石油化学品课件.ppt

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1、精细化学品在石油开采中的应用 油田化学品,前言:,伴随石油工业的发展，油田化学品已成为油田钻井、完井、采油、注水提高采收率及集输过程中不可缺少的药剂，油田化学品已成为石油科学中一门新兴学科。国内外石油工业的发展，促进带动了油田化学品的发展，反过来，油田化学品的发展，品种的增多，质量的提高，又推动了石油工业的发展，油田勘探开发技术的提高和经济效应的增长。目前，油田化学品的研制开发与生产应用已成为国内外石油界和化工界共同关注的课题。,目录：,油田化学品的分类,油田化学品在国民经济中的作用,油田化学品的概述,油田化学品用途广泛，种类繁多。按“油田化学品类型代号”标准，可作如下分类：,（1）通用化学品

2、：是指同一种化学品能广泛用于油田的不同生产工艺过程，包括以下7个类型：生物聚合物、羧甲基纤维素钠盐、粘土稳定剂、天然聚台物、聚丙烯酰胺、表面活性剂、示踪剂。,油田化学品的分类,（2）钻井用化学品：又分为钻井液处理剂和水泥外加剂两个亚类。钻井液处理剂是指在钻井液配制和处理过程中所用的化学剂，包括以下l8种类型：杀菌剂、缓蚀剂、除钙剂、消泡剂、乳化剂、絮凝剂、起泡剂、降滤失剂、堵漏材料、润滑剂、触卡剂、pH值 控制剂、表面活性剂、页岩抑制剂、降粘剂、温度稳定剂、增粘 剂、加重材料。水泥外加剂是指在固井作业中，为保证施工顺利和固井质量，在水泥中所添加的化学剂，共有以下lO个类型：促凝剂、缓凝剂、消泡

3、剂、减阻剂(分散剂)、降滤失剂、防气窜剂、减轻外掺料(减轻剂)、防漏外掺料(防漏剂)、增强剂、加重外掺料(加重剂)。,(3)油气开采用化学品：分为酸化、压裂及采油用化学品三个亚类。酸化用化学品是指酸化作业过程中，为满足工艺要求，提高酸化效果所用的化学品，共有以下11个类型：缓蚀剂、助排剂、乳化剂、防乳化剂、起泡剂、降滤失剂、铁稳定剂、缓速剂、暂堵剂、稠化剂、降淤渣剂。压裂用化学品是指压裂作业过程中，为满足工艺要求，提高压裂效果所用的化学品，共有以下l4个类型：破胶剂、缓蚀荆、助排剂、交联剂、粘土稳定剂、减阻剂、防乳化剂、起泡剂、降滤失剂、pH值控制剂、暂堵剂、增粘剂、杀菌剂、支撑剂。采油用化学

4、品是指除酸化、压裂作业外，用于油、气、水井增产增注的采油化学品，包括以下8个类型：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。,(4)提高采收率用化学品：是指在提高石油采收率(EOR)过程中所用的化学品，包括以下l0种类型：碱剂、助表面活性剂、高温起泡剂、混溶剂、流度控制剂、牺牲剂、表面活性剂、增溶剂、薄膜扩展剂、稠化剂。,(5)油气集输用化学品：是指在油气集输过程中，为保证油气质量，保证生产过程安全可靠和降低能耗所用的化学品，包括以下l4个类型：缓蚀剂、破乳剂、减阻剂、乳化剂、流动性改进剂、天然气净化剂、水合物抑制剂、海面浮油清净剂、防蜡剂、清蜡剂、管道清洗剂、降凝剂

5、、降粘剂、抑泡剂。,(6)水处理用化学品：是指在油田注水(水源水、回注污水)水处理过程中，为保包括以下lO个类型：杀菌剂、缓蚀剂、粘土稳定剂、助滤剂、浮选剂、絮凝剂、除油剂、除氧剂、防垢剂、除垢剂。,综上所述有6个大类，(其中包括5个亚类)102个类型。,1 促进油田钻井、完井、采油、注水提高采收率及集输过 程等工艺过程技术水平的提高2 配合油田相关工程最大限度的利用开发地下油气资源3 提高油田钻井、完井、采油、注水提高采收率及集输过程等工程的经济效益和社会效益4 促进和带动化工产业的发展和效益的提高5 环境保护,油田化学品在国民经济中的作用：,目录：,及应用开发油田化学品的发展现状,国内油田

6、化学品的生产 应用现状的概括,钻井和固井用化学品,压裂用化学品,采油用其它化学品,油气集输用化学品,油田水处理用化学品,国内油田化学品的生产应用现状的概括,我国油田化学品的研究开发起步较晚，经过20多年的发展，已经发展成为门类比较齐全，品种和数量达到相当规模（上千个品种，100多万吨），从总体上说已接近或已达到国际水平，部分产品以达到国际先进水平，在我国石油工业中发挥了重要作用，油田化学品的应用已成为石油勘探开发中不不可少的一项实用技术，可以说，哪里有石油，哪里就有油田化学品。,问题与差距：,虽然我国的油田化学品已经有了迅速的发展，但是与形势的要求以及国外油田化学品相比，还有不少的问题与差距，

7、主要有：1 化学剂品种少，系列化程度低，用户选择余地不大。在各类油田化学品中，我国的商品品种数量少，如美国的钻井液3000多种，我国仅有260种。2 除了少数几个大的国营企业外，大多数油田化学品生产厂生产设备，工艺 落后，未形成集约化规模生产，产品质量不稳定，低劣产品给油田造成很 大损失。3 研究开发力量分散，重复，全国未形成分层次有重点的攻关创新关系。4 油田化学品的原料生产应用一体化的宏观规划调控能力不够。,钻井和固井用化学品,钻井液适用于钻井的流体，常被“称为钻井作业的血液”，它的主要功能是：保持清洁；控制压力；冷却润滑；防止垮塌；避免损害；取准资料；传递功率；承受重量。除了具有上述功能

8、外，它需满足以下条件：1 不能对人员环境造成污染2 不能对地层造成影响3 不能对生产层造成影响4 不能腐蚀钻井设备,钻井用化学品可分为钻井液处理剂和水泥外加剂两个种类。,钻井液处理剂,钻井液根据其基本组成分成若干个不同体系，当前国内外分类方法如下表所示：,钻井液处理剂种类繁多，在化学上看主要有以下几种：,随着钻井工艺技术水平和钻井地质要求的提高及钻井液体系的发展，钻井液处理剂的品种、质量、数量和生产厂家家都有了很大的发展，特别是高分子聚合物、合成基泥浆及硅基泥浆的应用把钻井液处理剂提高到一个新阶段。近20年来，国外钻井液体系、钻井液处理剂的种类、商品牌号及生产厂家都有了很大的发展，一些知名的化

9、学公司或油公司大都有钻井液处理剂的研究开发和生产厂，研究开发和生产各种钻井液处理剂。,钻井液处理剂的发展现状,我国钻井液用化学品近20年来有了长足的发展，目前的产品品种和数量均已能基本满足当前生产需要，主要产品已赶上或接近国际八十年代水平。近几年来，我国钻井液处理剂的新品种的开发进展较慢，品种和数带基本维持在前几年的水平。,钻井液处理剂在整个油田化学品中，无论是品种和数量都占极重要位置，许多油田化学品的首次应用是从被引入到钻并液中开始的，以后逐步推广到其它领域。由于钻井液处理剂品种繁多，使用量大，在一定程度上说，钻井液处理剂品种的多少，质量的高低反映了整个油田化学品水平的高低。可见，国外钻井液

10、处理剂已发展到了一个相当的高度，能够满足各种不同条件钻井工程的需要。20多年来，我国的钻井液处理剂得到了快速的发展，从整体上说，无论是品种，还是产品质量、应用效果，都接近或达到国外同类剂种的水平；在新型聚合物类处理剂的研究、开发和应用方面有我们自已的特色，形成丁乙烯基单体多元共聚物、两性离子聚合物和复合金属聚合物等新型钻井掖体系、在全国各主要油田上万口井推广应用，收到巨大的社会经济效益。,应用：化工产品在泥浆处理剂总最中约占18%，我国占12.7%，精细化工产品在钻井液处理剂仅占较小的比例，但它的功能和作用都非同一般，很多重要的性质和功能都是靠所添加的精细化工品来实现的，如流变性、携屑性、剪切

11、稀释性、抑制性、降滤失性、抗温抗盐性等等都是靠添加专门的精细化学品来实现的。,已有以下几系列产品（1）乙烯基单体多元共聚物，该类化学品在泥浆中起增粘、降滤失、流型改进和稳定井壁的作用，其有很好的抗温抗盐钙(饱和)能力，已广泛用于中国各主要油田的钻井作业，年用量上万吨。(2）SK系列产品，分子量30-300万，体系有很好的护胶作用，在有大量钠钙镁等无机离子的存在下，能有效地维护土粒子的稳定性。该系列产品有好的抗温性抗盐可达饱和，特别适用于深井、超深并、石膏、盐岩等复杂情况下的钻井作业。已在全国10多个油田应用，年用量5000吨左右，取得了很好的社会经济效益。,（3）两性离子聚合物系列产品该类产品

12、是由多种阳离子、非离子和阴离子单体经共聚合作用而形成的水溶性高分子聚合物，因聚合物中单体种类、比例不同及共聚物的分子量不同，它们的理化性能及在泥桨中的作用各异。该系列产品具有很好的抗温抗盐、钙(达饱和)和很强的抑制性，能有效地防止地层伤害，保护油气层产能。已在我国16个油田5000多口井应用，结果表明，该系列化学剂已成功地用于直井、斜并、丛式井、水平井、深井、超探井（最深井5700米)及淡水、盐水、饱和盐水、轻泥浆及重泥浆体系.与其它处理剂相比，用该系列产品配成的钻井液打井，一般井径扩大率降至1-10%。平均机械钻速提高8-31%，采油量提高20%，缩短完井周期5-30天，取到了巨大的社会经济

13、效益。该产品被评为国家科技进步奖，并开始出口到印度、泰国、日本及美国等国。,（4）阳离子聚合物产品。包括阳离了聚丙烯酰胺和聚季铵盐聚合物产品，与非离子聚合物复配使用，形成阳离子泥浆体系。该体系具有强抑制性。适于强造浆、易坍塌井段使用，在我国新疆探区的应用中取得了较好的技术经济效果。（5）正电胶和复台金属两性离子聚合物产品。正电胶产品在水溶液中形成无机凝胶体系.其有好的流变性能，复合金属两性离子聚合物系正电胶与两性离子聚合物的复合体，它兼具正电胶和两性离子聚合物的强抑制性和好的流变性能，是近年来新开发的一种新型钻井泥浆处理剂，在新疆、中原、大港等油田的应用中，取得了好效果。,(6)纤维素类系列产

14、品，主要用作增粘剂，降滤失剂，在国外应用量较大。国内每年用量约千吨上下。(7)植物胶及其改性物，主要包括淀粉及其改性物(羧甲基化或羟乙基化)、瓜胶、田菁及其改性物（主要是羟丙基化），主要用作增粘剂和降滤头剂。,在钻井过程中或完钻以后，为了实现一定的功程或地质目标要进行固井作业注水泥工艺。即用固井液（水泥浆)将井筒中套管与套管周围地层之间的环形空间进行封闭和固结。水泥浆是由一定规格的波特兰水泥、水（气)和多种化学剂（或材料)组成的混合物。固井用化学品可分为下述类型:基础水泥 促凝剂和盐增效剂和密度减低剂 自由水控制剂和固体悬浮剂分散剂 胶结改进和膨胀剂降滤失刺 减少或防止高温强度退化的硅化物缓凝

15、剂 防气窜剂抗泡和消泡剂 密度增加或加重剂防漏失剂 隔离液和化学冲洗或预洗液专用水泥外掺料,水泥外加剂,固井用化学品种类多样，从化学上看，有无机和有机矿物、通用化学品和精细化工品中的高分子聚合物、表面活性剂，它们在水泥浆中发挥不同的作用，以提高固井质量。各类水泥外加剂的主要成分及功能见下表。,为提高固井质量和适应某些特殊固井作业的要求，近些年来，国外水泥外加剂有了长足的发展，成为油田化学品的重要组成部分，国外一些化学或石油公司都有专门的研究开发部门和生产厂。我国水泥外加剂的研究、开发工作起步较晚，进入80年代，随着钻遇复杂地层、深井的增多及新的钻并工艺技术(如定向并、水平井等)的发展，水泥外加

16、剂得以迅速发展，并逐步形成产品系列。据统计，目前国内水泥外加剂及外掺料有11类220多个商品品种。我国水泥外加剂有了长足的发展，尤其是缓凝剂、降失水剂、分散剂和防气窜剂发展较快，并逐步形成系列化产品，可基本满足当前固井需要。与国外相比比，国产的水泥外加剂品种太少。同一品种的化学品系列化程度低。用户选择的余地不大。,国内水泥外加剂的发展现状,压裂用化学品,压裂用化学品是构成压裂液的重要组成部分，它在油田化学品中是开发应用最早，进展较快的品种之一，“交联技术，就是60-70年代首先在该领域引用并逐步扩展到其它领域的。当前，随着各国勘探新发现的低渗透油藏的增加，老油田中更多低渗透储量投入开发，压裂用

17、化学品在油气田增产（油）增注水)中的作用日趋重要，在油田化学品中占有重要位置，也是国内外石油、化工院校、企业重点研究开发的油田化学品之一。该类化学品分为21个类型，它们是:,水基聚合物 降阻剂 降滤失制 破胶剂 乳化荆 粘土稳定剂表面括性剂 非乳化剂 pH控制剂 交联剂 发泡剂 消泡剂油凝胶剂 杀菌剂 水基凝胶体系 交联凝胶体系 醇/水体系 油基体系聚合物堵剂 连续混合凝胶浓缩液树脂涂层支撑剂 中-高强度陶瓷,国内压裂用化学品的发展现状 国内近代压裂用化学品起步于70年代初的“冻胶压裂液”。它的开发应用成功极大地推动了我国压裂用化学品的发展。随之天然植物胶及其改性产品、纤维素及其衍生物和合成高

18、分子聚合物三个系列的增粘剂，无机、有机延缓交联剂及专用的破胶剂等化学品迅速发展起来，对拓宽压裂作业范围、提高压裂效果发挥厂巨大的作用:当前，我国压裂用主要化学品的发展已有相当的水平和规模.可以说在主要品种上，质量上已接近国外水平，可满足当前国内压裂工程的需要。当前，在我国压裂作业中约有95%水基压裂液，其中又以水基冻胶压裂液为主，近年来，应用较广、性能较好的水基冻胶压裂液和主要化学品的主要性能已达到国外同类压裂液的水平,应用,压裂用化学品在国内外都是应用较早的一类油田化学品。如美国自1947年第一口井压裂增产以来，至今50年来进行了150万次压裂作业，美国25-30%的石油储量是先进行压裂而后

19、投人开采的;加拿大每年进行15000井次压裂，北美地区采用压裂技术35年来增加工业性石油储量约110亿多吨:我国自1955年在玉门油田第一次压裂以来，至1992年共累计压裂酸化作业13万次以上，累计增油6200万吨以上，并大大增加了原油可采储量。当前，我国陆上油田每年压裂7000-8000井次，年增产原油约700万吨，特别是对一些低渗透油田，如长庆油田、小拐油田等，压裂作业已成为油井投产、增产的必要手段，形成了具有我国特点的以植物胶及其改性产品胍胶、羟丙基胍胶、田菁、羟内基田菁，羧甲基纤维素及合成聚合物聚丙烯酰胺、甲撑基聚丙烯酰胺为主的水基冻胶压裂液体系及与之配套的交联剂体系。,采油用其它化学

20、品 采油用其它化学品是指除酸化、压裂作业外，用于油气水井增产增注的化学品。这类化学品主要以工作液，如堵水调剖剂等和化学剂的溶液，如降凝降粘剂、清防蜡剂等进入地层内部或溶于井筒原油中，与地层岩石或原油发生物理化学作用，改变地层岩石和原油的原有性能，从而达到增产的目的。由于作业目的多样性，这类化学品类型较杂，主要包括处理井简中原油的清防蜡剂、降凝降粘剂;处理井下地层的堵水调剖剂、防砂剂以及兼有处理井筒和地层功能的解堵剂。鉴于在该类化学品中，国内外发展较快，在油田应用中意义不同，同时也为减少重复，将重点介绍该类化学品中最重要的一类堵水调剖剂的国内外情况。,国外堵水调剖剂的发展现状 为了适应水驱油田或

21、注水开发油田中高含水期油井稳产和提高采收率的需要，国外一些石油、化学和服务公司已开发应用了不同类型的堵水调剖刘系列产品，在各种堵水调剖刘产品系列中，应用最广、意义最大的是以不同水溶性聚合物为成胶剂，以无机或和有机化合物为交联剂形成的凝胶型堵水调剖剂，美国多为聚丙烯酰胺类凝胶类，前苏联多为聚丙烯腈类堵水调剖剂，而在北海油区用的较多的是聚乙烯醇/戊二醛及硅酸盐凝胶。,国内堵水调剖剂的发展现状 我国化学堵水调剖技术始于50年代，早期使用的主要是水泥浆、油基水泥和活性稠油等，60年代使用的主要是树脂和硅酸盐，到70年代中期高分子聚合物凝胶堵水调剖剂迅速发展起来，成为堵水调剖剂的主要剂种，在我国各油田大

22、量推广应用，进人80年代以来，聚合物一树脂复合凝胶、聚合物悬浮凝胶和聚合物弱凝胶在油田的封堵高渗透层、大孔道及深部堵水调剖作业中逐步投入现场应用。可以说，当前我国堵水调剖剂已形成有我国油藏特点的系列化产品。根据我国油藏条件的不同要求，研究开发了不同类别的系列化的堵水调剖剂，因各油田地质条件的不同，开发应用的堵水调剖剂类型也有不同，但总的看来，无论是堵水调剖剂品种和应用地区的覆盖面，水溶性聚介物类堵水调剖剂都占多数，其中，又以聚丙烯酰胺凝胶系列堵水调剖剂为主要剂种。,应用 当前，在国内外油田的采油过程中，尤其是对水驱或注水开发油田，堵水调剖技术已成为酸化、压裂等主导技木之一，对油井的增产、稳产和

23、提高油田采收率都具有重要实际意义。我国自50年代以来，开始试验堵水调剖剂，初期以油井堵水为主。70年代中期，高分子聚合物型堵水调剖剂引用到油田的堵水调剖作业，此后.不同类型的聚合物凝胶、聚介物悬浮体系等堵水调剖剂迅速发展起来，到目前，已开发、应用9类近百个堵水调剖剂种。从工程上讲经历了单个油井堵水、注水井调剖、井组堵水调剖和区块综合治理四个阶段，我国的堵水调刹剂的开发和应用达到了一个新水平，在油田应用中取得了显著的经济社会效益。从1979-1998年的20年中，我国的堵水调剖工作无论施工井次，还是增产油量都有了很大的发展，这期间共应用推广39174井次，累计增产原油1461.07万吨，平均每并

24、次增产油373.7吨，取得了巨大的经济社会效益。,油气集输用化学品 油气集输用化学品主要包括油井、集输站、油田内部管线及长输管线生产过程中使用的清防蜡剂、降凝降粘剂、减阻剂及破乳剂等化学品，它们在组成上大多属于油溶性的高分子聚合物、表面活性剂，或二者的复配物。该类化学品对油、水的组成及理化性质更为敏感，针对性更强，开发利用好这类化学品，了解各油田的油、水性质是非常必要的。油气集输用化学品类型较多，有代表性的是原油破乳剂、清防蜡剂和降凝降粘剂。,原油破乳剂在国外有很长的历史，到今天已发展成为多品种、系列化产品，应用水平和效果不断提高。实践说明，一个理想的原油破乳剂必须具备下列条件:（1）一定的表

25、面活性。（2）较强的润湿能力。（3）足够的絮凝能力。（4）良好的聚结效果。原油清防蜡剂、降凝降粘剂是集输用化学品中另一类主要化学品，尤其是对石蜡基原油更为重要。目前，这类化学品在油井中使用较为普遍，在中长矩离的输油管线中的应用尚处在试验阶段,国内油气集输用化学品的发展现状原油化学或电一化学脱水工艺用的破乳剂,我国原油破乳剂的研究升发起步较晚，60年代以前主要依靠进口，60年代中期开始研究开发国产的原油破乳剂，由于大庆、胜利等一批大油田相继投人开发，大大促进了原油破乳剂的发展，70年代后期是我国破乳剂的大发展时期。研究开发出型号众多，适应不同原油乳化液破乳的新品种。进入90年代以来，在扩链剂和复

26、配型破乳剂研究方而又有新的发展。先后研究开发出新型的破乳剂，使原油破乳剂的研究开发达到一个新水平:当前，我国研究开发的原油破乳利完全可以满足油田各种原油乳化液的脱水需要,油井及管线清防蜡工艺用的原油清防蜡剂 我国有1.5万口油井及1万多公里的输油管线，约90%的原油是通过骨线输至炼厂或码头，在生产过程中，常用不同类型的清防蜡剂进行清防蜡作业，常用的清防蜡剂有水溶型、油溶型和乳液型三种，一般采取间歇或连续加入方式，加到井底或渗入地层近井地带或从转运站加人到管线中。我国目前常用的清防蜡剂大都由乙烯与醋酸乙烯的共聚物、乙烯醋酸乙烯一高碳酸乙烯的共聚物、烯烃顺丁烯二酸酯共聚物再复配某些表面活性剂和特殊

27、的溶剂组成。我国目前使用较多的清防蜡剂约有上百个品种，在应用中都取得了很好的效果。,原油降粘剂分为水基和油基降粘剂两种，但应用较多的是水基即形成水包油型乳化液体系的降粘剂，对油井来说，就是井底乳化降粘工艺。目前，我国及美国、加拿大等国家已普遍地应用这一技术，以降低并筒中油流的粘度和流动阻力，同时还有降低能耗，减轻机械负荷的益处。一般，优良的乳化剂形成的水包油型乳化液可使原油的粘度从10000-500000mPas降至2000mPas以下。,油井及管线原油降粘工艺用的降粘剂,油井及管线降凝剂 油井及管线降凝技术往往与油井及管线清防蜡及降粘技术有较密切的关系，但它们之间又有明显的区别，后者是通过共

28、晶或吸附作用来抑制蜡品的生长、聚结和沉积过程，达到降低凝固点的日的。目前，国内外试验和应用的降凝剂大多是聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯酯或丙烯酸酯,羧乙烯酯的共聚物。,原油化学和电一化学脱水工艺用的 破乳剂的应用 我国大部分油田已进入中高含水期，全国陆上油田的综合含水已达82.1%。含水原油的油和水一般以乳化液的形式存在。由于胶质，沥青质等天然乳化剂的存在以及部分石蜡、枯土矿物微粒常被吸附在乳化膜表面，使之原油乳化液通常较一般的乳化液更为稳定，加上在采油及井下作业过程中经常还有一些外来物质、如压裂液、酸化液、堵水调剖剂、洗井液、清防蜡剂、缓浊剂，防垢剂等部分进人到油水中，尤其是近儿年三次采油技术的应用

29、，大量的高分子聚合物、表面活性剂和碱注入地层，使油水乳化液变得更复杂，原油脱水更加困难。热化学(二段)和电化学(三段)脱水工艺是国内外广泛应用的两套脱水工艺，所用的破乳剂大都是环乙、环丙的嵌段聚合成的非离子表面活性剂及其复配物。我国原油破乳剂约有上百个品种，年用量超过2万吨。,原油长输管线降凝降粘剂的应用 国内外原油长输管线用降凝剂的研究工作比较活跃，但由于影响因素复杂，使用风险大，致使在应用中尚处在试验阶段，离广泛推广应用还有较大距离 目前，在国外只有印度孟买高原近海油田的海底管线、澳大利亚输送原油管线及非洲的利比亚、阿尔及利亚混合油管线使用降凝剂进行常温输送的试验。我国近10年来，已在多条

30、管油管线进行化学降凝(减阻)试验，并取得了初步效果。但现在我国尚处在试验阶段，降凝剂的品种还不多，降凝降粘效果还不够理想，离实现我国的中一长输油管线的不加热常温输送还有很大距离。今后还必须加强降凝降粘剂的研究、开发工作，开发出品种更多、降凝降粘效果更好的降凝降粘剂，以满足我国中长输油管线常温输送的需要。,油田水处理用化学品 目前，国内外的很多油田或油公司的采出液综合含水量已达到80%以上，要得到总采出液中20%的油，必须处理好采出液中80%的水，其工作量之大，可想而知，故国外有学者戏言:“这些油公司应更名为水公司”，此话虽为笑谈，但很深刻地说明油田“水”的问题在油田生产中的地位和作用。各油田采

31、出污水的组成很复杂，污水的组成变化大，若排放会造成环境污染。若回注地层会给地面设备、管线、井筒及地层造成一系列复杂问题，诸如结垢、腐蚀、堵塞等，因此必须进行预处理。鉴于我国油田采出水的绝大部分都回注地层。故本PPT重点涉及油田注水水质的处理问题。,要达到注水标准，常常综合采用物理、化学和微生物处理方法，而化学品不但是不可缺少的，而且在油田水处理工艺中起主导作用。目前，国内外油田水处理用化学品的类型繁多，主要剂种见下表。,国内油田水处理用化学品的发展现状 目前，我国油田污水处理大多采用斜板隔油、浮选除油和粒料过滤等三套工艺及相应的絮凝剂(净水剂)、缓蚀剂、杀菌剂、防垢剂等油田水处理剂。絮凝剂 油

32、田污水中常含有许多机械杂质、悬浮固体及油滴，它们的粒径大小及电性不同、常呈悬浮状态分布于水体中。絮凝剂的加人就是通过吸附、中和、架桥等作用加速悬浮物质凝聚成粗大的絮状物，然后在重力的作用下沉降分离。,絮凝剂是我国油田水处理剂中应用面最广，用量最大的一种油田水处理剂。当前应用最多的是无机絮凝剂，价格便宜，使用方便，但用药量大，有时效果不太理想，尤其是对微细颗粒及微最油的去除不能满足要求。70年代以来，有机高分了絮凝剂开始引入到工业污水处理系统，初期应用的多为阴离子型和非离子型高分子聚合物，以后又开发、应用阳离子型和两性离子型高分子聚合物,杀菌剂 杀菌剂是油田水处理剂中应用最广的另一种化学品，包括

33、无机化合物，如氯、次氯酸钠、过氧化氢等及有机化合物，如甲醛、戊二醛、氯酚类、季铵盐类化合物等。其中，在国内油田水处理中使用较多，效果较好的多为季馁盐化合物，它们有很强的杀菌效果。石油勘探开发科学研究院油化所开发的杀菌剂属胶类多官能团复合型杀菌剂，在加药浓度30-50mg/L下，有极强的杀菌效果。已在油田广泛应用。,缓蚀剂 缓蚀剂是油田水处理中最常用的化学剂，可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。在我国应用较广的多为有机胺类化合物及其衍生物。,防垢剂 我国多采用早期注水开发方式，东部油田的综合含水已超过80%。地层水在产出的过程中，外界条件，如压力、温度、pH值等发生变化，或地层水与注入水不配位，常

34、会在地面、井下的管线、设备及地层内部(特别是近井地带)形成各种沉积物，对油田的正常生产带来很大的危害。由于各油田的地层水的组成和性质不同，垢的类型差异性很大。国内油田常用的防垢剂初期多为无机聚磷酸盐类 高分子聚合物型防垢剂是近些年开发应用的一种新型防垢剂，主要包括合成高分了聚合物及天然高分了聚合物的改性物，如淀粉、木质素磺酸盐等。这类防垢剂一般用量低，防垢效果好，应用前景广阔。,应用,由于各油田采出水水质不同，处理的标准也不尽一致，加之市场的分割，使各油田使用的水处理剂带有明显的地域性特点。目前，我国有近百个厂家，生产各种商品水处理剂约200余个牌号。,目录：,钻井方面,采油方面,提高采收率方

35、面,废弃物处理、达标排放,油田化学品展望,根据目前油田化学品的现状，结合近期的研究与产品开发方面对油田化学品发展方向进行讨论，为油田化学品的研制开发奠定基础。,钻井方面 近年来，为适应环保、保护油气层及日益增多的特殊工艺井(如水平井、侧钻井、大位移定向井、分支井、小井眼井、连续管钻井等)施工的要求，国内外积极研究开发新型钻井液体系。强抑制性钻井液发展趋势钻井过程中使用的水基钻井液。都是将粘土分散在水中形成的负电分散体系，这种体系对于井壁和地层中的粘土矿物来讲，无疑是一种不利因素。如何提高钻井液的抑制性，是今后钻井液技术发展的方向。抑制粘土分散、稳定井壁主要措施是靠带正电荷的聚合物，它能够中和粘

36、土表面的负电荷，提高钻井液的Zeta电位。80年代末，MMH、BPS有机正电胶用于钻井液后，取得了很大的进展。这种正电胶粒与粘土颗粒通过正负电场极化水分子来形成稳定的复合体，正电离子在这里变成了钻井液的稳定剂，钻井液体系就可以由负电性向正电性转化。因此正电性钻井液体系能解决“钻井液稳定性”与“地层稳定性”的矛盾。实现真正意义的“钻井液”与“完井液”的合二为一。21世纪，深部油气层的钻探必然会大量增加，抗高温高压的钻井液体系定将受到重视。抗高温高压的降滤失剂、增粘剂、防塌剂、润滑剂、降粘剂等及开发新型油田化学品取代膨润土，从而形成配方简单、性能好的超深井钻井液体系将是开发研究的主要方向。,采油方

37、面采油用化学品的发展趋势是：开发耐温抗盐的堵水-调剖剂，重点是选择性堵水-调剖；研制高性能、低界面张力的表面活性剂，并通过复配生产高效助排剂；开发原料易得、价格低廉、低残渣的天然植酸化用的稠化剂,以AMPS、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-烷基丙烯酰胺聚合物、两性离子聚合物为重点开发抗温抗盐的合成聚合物胶凝剂或稠化剂；开发复合缓蚀剂、增效缓蚀剂，关键是提高缓蚀剂的有效期和缓蚀效果，降低生产成本；黏土稳定剂方面进一步开发新型季铵盐类表面活性剂，开发以甲基丙烯酰二甲氨基乙酯和烯丙基二甲基氯化铵聚合物为主的阳离子聚合物，要兼顾产品的防膨和控制运移双重作用；开发适用于泡沫压裂液的高效表面活性剂,要求

38、起泡性强，泡沫稳定性好，以及适用于油乳酸体系的抗温乳化剂，保证体系高温下稳定。,提高采收率方面聚合物 提高采收率使用的聚合物的研发趋势是：开发适用于聚合物驱油、碱/表面活性剂/聚合物驱油所需要的价廉的高分子聚合物，以及耐温(120)、抗盐(大于20104mg/L)的高分子聚合物，预交联调驱剂向耐温150发展；开发适用于耐温抗盐聚合物研制需要的表面活性剂单体和两亲单体，如2-丙烯酰氨基十二烷基磺酸(AMC12S)、2-丙烯酰氨基十四烷基磺酸(AMC14 S)、2-丙烯酰氨基十二烷基磺酸(AMC12S)。同时要重点考虑降低单体生产成本，达到既高效又低廉的目的。在驱油用聚合物方面还需要针对耐温抗盐进

39、一步完善合成聚合物驱油剂的分子设计，为高性能产品的开发奠定理论依据。提高疏水缔合聚合物的高温水解稳定性，开发高温下稳定的疏水缔合聚合物产品。梳型聚合物具有良好的空间位阻，增稠效果好，应在以前研究的基础上，强化产品的分子设计，提高产物的耐温抗盐能力，满足高温高矿化度情况下驱油的需要。,表面活性剂 表面活性剂应加大分子结构设计、合成及性能研究力度，针对低渗透油藏，需要深入开展合成高稳定性、增溶、抗盐、耐温、耐碱的低界面张力的产品，为满足最佳性价比的需要开发廉价的表面活性剂，适合低碱、弱碱以及无碱的驱油体系的表面活性剂研制，以及对地层低伤害的表面活性剂。具体来讲，可以开展：适用于油田需要的由植物油下

40、脚料为基础的天然混合羧酸盐表面活性剂，用生物法激活并以胺类调节相对分子质量制备羧酸盐，提高产物的耐温抗盐能力；进一步完善石油羧酸盐、高分子表面活性剂和生物表面活性剂的研究；具有抗盐抗温特性的磺基甜菜碱类表面活性剂，石油磺酸盐甲醛缩聚物，羟基苯甲酸-对羟基苯磺酸共缩聚物型阴非离子结合型表面活性剂，-烯烃磺酸盐表面活性剂等的开发；改性木质素磺酸盐表面活性剂，包括与烷基酚缩合改性、通过酚羟基与烷基化试剂(如卤代烷烃)缩合改性和用脂肪胺反应改性，改性木质素磺酸盐表面活性剂是最有潜力的驱油用表面活性剂；开展驱油用表面活性剂生产用原料的研究和开发，重点是控制原料的相对分子质量和分子量分布；,废弃物处理、达

41、标排放 这方面的工作重点从以下几方面进行：钻井废液、污水处理用的固化剂、絮凝剂、COD去除剂、脱色剂、废钻井液无害化处理固化剂等，废钻井液无害化处理固化剂最好具有肥效，以利于推广；酸化、压裂废物(液)破胶剂、絮凝剂、聚沉剂、COD去除剂等；其他作业废液处理的处理剂。在上述处理剂的研究中应避免引起二次污染，采用环保及可生物降解的材料，随着环保要求越来越高，这方面的工作量会逐年增加，值得重视。,目录：,结语,目前在油田化学研究、生产和应用中还存在一些问题，主要体现在具有特殊性能的原创专用产品、高效环保型产品少。除聚丙烯酰胺、破乳剂等产品外，其他类型的油田化学品生产厂家多，生产规模小，并且有相当一部

42、分企业缺乏技术支撑。在油田化学品方面还没有形成研究、开发和应用的良性循环，许多产品局限在低水平的重复研究上，特别是在分子设计的针对性和处理剂作用机理方面开展的工作还比较少。过于注重商业利益，热衷于新名词的炒作，新代号多，模糊概念的产品多，真正的新产品很少，同时由于产品定价不合理，导致复配产品多，产品质量明显下滑。今后应在已有工作的基础上。针对油田地质特点，有目的开展工作：深化天然材料改性产物的开发，拓宽其应用范围；开发在强碱性环境中稳定，而在中性或弱酸性条件下容易降解的产品；通过高分子化学反应提高低相对分子质量聚合物的相对分子质量。通过分子修饰提高已有聚合物产品的综合性能；对可降解合成聚合物进行改性，使其具有需要的功能；开发具有天然产物结构。可微生物降解的合成高分子，同时强化基础研究和新原料的开发，为处理剂的研究提供理论和原料支撑，研究具有特殊性能的新型油田化学品。,