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關于油田化學的應用和化學品中的應用的論文
摘要:就目前中國對油田化學的定義來看,油田化學主要是指在石油勘探、鉆取、運輸等過程中所使用的化學方法和各種化學藥劑,其中大多數藥劑類屬于精細的化學工藝產品。本文就將從油田化學的關鍵步驟入手,詳細的介紹相關油田化學藥劑在油田化學中的應用,同時也會簡單的闡述油田化學產品的大致發展方向及前景。
關鍵詞:油田化學 化學品的發展趨勢
油田化學是研究油田勘探、采集、鉆井和原油運輸過程中相關化學問題的科學,也是石油科學中最早發展的一門學科,是由采油化學、鉆井化學和集輸化學三部分組成,由這些組成部分就組成了油田化學的研究目標和方向。勘探、鉆井、采油和原油集輸雖然是不同的過程,但它們是相互聯系的,所以油田化學的幾個組成部分雖然都自己各自的發展方向,但是它們都是相互關聯的。油田化學品在油田勘探、鉆井、原油集輸的過程占有絕對重要的地位,所以在油田化學發展的過程中,為了更好地更順利地勘采石油,油田化學品的發展應是重中之重。
一、油田化學在各方面中的應用
1.鉆井方面
在一般油田鉆井的過程中鉆進液的使用是最重要的,它是指在油田鉆井過程中的以其能夠滿足鉆井工作的需求的一切循環流體的總稱。其中鉆井液有攜帶和懸浮巖屑、沖洗井底(鉆井液在鉆頭水眼處形成高速液流,可將鉆井液與地層壓力差壓持在井底的巖屑沖起,起到快速清洗井底作用。)、穩定井壁、平衡地層壓力(在鉆進過程中通過不斷調節鉆井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力,防止井塌和井噴等井下復雜情況發生。)、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具、傳遞水動力(鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高流速沖擊井底,提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井利用該原理,使高泵壓主要分布在鉆頭處,提高射流對井底的沖擊力和鉆井速度。)、獲取井下信息等這么一些功能。在整個應用過程中,對鉆井液也有很多相關的要求,首先應與所鉆遇油氣層相配伍,滿足保護油氣層要求,有利于獲取良好的巖樣、巖芯和電測資料;其次鉆井液應具有較好的抗溫、抗鹽、抗鈣鎂能力;接著鉆井液應環保,減少對鉆井人員及環境污染傷害;最后鉆井液應具有良好的緩蝕防腐作用,減少對井下工具及地面裝備的腐蝕。
2.采油方面
在采油過程中,最常使用的是表面活性劑、高分子化合物、酸化及酸液添加劑,其中常用的幾種表面活性劑烷基磺酸鈉(-AS)(有磺氯�；ê突茄趸▋煞N方法合成)、烷基苯磺酸鈉(ABS)、Span和Tween型活性劑、聚醚型活性劑—高分子活性劑、多乙烯多胺型活性劑—-AE、AP型活性劑,這些活性劑的作用主要是為了能在油田形成吸附界面膜,降低表面張力的物質,更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是決定油好壞的最重要的一步,酸化是用酸或潛在酸處理油田層,以恢復或增加油田層滲透率,實現油田井增產和注水井增注的一種新技術。酸化的分類主要有酸化分類:按油氣層類型可分為碳酸巖油氣層酸化和砂巖油氣層酸化;按酸化工藝可分為基質酸化和壓裂酸化;
按酸液組成和性能可分為常規酸酸化和緩速酸酸化�；|酸化:是指在低于巖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。壓裂酸化:簡稱酸壓,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。常規酸化:是指直接使用鹽酸處理碳酸鹽巖油氣層或碳酸鹽膠結的砂巖油氣層和直接使用氫氟酸或土酸處理泥質膠結的砂巖油氣層。緩速酸酸化:是指用緩速酸處理的油氣層的酸化。緩速酸是指為了延緩酸與油氣層巖石的反應速度,增加酸的有效作用距離而配制的酸。目前國內外使用的緩速酸主要有:自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化學緩速酸等。酸液添加劑主要有緩蝕劑 、鐵離子穩定劑、表面活性劑、稠化劑。
3.原油的集輸方面
原油在集輸得過程中井壁結蠟會影響原油的產量,甚至會堵塞 油井,迫使油井停產。管線結蠟會使泵壓升高,甚至使原油失去流動性,在管內凍結。決定原油流動性的因素為:粘度、粘度、屈服值(即在一定溫度下,原油停輸后,使原油重新流動所需要的最小壓力(啟動壓力)。改善流動性可采取降粘、防蠟降凝及降低屈服值以及降阻的方法,而防蠟降凝又是改善流動性的關鍵。)
在地層的溫度和壓力下,蠟一般溶在原油中。隨著油從井筒上升,系統的壓力下降氣體從原油中逸出,并發生膨脹,吸熱,導致原油溫度降低,同時由于氣體會把原油中的輕組分帶出一部分,使原油的溶蠟能力降低,石蠟結晶就從原油中析出,造成油管結蠟。原油與管壁間的溫差造成輸油管道中的結蠟。在現今油田化學技術中主要使用的是防蠟劑,利用防蠟劑的作用,改變石蠟的結晶形態。蠟晶改性劑的分子中要有與石蠟分子不同的鏈節,這種物質加入原油中可以改變石蠟結晶形態,使蠟不能聚集長大成網絡結構,不易沉積,而易被油流帶走。
4.水處理方面
油田污水主要是指從原油脫出的含油污水。處理油田污水目的污水一般都含油、鹽、SAa,且水溫高,隨便排放會造成環境污染,因此,一般采用污水回注。就目前看來,我國處理油田污水的化學方法主要是:除機雜方面是用凝聚或者加硫酸鋁、聚合鋁 、鐵鹽等加以沉聚。除油方面主要有自然重力除油(其原理是利用油水密度差,除油效果差,無法達到除油標準);斜板分離除油(斜板罐)增加分離設備工作表面積,縮短油粒上浮距離,提高分高效率→“淺池理論”;凝聚與絮凝(混凝除油法)加凝聚劑、絮凝劑使油成絮團與水分離而除去。乳化油珠常常帶負電,加入帶正電的凝聚劑和絮凝劑,通過電中和作用使油珠變大,油珠上浮,達到除油的目的;
二、油田化學品的發展趨勢
1.油田化學品的納米材料的相關研究使得鉆井液的膠體更加穩定,這種材料的研制也滿足了油田開發所需的正電離子高和表面積很大的增粘劑的要求,現在的油田中所使用的化學品由納米的材料制作的主要有:有機正電膠BPS、正電MMH。
2.鉆井液是油田化學的重要化學劑,最早的鉆井液就是從天然的產物改良而來的,所以,現在對既廉價的既實用的改良的天然的聚合物鉆井液的研制仍然顯得非常重要,在實際的應用中,具有很潛在的應用前景。
3.綜合水溶性聚合物疏水性的研究。該聚合物就是在原來的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水鏈而形成的一種新型聚合物。這種聚合物具有較強的疏水性。當聚合物的相關濃度超過臨界的結合濃度時,就可以形成結合為主要結構的超級大分子結構,這樣的結構就讓該聚合物能夠形成很好的增粘效果。
三、總結
油田化學的主要功能主要是更好地保證油田中鉆井、原油的采集、污水的處理等方面的運作。本文直接從油田化學的化學品方面對油田中相關的方面的主要作用和效果作了詳細的論述,解釋了一些油田化學劑在使用過程中的應用原理,最后簡單的概述了現今油田化學品的發展趨勢,相信本文對我國油田的發展有所裨益。
參考文獻: [2]張隨望.安塞油田油田化學助劑HSE管理綜述[J].石油化工安全環保技術,2010,(05)
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