增产和更有效的开采地下油气的新方法引起人们极大兴趣。在二、三次采油过程中，用化学手段来实现对油气层的改造，用各种化学剂和化学方法实现残余油的开采；在石油管道输送过程中，特别是稠油输送越来越多地使用化学或物理的方法，使用的化学剂也日益增多。第3页/共34页 绪绪 言言一、油田化学定义：油田化学是指油气钻

3、探、开发、集输活动中各种化学剂和化学方法应用的总称。第4页/共34页 油田化学的组成部分油田化学的组成部分 由三部分组成：钻井化学 采油化学 集输化学 它们都是边缘科学。第5页/共34页 钻井工程学钻井化学化学 开采工程学采油化学化学化学集输化学 集输工程学第6页/共34页 二、油田化学发展历程二、油田化学发展历程5060年代年代在玉门、新疆等老油田开展了一些简单的油田化学工作；70年代年代部分石油院校设置油气田应用化学专业；78年年在胜利油田召开了第一次全国性油田化学会议；84年年创办国内外公开发行的油田化学期刊；88年年中国石油天然气总公司（CNPC）成立了油田化学总公司，专门从事油田化学

4、剂的生产和技术开发；90年年CNPC下属的中国石油物资总公司及昆山公司主持建立了“全国油田化学剂供应网络”。第7页/共34页 三、油田化学范畴三、油田化学范畴1.钻井液、完井液处理剂及应用技术。2.采油应用化学 用用化化学学方方法法改改造造油油水水井井：压裂、酸化、化学堵水及调剖。用用化化学学方方法法进进行行三三次次采采油油：碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱、复合驱、微生物采油技术、胶态分散凝胶深部调驱新技术。3.油气集输化学：原油输送时的降粘、降阻及降凝；原油稳定；污水处理；污水排放；环境保护。4.化学剂的研制及合成、分析、性能评价等。第8页/共34页 四、油田化学的特点四、油田化学的特点1.油

5、田化学是一门新兴的边缘学科，它是多门学科的交叉与配合。2.油田化学产品种类繁多（钻井液处理剂、油井水泥外加剂、压裂液添加剂、破乳剂、堵水调剖剂、防蜡剂、表面活性剂）。3.研制和使用油田化学剂要有针对性。4.油田化学技术的风险性较大。5.对地层的损害和对环境的污染问题突出。6.研制油田化学剂的时间周期较长。第9页/共34页 五、油田化学剂的分类五、油田化学剂的分类1.通用化学剂：通用化学剂：聚合物类、表面活性剂、粘土稳定剂、示踪剂等。2.钻井用化学剂钻井用化学剂:（1）钻井液处理剂：在钻井液中常加入各种添加剂以改善泥浆的性能。包括加重剂、降失水剂、堵漏剂、增粘剂、稀释剂和稳定剂、解卡剂、减阻剂、

6、防腐剂、杀菌剂、pH调节剂、防地层伤害化学剂及防垢剂。（2）水泥外加剂：在固井作业中，为保证施工顺利和固井质量，在水泥中所添加的化学剂。包括促凝剂、缓凝剂、充填剂（减轻剂）、加重剂、分散剂、降失水剂、堵漏剂及特殊外加剂。第10页/共34页 五、油田化学剂的分类五、油田化学剂的分类3.油气开采用化学剂：油气开采用化学剂：（1）酸化用化学剂：酸化作业过程中，为满足工艺要求，提高酸化效果所用的化学剂。包括缓蚀剂、铁稳定剂、防乳-破乳剂、互溶剂、暂堵剂、降滤失剂和粘土防膨剂。（2）压裂用化学剂：压裂作业过程中，为满足工艺的要求，提高压裂效果所用的化学剂。包括稠化剂、交联剂、破胶剂、pH控制剂、粘土稳定

7、剂、润湿剂、助排剂、破乳剂、降滤失剂、暂堵剂、降阻剂、杀菌剂、支撑剂等。（3）采油用其它化学剂：除酸化、压裂作业外，用于油、气、水井增产增注的采油化学剂，包括解堵剂、粘土稳定剂、防蜡剂、清蜡剂、调剖剂、降凝剂、防砂剂、堵水剂。第11页/共34页 五、油田化学剂的分类五、油田化学剂的分类4.三次采油用化学剂：三次采油用化学剂：EOR过程中所用化学剂。包括表面活性剂、助表面活性剂、碱剂、高温起泡剂、混溶剂、流度控制剂、牺牲剂等。5.油气集输用化学剂：油气集输用化学剂：油气集输过程中，为保证油气质量，保证生产过程完全可靠和降低能耗所用化学剂。包括缓蚀剂、破乳剂、乳化剂、防蜡剂、清蜡剂、降凝剂、抑泡剂

8、等。6.水处理用化学剂：水处理用化学剂：油田注水水处理过程中，为保证水质量，提高注水开发效果所用化学剂。包括杀菌剂、缓蚀剂、粘土稳定剂、助滤剂、浮选剂、絮凝剂、除油/除氧剂、防垢/除垢剂等。第12页/共34页 六、油田化学剂应用情况六、油田化学剂应用情况 目前我国每年油田化学品的用量已达到9105吨，其销售额为10亿多元。钻井液原材料及处理剂现已发展为13类212个品种；油井水泥外加剂现已发展到10类100余种；用于原油脱水的破乳剂，至今已工业化生产的产品有100多种；用于酸化技术的添加剂达40种之多。我国油田化学的迅速发展，对提高石油采收率和经济效率发挥了重要作用，但与国外先进水平相比仍有相

9、当大差距。第13页/共34页 六、油田化学剂应用情况六、油田化学剂应用情况如美国油田化学剂的净耗量为我国的9倍，我国每产1吨原油所消耗的油田化学剂和材料为美国的34.7%，尤其是油井水泥外加剂的用量仅为美国的1%。国外在压裂酸化液中使用的药剂约有25大类共计180余种，而我国只有50多种。从美国引进的压裂液稠化剂羟丙基瓜胶，与国内同类产品相比，增稠能力高一倍，用量可减少30%，且耐温能力（可耐160）和残渣含量（1%2%）等性能均明显优于国内产品。第14页/共34页 原油的概念原油的概念 原油是指从油田采出的未经加工的石油。石油是指储在地下的复杂的烃和非烃的混合物。烃是指仅由碳和氢元素组成的化

10、合物。非烃是指除碳和氢元素外，还含有氧、硫、氮等元素的化合物。第15页/共34页CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 H2C CH2 H2C CH2 CH2 （环戊烷）烃 （癸烷）HCHC CHHC CH C H（苯）第16页/共34页非烃CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-S-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH2-CH2 HC C CHHC CH NOH第17页/共34页 表征原油性质的参数表征原油性质的参数 由于原油性质与温度有关，若无特别说明，

11、均是指50而言。1.1.密度密度 密度是指单位体积物质所具有的质量，单位为gcm-3。2.2.粘度粘度 粘度是指用于度量液体流动阻力大小的一种性质。单位为mPas。第18页/共34页 3.3.酸值酸值 酸值是指1g原油被中和到pH值产生突跃时所需氢氧化钾的质量（mg）。单位为mgg-1。4.4.蜡含量蜡含量 蜡含量是指原油中石蜡质量占原油质量的百分数。石蜡是C15H32C70H142的 直链烷烃。5.5.凝点凝点 凝点是指原油失去流动性的最高温度。第19页/共34页 6.6.胶质含量胶质含量 胶质含量是指原油中胶质质量占原油质量的百分数。胶质是一种复杂的非烃化合物的混合物，溶于油。7.7.沥青

12、质含量沥青质含量 沥青质含量是指原油中沥青质质量占原油质量的百分数。沥青质也是一种复杂的非烃化合物的混合物，不溶于油，它在胶质保护下分散于油中。第20页/共34页 一个沥青质的分子模型第21页/共34页300倍 5000倍10000倍第22页/共34页 原油的胶体模型第23页/共34页150倍 5000倍 10000倍第24页/共34页井例相对密度粘度mPas油质%胶质%沥青质%胶质+沥青质%10.9534610535.4955.229.2964.5120.9521487550.4939.2710.2449.5130.941483258.0730.6811.2541.9340.93314576

13、3.3331.714.9636.6750.887651.371.3724.334.3027.63 原油的组成 原油由油质、胶质、沥青质组成。第25页/共34页原 油不溶物可溶物沉淀物吸附物可溶物(沥青质)脱附物(饱和烃)脱附物(芳香烃)吸附物正庚烷回流，静置、沉淀正庚烷回流苯回流氧化铝柱(石油醚润湿)正庚烷淋洗甲苯淋洗甲苯:无水乙醇(1:1)淋洗脱附物(胶质)第26页/共34页分类标准按密度按凝点按粘度按化学组成分类轻质原油重质原油低凝原油易凝原油高凝原油稀油稠油石蜡基原油环烷基原油中间基原油 原油的分类按不同标准有不同的分类第27页/共34页 油田气油田气概念概念 油田气是指与原油同时从油井

14、采出的天然气。油田气又称伴生气。天然气是指从地层采出的可燃气体。第28页/共34页 表征油田气性质的参数表征油田气性质的参数 1.1.油田气的相对密度油田气的相对密度 油田气的相对密度是指油田气密度与标准状况（0，0.1MPa）下干燥空气密度（1.2930gL-1）之比。2.2.油田气中各种烃气含量油田气中各种烃气含量 油田气中各种烃气含量是指油田气中各种烃气（如甲烷、乙烷）质量占油田气质量的百分数。第29页/共34页 3.3.油田气中各种非烃气含量油田气中各种非烃气含量 油田气中各种非烃气含量是指油田气中各种非烃气（如CO2、H2S）质量占油田气质量的百分数。4.4.油田气中的水蒸气含量油田

15、气中的水蒸气含量 油田气的水蒸气含量是指单位体积油田气中所含水蒸气的质量。单位为gm-3。第30页/共34页井例烃气含量，%非烃气含量，%CH4C2H6C3H8C4H10CO2H2SN2123492.5797.5594.8590.291.160.901.170.480.550.220.210.150.370.070.130.150.020.131.112.750.040.101.151.014.380.520.250.480.910.511.134.69 油田气组成 油田气由烃气（如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等）、非烃气（如二氧化碳、硫化氢、氮等）和水蒸气组成。其余成分第31页/共34页分类标准按C3H8以上烃液含量按C5H12以上烃液含量按CO2、H2S气体含量分类贫气富气干气湿气酸性气体非酸性气体 油田气的分类 按不同标准有不同的分类。第32页/共34页贫气：C3H8以上烃类含量少于100cm3m-3的油田气富气：C3H8以上烃类含量多于100 cm3m-3的油田气干气：C5H12以上烃类含量少于13.5cm3m-3的油田气 湿气：C5H12以上烃类含量多于13.5cm3m-3的油田气第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页