采油化學(xué)表面活性劑ppt課件

1、第三章 表面活性劑一、表面現(xiàn)象 1、界面、表面和相1v界面界面是指物質(zhì)的是指物質(zhì)的相與相之間的交界相與相之間的交界面。面。 通常將有氣相組成的通常將有氣相組成的氣氣固、氣固、氣液等界面液等界面稱為表面。稱為表面。 相（相（phasephase）是指體系是指體系中物理和化學(xué)性質(zhì)均勻中物理和化學(xué)性質(zhì)均勻的部分。的部分。22、 表面張力（表面張力（surface tension）34 表面張力的產(chǎn)生，從簡單分子引力觀點(diǎn)來看，表面張力的產(chǎn)生，從簡單分子引力觀點(diǎn)來看，是由于液體內(nèi)部分子與液體表面層分子是由于液體內(nèi)部分子與液體表面層分子(厚度約厚度約107cm)的處境不同。液體內(nèi)部分子所受到的周的處境不同

2、。液體內(nèi)部分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是對稱的，互相抵消，而液圍相鄰分子的作用力是對稱的，互相抵消，而液體表面層分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是體表面層分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是不對稱的，其受到垂直于表面向內(nèi)的吸引力更大，不對稱的，其受到垂直于表面向內(nèi)的吸引力更大，這個力即為表面張力。這個力即為表面張力。 5二、表面活性劑及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、表面活性劑： 使用濃度在0.01-0.1%，就能使表面性質(zhì)如表面張力發(fā)生明顯變化的物質(zhì)。62、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 表面活性劑有一個共同的基本結(jié)構(gòu)，是由具有易溶于油的親油基和易溶于水的親水基組成的。同時(shí)親水基和親油基的對立作用必須比較相稱，有

3、一種相當(dāng)平衡的關(guān)系。 R - XBACK7二、表面活性劑的分類 以親水基團(tuán)是否是離子型及其類別為主要依據(jù)，分為： （一）陰離子型活性劑 它可以在水中電離，起活性作用的是陰離子。8陰離子活性劑還可以細(xì)分成：1、鹽類型。由有機(jī)酸根負(fù)離子與金屬離子組成。羧酸鹽型羧酸鹽型9 磺酸鹽型 十六烷基磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉10112、酯鹽類型：分子中既有酯的結(jié)構(gòu)，又有鹽的結(jié)構(gòu)十六烷基硫酸酯鈉十六烷基硫酸酯鈉12十六烷基磷酸酯鈉十六烷基磷酸酯鈉13（二） 陽離子活性劑 在水中電離以后，起活性作用的是陽離子。1、胺鹽型：高級伯胺、仲胺、叔胺與酸中和形成的胺鹽，總稱為胺鹽型陽離子表面活性劑。這類表面

4、活性劑的疏水基的碳原子數(shù)在1218之間，中和脂肪胺所用的酸有鹽酸、甲酸、乙酸、氫溴酸、硫酸等。14 高級伯胺(或仲胺)的加氫法將高級伯胺在甲醛存在下加氫制取叔胺，反應(yīng)如下： 叔胺以酸中和即得叔胺鹽。高級叔胺鹽陽離子表面活性劑易溶于水，具有良好的乳化、柔軟、殺菌性能。152、季銨鹽型：十二烷基三甲基氯化銨16 3、吡啶鹽型：十二烷基氯化吡啶鹽17（三）非離子型活性劑 在水中不電離，極性基部分大多由聚氧乙烯基構(gòu)成，所含的聚氧乙烯基的數(shù)目決定它的親水性能。C3H6OCH-CH2OCH3CH2-CH2OCH2CH2O氧乙烯氧乙烯氧丙烯氧丙烯18 1、酯型（1） 失水山梨糖醇脂肪酸酯（司盤型） 返回返回

5、19（2） 聚氧乙烯脂肪酸酯RCOOCH2CH2On H20 2、醚型（1） 聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型）聚氧乙烯辛基醇醚-10R-OHCH2-CH2ORO ( CH2CH2 O ) Hn21 （2）聚氧乙烯烷基苯酚醚：OP型聚氧乙烯辛基苯酚醚聚氧乙烯辛基苯酚醚-10-1022（3） 胺型：二聚氧乙烯基脂肪胺 23（4） 酰胺型：二聚氧乙烯脂肪酰胺 24（5）吐溫型吐溫型非離子活性劑屬于混合型的，聚氧乙烯失水山梨糖醇醚脂肪酸酯： 超級鏈接超級鏈接25非離子活性劑性質(zhì)穩(wěn)定，非離子活性劑性質(zhì)穩(wěn)定，不受不受PHPH值和鹽的影響，應(yīng)值和鹽的影響，應(yīng)用范圍廣，是具有發(fā)展前用范圍廣，是具有發(fā)展前途的活性劑

6、。途的活性劑。26（四）兩性活性劑 1、非離子-陰離子型聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鈉272、非離子-陽離子型二聚氧乙烯基烷基甲基氯化銨：283、陰離子-陽離子型烷基二甲基銨丙酸內(nèi)鹽：29（五）高分子活性劑 分子量通常在幾千甚至高達(dá)數(shù)十萬。如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚：（是目前廣泛使用的原油破乳劑） CH-CH2CH3C3H6Om C2H4On HOOH30三、表面活性劑的HLB值 1、HLB值的含義 表面活性劑是由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)組成，每一種活性劑親水基團(tuán)的親水能力和親油基團(tuán)的親油能力具有一定的平衡關(guān)系。這種平衡關(guān)系稱為親憎平衡值，HLB值。 C16H33OH 不具乳化性能。 C16H33OSO3

7、Na 表現(xiàn)出良好的乳化性能。鏈接鏈接31 HLB值是一個相對值，規(guī)定親水性弱的油酸HLB值為1，而親水性強(qiáng)的油酸鈉HLB值為18，以這兩個為標(biāo)準(zhǔn)可以相對地定出每個活性劑的HLB值。 HLB=7 親水性和憎水性相近 HLB7 親水性大于憎水性 HLB7 親油性大于親水性 322、活性劑的HLB值與其作用的關(guān)系 HLB值 用途 1336 81812151315 1518 消泡劑油包水型乳化劑水包油型乳化劑潤濕劑洗滌劑增溶劑33五、表面活性劑在泥漿的功用 1、乳化作用： 一種液體以細(xì)小液滴分散在另一種互不相溶的液體中形成的分散體系，稱為乳狀液。分散相和分散介質(zhì)均是液體。 分類： 水包油型乳狀液； 油

8、包水型乳狀液。 34（1）乳狀液暫時(shí)穩(wěn)定的原因： a. 乳化劑吸附在油水界面上，大大降低表面張力和表面能，有利于乳狀液的穩(wěn)定。 b. 液滴表面形成保護(hù)膜。 c. 液滴表面帶電。 35（2）對乳化劑分子結(jié)構(gòu)的要求 a. 非極性烴鏈具有足夠的長度C10-C20，同時(shí)非極性的R部分要求是正構(gòu)的。C10-C20使非極性基之間的吸引力大，使非極性基之間的吸引力大，可以提高吸附層的強(qiáng)度。同時(shí)非極性可以提高吸附層的強(qiáng)度。同時(shí)非極性的的R部分要求是正構(gòu)的。使分子間部分要求是正構(gòu)的。使分子間排列得緊密，吸附層的強(qiáng)度高，液滴排列得緊密，吸附層的強(qiáng)度高，液滴表面的保護(hù)膜牢固。表面的保護(hù)膜牢固。36 b. 對于水包油

9、型的乳狀液，要求活性劑的HLB為8-18，對于油包水型乳狀液，要求活性劑的HLB為3.5-6。 37l常用的水包油型乳化劑有： 烷基磺酸鈉（AS）；烷基苯磺酸鈉(ABS); 聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型）等。l常用的油包水型乳化劑有： 羧酸的金屬鹽(如硬脂酸鈣、硬脂酸鋁)等。 38c. 從乳化劑的抗溫性出發(fā)，深井和超深井要求乳化劑能抗高溫。目前選用的抗高溫的乳化劑，以具有酰胺型酰胺型結(jié)構(gòu)的非離子型乳化劑抗溫性較好。39 原油中含有環(huán)烷酸，它本身是油包水型的乳化劑。但與泥漿中的NaOH反應(yīng)生成環(huán)烷酸鈉，變?yōu)樗偷娜榛瘎?02.發(fā)泡和消泡作用 氣泡和泡沫與泥漿的關(guān)系密切。 有利的一面：鉆低壓井時(shí)

10、可以用泡沫泥漿以降低泥漿的比重，保護(hù)產(chǎn)層。 不利的方面：如泥漿遇到氣侵時(shí)比重會迅速下降，泥漿柱壓力下降到一定程度時(shí)會引起井噴事故，此時(shí)必須及時(shí)消泡。 41（1）泡沫暫時(shí)穩(wěn)定的原因 加入活性劑后，活性劑分子吸附在氣-液界面上，形成具有一定強(qiáng)度的保護(hù)膜，可以降低表面張力和表面能； 氣泡表面可以形成水化膜。 如果是離子型活性劑作為泡沫劑，使氣泡表面帶電。 42（2）作為發(fā)泡劑分子結(jié)構(gòu)的要求 R要有足夠的長度，而且烴鏈?zhǔn)钦龢?gòu)的，活性劑分子的親水基有較強(qiáng)的極性。 從液膜的保護(hù)膜要牢固出發(fā)，要求活性劑分子的雙吸附層強(qiáng)度要大，因此R要有足夠的長度，而且烴鏈?zhǔn)钦龢?gòu)的，以增大活性劑分子間的吸引力，使吸附層強(qiáng)度增

11、大。當(dāng)然烴鏈不能太長，否則影響水中的溶解。 從液膜的排液速度小出發(fā)，要求活性劑分子的親水基有較強(qiáng)的極性，即水化要好，以增加束縛水，提高粘度。 43常見親水基團(tuán)的極性強(qiáng)弱順序： 后二者極性小，不做發(fā)泡劑，反作消泡劑。 44一般淡水中的發(fā)泡劑為： 45（3）消泡劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 烴鏈短，帶支鏈，親水基的極性弱，并要求活性劑（消泡劑）的活性高。 對消泡劑的分子結(jié)構(gòu)要求：烴鏈短，帶支鏈?zhǔn)刮綄游綇?qiáng)度弱；親水基的極性弱，使水化差、水化膜薄，并要求活性劑（消泡劑）的活性高，加入泡沫中，能頂替發(fā)泡劑分子。 46泥漿中常用的消泡劑： 47 泥漿遇到氣侵時(shí)，必須迅速消泡，除加入消泡劑外，還可以配合機(jī)械方法如泡

12、沫浮在液面上，可以用擋板除去。同時(shí)泥漿性能要降粘、降切，使氣泡升到液面上，有利于消泡。 483.潤滑作用 提高泥漿的潤滑性，減少鉆具的摩擦，延長鉆具的使用壽命。提高泥漿的潤滑性，可防止粘卡。（1）潤滑作用機(jī)理： 表面活性劑分子可以吸附在金屬表面和粘土表面上，親水基緊緊吸附在表面上，親油基朝外定向排列著。這樣在金屬表面和粘土表面形成堅(jiān)固的化學(xué)膜，以降低接觸面之間的摩擦，使摩擦發(fā)生在相互滑動的親油基之間。 49活性劑的潤滑作用50（2）對潤滑劑結(jié)構(gòu)的要求 一是有足夠長度的烴鏈C12-C18，不帶支鏈以形成良好的油膜。 另一要求是極性基牢固地吸附在粘土和金屬表面。 目前泥漿中常用的潤滑劑有： a.

13、OP30： 51b. 聚氧乙烯硬脂酸酯： c. 磺酸鹽 524活性劑的防腐蝕作用 在鉆井過程中，鉆井設(shè)備存在著腐蝕問題。特別在鉆含H2S和CO2地層時(shí)，腐蝕更為嚴(yán)重，引起鉆桿脆裂，失去強(qiáng)度。 泥漿中加入YNC1后，不銹鋼的腐蝕速率大大下降。53 YNC1分子中，醇羥基上未共用電子對與不銹鋼中正價(jià)金屬離子形成配位鍵，YNC1分子就以化學(xué)吸附的方式牢固地吸附在金屬表面，形成致密的保護(hù)膜。阻止酸的進(jìn)一步與金屬作用。 545.表面活性劑的潤濕反轉(zhuǎn)作用-潤濕劑 潤濕反轉(zhuǎn)是指活性劑使固體表面的潤濕性向相反方面轉(zhuǎn)化的作用。 能使固體表面的潤濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)的活性劑叫潤濕劑或潤濕反轉(zhuǎn)劑。55（1）潤濕反轉(zhuǎn)的原理

14、具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層（吸附層中活性劑分子的親水基吸附在極性固體表面上，其親油基朝外，或者活性劑分子的親油基吸附在非極性固體表面上，其親水基朝外），從而改變了固體表面的親水（或親油）性。56 57（2）對潤濕劑的要求 a. 親油基的烴鏈帶有支鏈；親水基在烴鏈的中部。 在固體表面的吸附性強(qiáng)，膠束形成弱，即臨界膠束濃度高，因?yàn)槟z束的形成不利于吸附。支鏈和親水基在中部都能減弱親油基之間的吸引力，從而提高臨界膠束濃度。 58 b. 親油基不過大，使親油基的作用略低于親水基的作用，而有適當(dāng)?shù)娜芙舛取?c. 離子型活性劑的帶電要與固體表面相反的電

15、荷。 砂巖、玻璃、粘土等表面帶負(fù)電，應(yīng)用陽離子活性劑作潤濕劑較好。硫酸鹽固體表面帶正電，-。 59（3）潤濕劑的應(yīng)用 制備有機(jī)粘土、提高注入水的洗油能力等。（4）常用的幾種潤濕劑： 琥珀酸二異辛酯磺酸鈉： 60油酸丁酯硫酸酯鈉：聚氧乙烯異辛基苯酚醚-10： 61氯化十二烷基三甲基銨：62第四章 采油化學(xué) 采油化學(xué)是研究如何用化學(xué)方法解決采油過程中遇到的問題。采油中出現(xiàn)的問題有:l油層的問題，集中表現(xiàn)在采收率不高 。l油井的問題，砂、蠟、水、稠、低。l水井的問題，主要有出砂、水注不進(jìn)去和注水剖面不均勻造成注水效率低。63第一節(jié) 儲層巖石的物理性質(zhì)儲層巖石主要是砂巖和石灰?guī)r，本節(jié)將介紹砂巖的物理性

16、質(zhì)，如砂巖的比表面積、膠結(jié)類型、孔隙度、滲透率及巖石中的油水飽合度。儲層的孔隙度、滲透率及巖石中的油水飽合度儲層的孔隙度、滲透率及巖石中的油水飽合度是認(rèn)識油層儲油狀況、進(jìn)行油田開發(fā)最基本的是認(rèn)識油層儲油狀況、進(jìn)行油田開發(fā)最基本的巖石物性參數(shù)。巖石物性參數(shù)。64一、砂巖的粒度組成及比表面積1、粒度組成、粒度組成 砂巖是由性質(zhì)不同、形狀各異、大小不砂巖是由性質(zhì)不同、形狀各異、大小不等的砂子顆粒經(jīng)地層內(nèi)膠結(jié)物膠結(jié)而成，顆等的砂子顆粒經(jīng)地層內(nèi)膠結(jié)物膠結(jié)而成，顆粒與顆粒之間未被膠結(jié)物填充的地方便形成粒與顆粒之間未被膠結(jié)物填充的地方便形成了孔隙。了孔隙。652、砂巖的膠結(jié)類型l基底膠結(jié)：膠結(jié)物含量較多，砂

17、巖顆粒孤立地分布在膠結(jié)物中，彼此不接觸或極少接觸。膠結(jié)物與砂粒同時(shí)沉積，其膠結(jié)強(qiáng)度高。l孔隙膠結(jié)：膠結(jié)物含量不多，充填于顆粒之間和部分孔隙中，顆粒呈支架狀接觸，膠結(jié)強(qiáng)度中等。 66l接觸膠結(jié)：膠結(jié)物含量很少，分布于顆粒之間相互接觸處，膠結(jié)強(qiáng)度很弱。 3、砂巖的比表面積 指單位體積巖石內(nèi)顆粒的總表面積，或單位體積內(nèi)孔隙的內(nèi)表面，單位是cm2/cm3。 67二、巖石的孔隙度及孔隙類型 巖石中存在的未被固體物質(zhì)填充的空間巖石中存在的未被固體物質(zhì)填充的空間稱為巖石的孔隙。巖石的孔隙根據(jù)孔隙大小稱為巖石的孔隙。巖石的孔隙根據(jù)孔隙大小及在滲流中的作用分為：及在滲流中的作用分為： 1、超毛細(xì)管孔隙 孔隙直徑

18、大于500m，裂縫寬度大于250m，流體可以在其中流動。 682、毛細(xì)管孔隙 孔隙直徑介于500-0.2m，裂縫寬介于250-0.1m之間，只有當(dāng)外力大于毛細(xì)管效應(yīng)時(shí)，其中流體才可流動。3、微毛細(xì)管孔隙 孔隙直徑小于0.2m，裂縫寬度小于0.1m，在通常的溫度和壓力下，流體在其中不能流動。 694、孔隙度l 指巖石的孔隙體積Vp與巖石的表觀體積Vf的比值 = fpVV70l 若用巖石的有效孔體積Ve代替Vp，則得巖石的有效孔隙度： e l或或 e e是計(jì)算儲量和評價(jià)油藏特性的重是計(jì)算儲量和評價(jià)油藏特性的重要指標(biāo)，兩者在大多數(shù)油藏巖石中基本相同要指標(biāo)，兩者在大多數(shù)油藏巖石中基本相同, ,但油藏工

19、程師感興趣的是但油藏工程師感興趣的是e e。l 砂巖的 e在10-25%之間。 feVV71三、油層巖石的滲透性 1、定義 油田砂巖中多數(shù)孔隙是相通的，因此在一定條件下、一定壓差下，它具有讓流體通過的性質(zhì)，即具有滲透性。滲透性的大小用滲透率K來表示，其大小反映了流體在巖石阻力的大小。 72 2、達(dá)西定律 設(shè)有一個截面為設(shè)有一個截面為A，長度為，長度為L的圓柱形待的圓柱形待測巖心，將其夾緊于巖心夾持器中，用粘測巖心，將其夾緊于巖心夾持器中，用粘度為度為的流體充滿巖心，并在的流體充滿巖心，并在P1的壓力下的壓力下流過巖心，通過巖心后的壓力為流過巖心，通過巖心后的壓力為P2，此時(shí)，此時(shí)測得的流量為測

20、得的流量為Q。73 Q=K 或K：巖芯的滲透率；：巖芯的滲透率；Q：出口流量；出口流量； ：流體粘度；流體粘度； L：巖芯長度；巖芯長度； A：巖芯截面積；巖芯截面積； P：巖芯兩端的壓力差；巖芯兩端的壓力差；滲透率滲透率K的單位達(dá)西，單位為的單位達(dá)西，單位為m2或或Cm2。LuPAPALuQK經(jīng)過多次試驗(yàn)：經(jīng)過多次試驗(yàn)：Q與與A成正比，與成正比，與P=P1-P2成正比，與流體的成正比，與流體的和巖心的長度成反比。和巖心的長度成反比。74巖心觀察時(shí)拍攝的照片巖心觀察時(shí)拍攝的照片 75取心鉆具、巖心抓和取心筒取心鉆具、巖心抓和取心筒 76 四、儲層中流體的飽合度 油層中的油、氣、水飽合度是指單位

21、體積內(nèi)油、氣、水所占的體積百分?jǐn)?shù)。77l油的飽合度：l水的飽合度： of100%100%oopVVSVVwf100%100%wwpVVSVV78l氣的飽合度： Vf、Vp、 分別表示巖石的外表體積、孔隙體積和孔隙度。 gf100%100%ggpVVSVV79五、氣阻效應(yīng)、液阻效應(yīng)1、氣阻效應(yīng)是指氣泡通過毛細(xì)管時(shí)，因變形而對液體流動所產(chǎn)生的阻力效應(yīng)。 2、液阻效應(yīng)是指液珠如油球通過毛細(xì)管時(shí)，對流體如水的流動所產(chǎn)生的阻力效應(yīng)。 80第二節(jié) 油層的化學(xué)改造前言l油層之所以要改造，是由于油層的采收率，例如因注水的方法開采，一般的采收率只能達(dá)到3040%，大部分原油留在地下采不出來。l油層采收率低的主要

22、原因是地層的不均質(zhì)，使驅(qū)油劑沿高滲透層段突入油井。而波及不到那些滲透性較小的層段。 811、波及系數(shù)的概念 所謂波及系數(shù)是指驅(qū)油劑所波及到的油層體積與整個含油體積的比值。 問題：是否驅(qū)油劑波及到的地方油就能被問題：是否驅(qū)油劑波及到的地方油就能被沖洗下來？沖洗下來？l 這要看油層的潤濕性。例如當(dāng)驅(qū)油劑是這要看油層的潤濕性。例如當(dāng)驅(qū)油劑是水時(shí)，水可以較好地將親水油層沖洗下來。水時(shí)，水可以較好地將親水油層沖洗下來。即使對親水油層，沖洗下來的油還常由于即使對親水油層，沖洗下來的油還常由于毛細(xì)管的液阻效應(yīng)而滯留在油層采不出來。毛細(xì)管的液阻效應(yīng)而滯留在油層采不出來。82l但是對于親油油層，水就不能將親油但

23、是對于親油油層，水就不能將親油油層沖洗下來。油層沖洗下來。 由于油層巖石的孔隙面積很大，所以就意味著留在油層的油就很多。l可見，即使驅(qū)油劑波及到的油層，由于儲巖表面的潤濕性和毛細(xì)管的液阻效應(yīng)的存在，油也不一定能采出來。因而有一個洗油效率的問題。 832、洗油效率 所謂洗油效率是指驅(qū)油劑波及到的地方所采出的油量與這個地方儲量的比值。3、采收率=波及系數(shù)洗油效率 因此，油層的化學(xué)改造有兩個途徑：l提高波及系數(shù)：主要方法是增加流體的粘度，即提高驅(qū)油劑的粘度，使用增粘劑.l提高洗油效率：主要的方法是改變巖石的潤濕性和減少毛細(xì)管的液阻效應(yīng)。使用表面活性劑。84一、聚合物驅(qū) 原油的粘度一般比水高。水驅(qū)油時(shí)

24、，注入水總傾向于沿高滲透層段進(jìn)入油層，形成許多死油區(qū)，所以波及系數(shù)不高。 要提高注入水的粘度，可以使用增粘劑，能提高粘度的增粘劑有：聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺、NaCMC、羥乙基纖維素。 85（一）增粘劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求 一個好的增粘劑結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：1、它的主鏈不含氧橋鍵，否則抗溫性差；2、有一定數(shù)量的陰離子親水基，這樣增粘效果好，在負(fù)電荷表面吸附少； 3、有一定數(shù)量的非離子基團(tuán)，以提供化學(xué)穩(wěn)定性。8687 其中部分水解的聚丙烯酰胺比較全面地滿足這些要求，其中部分水解的聚丙烯酰胺比較全面地滿足這些要求，因此，目前廣泛采用的是部分水解的聚丙烯酰胺。因此，目前廣泛采用

25、的是部分水解的聚丙烯酰胺。88（二）HPAM在驅(qū)油中應(yīng)用 1、分子量 HPAM在作為聚合物驅(qū)時(shí)，分子量最好100萬600萬。分子量太大，不易溶解并易剪切降解。而分子量太小，分子鏈短，分子間力小，影響結(jié)構(gòu)粘度的形成，影響增粘效果。 892、水解度 HPAM的水解度最好在5-30%的范圍。水解度越大，則COO-越多，雖然有利于增粘和減少吸附，但不利于聚合物的化學(xué)穩(wěn)定性。 反之，CONH2越多，雖有利于聚合物的穩(wěn)定性，但不利于增粘，還易吸附在地層表面。 903、驅(qū)油機(jī)理 增加水的粘度，增加波及系數(shù)，從而提高了采油收率。91 l在注水中，在注水中，HPAM的使用濃度通常在的使用濃度通常在200-200

26、0ppm，而最常用的是而最常用的是250-1000ppm。l HPAM水溶液的注入量通常為油層孔隙體積水溶液的注入量通常為油層孔隙體積的的733%，這個注入量已經(jīng)能較好地改變、，這個注入量已經(jīng)能較好地改變、提高油層的采收率。提高油層的采收率。924、具體使用實(shí)例 有一油田，油層的深度985m，油層溫度35，孔隙度26.6%，滲透率2.1達(dá)西，原油的地下粘度為58厘泊（mPas）。在采油4年以后開始注入HPAM水溶液，濃度為360ppm，注入量為孔隙體積的10%。注入后，經(jīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，它的采收率可達(dá)33%，而注入普通水的最終采收率為2225%。 93（二）（二）NaCMC 不能用于高溫地層，否

27、則會降解。使用溫度小于90。94（三）羥乙基纖維素 分子伸展性不好，且與地層表面形成氫鍵，吸附量大，是一種非離子性水溶性高分子。95二、表面活性劑驅(qū)二、表面活性劑驅(qū)注活性水提高采收率注活性水提高采收率 溶有表面活性劑的水叫活性水，將活性溶有表面活性劑的水叫活性水，將活性水注入油層可使采收率比普通水提高水注入油層可使采收率比普通水提高5-15%。（一）注活性水提高采收率的原因（一）注活性水提高采收率的原因1、降低油水界面張力，降低油水界面張力，降低降低粘附功粘附功，油易油易于從地層表面洗下來。于從地層表面洗下來。 96l所謂粘附功是將接觸面為1cm2的液滴從固體表面拉開需做的功。972、活性劑能

28、使親油的地層表面潤濕反轉(zhuǎn)為親水表面，提高洗油效率；98l潤濕反轉(zhuǎn)是指活性劑使固體表面的潤濕性向相反方面轉(zhuǎn)化的作用l能使固體表面的潤濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)的活性劑叫潤濕劑或潤濕反轉(zhuǎn)劑。99（1）潤濕反轉(zhuǎn)的原理 具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，自動濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，活性劑分子的親油基吸附在非極性固體表面上，活性劑分子的親油基吸附在非極性固體表面上，其親水基朝外，其親水基朝外，從而改變了固體表面的親油性。從而改變了固體表面的親油性。100 具有親油、親水的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自具有親油、親水

29、的兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子，自動濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，吸附動濃集到固體表面，形成定向排列的吸附層，吸附層中活性劑分子的親水基吸附在極性固體表面上，層中活性劑分子的親水基吸附在極性固體表面上，其親油基朝外，從而改變了固體表面的親水性。其親油基朝外，從而改變了固體表面的親水性。101 各種締合膠束的形狀各種締合膠束的形狀球狀球狀層狀層狀棒狀棒狀102 3、活性水使油乳化成水包油型乳狀液，這樣一方活性水使油乳化成水包油型乳狀液，這樣一方面乳化的油不易再粘附到巖石的表面，因而有利面乳化的油不易再粘附到巖石的表面，因而有利于于提高洗油效率；提高洗油效率；微小水滴分散在油中，符號微小水滴分

30、散在油中，符號W/O微小油滴分散在水中，微小油滴分散在水中， 符號符號O/W水包油型水包油型油包水型油包水型1034、另一方面乳化的油通過毛細(xì)管時(shí)所產(chǎn)、另一方面乳化的油通過毛細(xì)管時(shí)所產(chǎn)生的疊加的液阻效應(yīng)，使高滲透層的阻力生的疊加的液阻效應(yīng)，使高滲透層的阻力增加，迫使水進(jìn)入低滲透層段，增加，迫使水進(jìn)入低滲透層段，提高波及提高波及系數(shù)。系數(shù)。 104 有一試驗(yàn)區(qū)面積有一試驗(yàn)區(qū)面積0.1258km2，油層平均厚度油層平均厚度7m，生產(chǎn)井?dāng)?shù)生產(chǎn)井?dāng)?shù)21個，注水井?dāng)?shù)個，注水井?dāng)?shù)19個。注活性個。注活性劑水試驗(yàn)進(jìn)行了兩年，活性劑選用聚氧乙烯劑水試驗(yàn)進(jìn)行了兩年，活性劑選用聚氧乙烯異辛基苯酚醚異辛基苯酚醚-1

31、0，注入濃度，注入濃度0.002%。每注。每注1 m3活性水采出油量活性水采出油量0.35m3，在相同的條件下在相同的條件下注普通水，每注注普通水，每注1 m3水采出油量水采出油量0.23m3。 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例105由于石油中含有不同數(shù)量的石油酸如環(huán)烷酸，它們由于石油中含有不同數(shù)量的石油酸如環(huán)烷酸，它們可以與加入的可以與加入的NaOH反應(yīng)生成環(huán)烷酸鈉，環(huán)烷酸鈉反應(yīng)生成環(huán)烷酸鈉，環(huán)烷酸鈉是活性很強(qiáng)的活性劑，因此，注堿性水提高采收率是活性很強(qiáng)的活性劑，因此，注堿性水提高采收率的原因與活性水相同。的原因與活性水相同。 三、堿驅(qū)三、堿驅(qū)（一）注堿性水提高采收率的原理（一）注堿性水提高采收率的原理10

32、6l并不是所有的油層都適合于注堿性水。并不是所有的油層都適合于注堿性水。 例如當(dāng)石油中的石油酸含量不大，或油層中例如當(dāng)石油中的石油酸含量不大，或油層中含有大量的含有大量的Ca2+、Mg2+、Sr2+等離子以及可膨等離子以及可膨脹的粘土?xí)r，便不宜注堿性水。脹的粘土?xí)r，便不宜注堿性水。lNaOH，NH4OH，Na2CO3等都是可以用于等都是可以用于配制堿性水的堿性物質(zhì)。配制堿性水的堿性物質(zhì)。用氫氧化鈉配堿性水時(shí)，濃度可在用氫氧化鈉配堿性水時(shí)，濃度可在0.05-0.5%(W)的范圍內(nèi)選擇。的范圍內(nèi)選擇。 107有一實(shí)驗(yàn)區(qū)，面積有一實(shí)驗(yàn)區(qū)，面積0.255 km2，有兩個產(chǎn)層，有兩個產(chǎn)層，平均厚度分別為

33、平均厚度分別為11.2m和和30.5m，滲透率分別滲透率分別為為495毫達(dá)西和毫達(dá)西和320毫達(dá)西，孔隙度約為毫達(dá)西，孔隙度約為30%。這個實(shí)驗(yàn)區(qū)有油井這個實(shí)驗(yàn)區(qū)有油井44口（其中上層、下層分口（其中上層、下層分布）和注水井布）和注水井5口（其中上層口（其中上層3口、下層口、下層2口）。生產(chǎn)原油的比重口）。生產(chǎn)原油的比重0.934，在地層條件下，在地層條件下（25.6atm，48.9）原油粘度為原油粘度為40厘泊。試?yán)宀?。試?yàn)區(qū)在注水兩年后由于產(chǎn)量下降、水油比上驗(yàn)區(qū)在注水兩年后由于產(chǎn)量下降、水油比上升而進(jìn)行注堿性水實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)的升而進(jìn)行注堿性水實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)的10個月內(nèi)個月內(nèi)共注入共注入0.2%

34、NaOH水溶液水溶液2.54105 m3。注注堿性水后，水油比下降。從實(shí)驗(yàn)后六年計(jì)算，堿性水后，水油比下降。從實(shí)驗(yàn)后六年計(jì)算，注堿性水比注普通水多增產(chǎn)原油注堿性水比注普通水多增產(chǎn)原油4.671046.96104 T，即近即近7萬噸。萬噸。 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例108四、泡沫驅(qū) 一些實(shí)驗(yàn)證明泡沫驅(qū)的驅(qū)油效率比活性水高。一些實(shí)驗(yàn)證明泡沫驅(qū)的驅(qū)油效率比活性水高。因此，泡沫驅(qū)油已成為提高采收率的一種重要因此，泡沫驅(qū)油已成為提高采收率的一種重要方法。方法。（一）提高采收率的原理（一）提高采收率的原理1091、產(chǎn)生氣阻效應(yīng)，提高了波及系數(shù)當(dāng)泡沫通過不均質(zhì)地層時(shí)，它將首先進(jìn)入高滲透層當(dāng)泡沫通過不均質(zhì)地層時(shí)，它將

35、首先進(jìn)入高滲透層段，而氣阻效應(yīng)的疊加，使它的流動阻力逐漸增加，段，而氣阻效應(yīng)的疊加，使它的流動阻力逐漸增加，因而迫使泡沫可以進(jìn)入那些滲透性較小、流動阻力因而迫使泡沫可以進(jìn)入那些滲透性較小、流動阻力較大而原先不能進(jìn)入的層段，較大而原先不能進(jìn)入的層段，這樣泡沫可以比較均這樣泡沫可以比較均勻地沿不均質(zhì)地層向前推進(jìn)，提高了波及系數(shù)，因勻地沿不均質(zhì)地層向前推進(jìn)，提高了波及系數(shù)，因而提高了采收率。而提高了采收率。2、泡沫的粘度大于水，提高了波及系數(shù)。 110（二）泡沫劑的組成 泡沫由水、氣、起泡劑組成。泡沫由水、氣、起泡劑組成。l配泡沫用的水，可用淡水，也可用鹽水。配泡沫用的水，可用淡水，也可用鹽水。l配

36、泡沫用的氣體，可用空氣，配泡沫用的氣體，可用空氣，N2、CO2、天然氣、煉廠氣或煙道氣。天然氣、煉廠氣或煙道氣。l常用的起泡劑是有烷基磺酸鈉、烷基苯磺常用的起泡劑是有烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醇醚酸鈉、聚氧乙烯烷基醇醚-15、聚氧乙烯烷基、聚氧乙烯烷基苯酚醚苯酚醚-10、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鹽等。、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鹽等。 111有一口實(shí)驗(yàn)井，油井有一口實(shí)驗(yàn)井，油井5口，注水井口，注水井1口，油層口，油層深度深度1050m，平均厚度平均厚度13.5m，油層孔隙體積油層孔隙體積3.08105m3，油層滲透率油層滲透率K 1.52.5m2，地地層原油粘度層原油粘度30mPas。試

37、驗(yàn)前，采收率為試驗(yàn)前，采收率為37%，產(chǎn)液中含水產(chǎn)液中含水9598%。泡沫驅(qū)進(jìn)行了兩年又泡沫驅(qū)進(jìn)行了兩年又7個月。起泡劑用石油苯磺酸鈉，濃度為個月。起泡劑用石油苯磺酸鈉，濃度為0.25%，起泡劑水溶液與空氣體積比為起泡劑水溶液與空氣體積比為1:22，泡沫注入，泡沫注入量為量為10%的油層孔隙體積。注泡沫后，油井的油層孔隙體積。注泡沫后，油井的采收率提高了的采收率提高了1.5%。 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例112五、復(fù)合驅(qū)五、復(fù)合驅(qū)l復(fù)合驅(qū)指兩種或兩種以上驅(qū)油成分組復(fù)合驅(qū)指兩種或兩種以上驅(qū)油成分組合起來的驅(qū)動。合起來的驅(qū)動。l驅(qū)油成分指聚合物、堿、表面活性劑。驅(qū)油成分指聚合物、堿、表面活性劑。 11311

38、4復(fù)合驅(qū)之所以有更好的驅(qū)油效果，主要復(fù)合驅(qū)之所以有更好的驅(qū)油效果，主要由于復(fù)合驅(qū)中的聚合物、表面活性劑和由于復(fù)合驅(qū)中的聚合物、表面活性劑和堿之間有協(xié)同作用。堿之間有協(xié)同作用。115第三節(jié) 油水井的化學(xué)改造 l油田大多數(shù)是注水開發(fā)的。在注水井的油田中有油油田大多數(shù)是注水開發(fā)的。在注水井的油田中有油井和注水井。井和注水井。l在油井和注水井中，也存在各種問題影響著油田的在油井和注水井中，也存在各種問題影響著油田的開發(fā)。開發(fā)。l對油井，有油井出砂、油井析蠟、油井出水、稠油對油井，有油井出砂、油井析蠟、油井出水、稠油采不出來和由于各種原因引起油井產(chǎn)量的降低等五大采不出來和由于各種原因引起油井產(chǎn)量的降低等

39、五大問題，即常所說的油井的砂、蠟、水、稠、低。問題，即常所說的油井的砂、蠟、水、稠、低。l水井的問題相對簡單，有出砂、注入剖面不均勻或水井的問題相對簡單，有出砂、注入剖面不均勻或水注不進(jìn)去等問題。水注不進(jìn)去等問題。l解決油水井的問題方法中，化學(xué)方法仍是一種重要解決油水井的問題方法中，化學(xué)方法仍是一種重要方法。方法。116第一專題第一專題油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井的出水以及化學(xué)堵水117一、油井出水原因 油井出水按水的來源可分為：油井出水按水的來源可分為：l注入水注入水l邊水邊水l底水底水l上層水上層水l下層水下層水l夾層水。夾層水。1181、

40、注入水及邊水由于油層性質(zhì)不均勻及開采方法不當(dāng)，使注入水及由于油層性質(zhì)不均勻及開采方法不當(dāng)，使注入水及邊水沿滲透層及高滲透區(qū)突入油井。邊水沿滲透層及高滲透區(qū)突入油井。 注入水 邊水119 2、底水當(dāng)油田有底水時(shí)，由當(dāng)油田有底水時(shí)，由于油井生產(chǎn)時(shí)在地層于油井生產(chǎn)時(shí)在地層中造成的壓力差破壞中造成的壓力差破壞了由于重力作用所建了由于重力作用所建立起來的油水平衡關(guān)立起來的油水平衡關(guān)系，使原來的油水界系，使原來的油水界面由井底呈錐形升高，面由井底呈錐形升高，這種現(xiàn)象叫這種現(xiàn)象叫底水錐進(jìn)底水錐進(jìn)。結(jié)果造成含水上升、結(jié)果造成含水上升、產(chǎn)油量下降。產(chǎn)油量下降。120注入水、邊水及底水，在油藏中雖然處于不同注入水

41、、邊水及底水，在油藏中雖然處于不同位置，但它們都處在同一層中，稱為位置，但它們都處在同一層中，稱為同層水同層水。1213、上層水、下層水及夾層水從油層上部或下部的含水層及夾于油層之間從油層上部或下部的含水層及夾于油層之間的含水層中竄入油井的水。的含水層中竄入油井的水。 上層水、下層水 夾層水122l由于上層水、下層水及夾層水是油層以由于上層水、下層水及夾層水是油層以外的水，所以可通稱外的水，所以可通稱外來水外來水。l外來水往往由于固井質(zhì)量不高，或套管外來水往往由于固井質(zhì)量不高，或套管損壞而竄入油井。損壞而竄入油井。123二、降低油井出水的方法要減少油井出水，可從兩方面做工作：l從注水井封堵高滲

42、透層，減少注入水沿高滲透層突入油井。即水井堵水。l封堵油井出水層，即油井堵水。124注水井調(diào)剖法注水井調(diào)剖法 125油層是不均質(zhì)的。注入油層的水，常常油層是不均質(zhì)的。注入油層的水，常常8 090%的量為高滲透層吸收，注入剖面很不均勻。的量為高滲透層吸收，注入剖面很不均勻。為了發(fā)揮中、低滲透層的作用，提高注入水的波為了發(fā)揮中、低滲透層的作用，提高注入水的波及系數(shù)，就必須調(diào)整注水井的注入剖面。而要調(diào)及系數(shù)，就必須調(diào)整注水井的注入剖面。而要調(diào)整注入剖面，就必須封堵高滲透層。整注入剖面，就必須封堵高滲透層。126將化學(xué)劑注入注水井的高滲透層段，用將化學(xué)劑注入注水井的高滲透層段，用以降低高吸水層段的吸水

43、量，提高注入以降低高吸水層段的吸水量，提高注入水的壓力，達(dá)到提高中、低滲透層吸水水的壓力，達(dá)到提高中、低滲透層吸水量，改善注水井吸水剖面，提高水的波量，改善注水井吸水剖面，提高水的波及系數(shù)、改善水驅(qū)油狀況的方法稱為及系數(shù)、改善水驅(qū)油狀況的方法稱為注注水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)，其所用的化學(xué)劑稱，其所用的化學(xué)劑稱調(diào)剖劑調(diào)剖劑。127（一）單液法這種方法是向地層注入一種液體，這種液體這種方法是向地層注入一種液體，這種液體所帶的固體物質(zhì)或隨后變成的固體物質(zhì)可封所帶的固體物質(zhì)或隨后變成的固體物質(zhì)可封堵高滲透層。堵高滲透層。1、石灰乳、石灰乳石灰乳是氫氧化鈣在水中的懸浮體。由于氫石灰乳是氫氧化鈣在

44、水中的懸浮體。由于氫氧化鈣的顆粒直徑較大（大于氧化鈣的顆粒直徑較大（大于10-5cm），），所所以它特別適用于封堵裂縫性的高滲透層。以它特別適用于封堵裂縫性的高滲透層。128l優(yōu)點(diǎn)是不需要封堵時(shí)，可隨時(shí)用鹽酸解除。優(yōu)點(diǎn)是不需要封堵時(shí)，可隨時(shí)用鹽酸解除。Ca（OH）2可與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的可與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaCl2：Ca（OH）2+2HCl CaCl2 + 2H2Ol除石灰乳外，還可用除石灰乳外，還可用Al（OH）3、炭黑、水炭黑、水膨體（指遇水膨脹而不溶解的聚合物）等。膨體（指遇水膨脹而不溶解的聚合物）等。 129有一注水井，注水油層的滲透率有一注水井，注水油層的滲透率530m2

45、，很不均勻，用石灰乳處理。處理時(shí)，每米厚度很不均勻，用石灰乳處理。處理時(shí)，每米厚度油層注入油層注入0.4m3含含5%（wt）Ca（OH）2的石灰的石灰乳。處理后，注水壓力由原來的乳。處理后，注水壓力由原來的3.5Ma上升上升至至6.5Ma。與此連通的鄰近油井反應(yīng)明顯，與此連通的鄰近油井反應(yīng)明顯，產(chǎn)液含水由堵前的產(chǎn)液含水由堵前的80%下降至下降至60%，日產(chǎn)油由，日產(chǎn)油由堵前的堵前的21.5噸上升至噸上升至33噸。噸。 井例井例1302、硅酸溶膠硅酸溶膠是一種典型的單液法堵劑，硅酸溶膠是一種典型的單液法堵劑，因因處理時(shí)只有一種液體注入油層處理時(shí)只有一種液體注入油層，經(jīng)過一，經(jīng)過一定時(shí)間，硅酸溶膠

46、即膠凝成固體，將高定時(shí)間，硅酸溶膠即膠凝成固體，將高滲透層封堵。滲透層封堵。 131硅酸溶膠通常由水玻璃（又名偏硅酸鈉硅酸溶膠通常由水玻璃（又名偏硅酸鈉Na2OmSO2）與鹽酸反應(yīng)制得，反應(yīng)如下：與鹽酸反應(yīng)制得，反應(yīng)如下： Na2OmSO2+2HCl mSO2H2O+2NaCl 硅溶膠硅溶膠 132由于制備方法不同，可得兩種硅酸溶膠：由于制備方法不同，可得兩種硅酸溶膠：l酸性硅溶膠，膠粒表面帶正荷酸性硅溶膠，膠粒表面帶正荷 將水玻璃加到鹽酸中制得，因反應(yīng)在將水玻璃加到鹽酸中制得，因反應(yīng)在H+過剩的情過剩的情況下進(jìn)行，膠粒表面帶正荷。況下進(jìn)行，膠粒表面帶正荷。l堿性硅溶膠，膠粒表面帶負(fù)電荷堿性硅

47、溶膠，膠粒表面帶負(fù)電荷 將鹽酸加到水玻璃中制得，因反應(yīng)是硅酸根濃度將鹽酸加到水玻璃中制得，因反應(yīng)是硅酸根濃度高的環(huán)境下反應(yīng)的，膠粒表面帶負(fù)電荷。高的環(huán)境下反應(yīng)的，膠粒表面帶負(fù)電荷。 l這兩種硅溶膠都可在一定的時(shí)間內(nèi)膠凝。這兩種硅溶膠都可在一定的時(shí)間內(nèi)膠凝。 例如例如10%（wt）鹽酸與鹽酸與4%（wt）Na2SiO3配成配成PH=1.5的酸性硅溶膠，在的酸性硅溶膠，在70下，膠凝時(shí)間下，膠凝時(shí)間8h。 133有一注水井，注水層段在有一注水井，注水層段在21122119m，滲滲透率透率310m2，很不均質(zhì)，用酸性硅溶膠處很不均質(zhì)，用酸性硅溶膠處理。硅酸溶膠是將理。硅酸溶膠是將4%Na2SiO3加

48、到加到10%HCl中配成。處理時(shí)，每米厚度油層注入硅酸溶中配成。處理時(shí)，每米厚度油層注入硅酸溶膠膠2m3。處理后，注入壓力提高了處理后，注入壓力提高了0.9Mpa，與它連通的鄰近油井的產(chǎn)液含水由與它連通的鄰近油井的產(chǎn)液含水由60%減至減至54%，日產(chǎn)油由，日產(chǎn)油由35噸提高至噸提高至40噸。噸。 井例井例134（二）雙液法這一方法是向油層注入由隔離液隔開的兩種這一方法是向油層注入由隔離液隔開的兩種可反應(yīng)的液體，把這兩種液體分別叫第一反可反應(yīng)的液體，把這兩種液體分別叫第一反應(yīng)液和第二反應(yīng)液。將兩種液體向油層內(nèi)部應(yīng)液和第二反應(yīng)液。將兩種液體向油層內(nèi)部推至一定距離，隔離液變薄至不起隔離作用，推至一定

49、距離，隔離液變薄至不起隔離作用，兩種液體就可發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生封堵地層的物兩種液體就可發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生封堵地層的物質(zhì)。由于高滲透層吸入更多堵劑，故封堵主質(zhì)。由于高滲透層吸入更多堵劑，故封堵主要發(fā)生在高滲透層。要發(fā)生在高滲透層。 1351、沉淀型堵劑這類堵劑主要是無機(jī)堵劑。這類堵劑主要是無機(jī)堵劑。1）第一反應(yīng)液）第一反應(yīng)液 5-20% Na2CO3 第二反應(yīng)液第二反應(yīng)液 5-30% FeCl33Na2CO3+FeCl36NaOH+Fe2(CO3)3 1362）第一反應(yīng)液）第一反應(yīng)液 1-25% Na2SiO3 或或 （Na2OmSO2） 第二反應(yīng)液第二反應(yīng)液 5-13% FeSO4Na2OmSiO2

50、+ FeSO4 FeOmSiO2 + Na2SO4 3）第一反應(yīng)液第一反應(yīng)液 1-25% Na2OmSiO2 第二反應(yīng)液第二反應(yīng)液 1-15% CaCl2Na2OmSiO2 + CaCl2 CaOmSiO2 + NaCl 137隔離液可用水、煤油、柴油或其它不與反應(yīng)液反應(yīng)隔離液可用水、煤油、柴油或其它不與反應(yīng)液反應(yīng)的液體，隔離液的用量取決于沉淀沉積的位置。的液體，隔離液的用量取決于沉淀沉積的位置。138井例井例 有一實(shí)驗(yàn)區(qū)，有兩口注水井和一口油井，由有一實(shí)驗(yàn)區(qū)，有兩口注水井和一口油井，由于注水井與油井之間有嚴(yán)重水竄，所以用雙于注水井與油井之間有嚴(yán)重水竄，所以用雙液法處理。選用下列兩種反應(yīng)液：液

51、法處理。選用下列兩種反應(yīng)液：第一反應(yīng)液第一反應(yīng)液 23.2% Na2OmSiO2第二反應(yīng)液第二反應(yīng)液 13% FeSO4處理后，注水壓力由原來的處理后，注水壓力由原來的5.32MPa升至升至7.17MPa，油井產(chǎn)液含水從油井產(chǎn)液含水從91.5%降至降至87.7%，日產(chǎn)油由日產(chǎn)油由11 m3 增至增至14.3m3。139140 油油 井井 堵堵 水水 法法141一、堵水劑分類l化學(xué)劑經(jīng)油井注入到高滲透出水層段，降化學(xué)劑經(jīng)油井注入到高滲透出水層段，降低近井地帶的水相滲透率，減少油井出水，低近井地帶的水相滲透率，減少油井出水，增加原油產(chǎn)量的一套技術(shù)稱為增加原油產(chǎn)量的一套技術(shù)稱為油井化學(xué)堵油井化學(xué)堵水

52、法，水法，其所用化學(xué)劑叫其所用化學(xué)劑叫堵水劑。堵水劑。l據(jù)堵水劑對油層和水層的堵塞作用，又可據(jù)堵水劑對油層和水層的堵塞作用，又可分為分為非選擇性堵水法非選擇性堵水法和和選擇性堵水法選擇性堵水法。 1421 1、非選擇性堵水劑、非選擇性堵水劑適用于單一水層或高含水層。此堵水劑對水適用于單一水層或高含水層。此堵水劑對水層和油層均可造成堵塞，而無選擇性。層和油層均可造成堵塞，而無選擇性。與注水井堵水法的單液法雙液法相似。與注水井堵水法的單液法雙液法相似。l凍膠法堵劑；l凝膠法堵劑；l沉淀法堵劑；l樹脂型堵劑。143在施工時(shí)，首先找出出水水層，并采用封在施工時(shí)，首先找出出水水層，并采用封隔器將水層和油

53、層分開，然后將堵水劑壓隔器將水層和油層分開，然后將堵水劑壓入水層造成堵塞。入水層造成堵塞。1442、選擇性堵水劑以以HPAM為例說明其選擇性堵水的原理。為例說明其選擇性堵水的原理。適用于用封隔器不易將水層和油層分開適用于用封隔器不易將水層和油層分開的出水層段。只堵水，而不堵油。的出水層段。只堵水，而不堵油。145l儲油層的油水飽和度不同，儲油層的油水飽和度不同，HPAM是水溶是水溶性的，它優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層；性的，它優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層；l在由于水沖刷而暴露的地層表面，在由于水沖刷而暴露的地層表面， HPAM通過通過-CONH2與地層表面羥基氫鍵吸附；與地層表面羥基氫鍵吸附；l

54、HPAM分子中未吸附部分分子中未吸附部分-COO-是親水的，是親水的，在水中伸展，像水草一樣對水的流動產(chǎn)生阻在水中伸展，像水草一樣對水的流動產(chǎn)生阻力；力；l當(dāng)油流過時(shí)，當(dāng)油流過時(shí)，HPAM中的中的-COO-像觸角一樣像觸角一樣因憎油而收回，對油的流動不產(chǎn)生阻力。從因憎油而收回，對油的流動不產(chǎn)生阻力。從而堵水不堵油。而堵水不堵油。Very important146147l分子量在分子量在300萬至萬至1200萬，水解度萬，水解度10-35范圍的范圍的HPAM均可用于油井選均可用于油井選擇性堵水。擇性堵水。l通過油井堵水的方法，據(jù)一些研究表通過油井堵水的方法，據(jù)一些研究表明投入產(chǎn)出比達(dá)到明投入產(chǎn)出

55、比達(dá)到1 : 5,在一個試驗(yàn)井在一個試驗(yàn)井區(qū)區(qū)1066口井（水井口井（水井591，油井，油井475 ），），試驗(yàn)后增產(chǎn)原油試驗(yàn)后增產(chǎn)原油200萬噸萬噸。148有一口油井，深有一口油井，深950米，每天產(chǎn)液中油米，每天產(chǎn)液中油6.4m3,水水136m3 ，通過油井注入，通過油井注入80m310%HPAM，每，每天產(chǎn)液中油天產(chǎn)液中油23m3，水，水95m3，效果明顯效果明顯 。有效。有效期三個月。期三個月。 井例井例149第二專題第二專題油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井的出水以及化學(xué)堵水油水井防砂法油水井防砂法150一、油水井出砂的原因 油井會不會出砂，主要取決于砂層中砂粒間的油井會不會出砂，主要取

56、決于砂層中砂粒間的膠結(jié)狀況。若砂粒間沒有膠結(jié)物，或雖有膠結(jié)物但膠結(jié)狀況。若砂粒間沒有膠結(jié)物，或雖有膠結(jié)物但數(shù)量很少強(qiáng)度很差，它們就會在流體的沖刷下引起數(shù)量很少強(qiáng)度很差，它們就會在流體的沖刷下引起出砂。出砂。 151二、化學(xué)防砂法 油水井的防砂法有：l化學(xué)橋接防砂法；l化學(xué)膠接防砂法化學(xué)膠接防砂法化學(xué)膠接防砂法是用膠結(jié)劑將松散的或是用膠結(jié)劑將松散的或膠結(jié)不牢的砂粒，在它們接觸點(diǎn)處膠接膠結(jié)不牢的砂粒，在它們接觸點(diǎn)處膠接起來，達(dá)到防砂的目的。起來，達(dá)到防砂的目的。152二、化學(xué)膠接防砂法（一）膠結(jié)砂層中的砂粒所需要的步驟1、預(yù)處理液的注入、預(yù)處理液的注入 膠結(jié)之前，砂層是要預(yù)處理：l若要除去砂粒表面

57、的油，預(yù)處理劑可用液化石油氣、汽油、柴油等；153l若為極性膠結(jié)劑準(zhǔn)備一個極性親水表若為極性膠結(jié)劑準(zhǔn)備一個極性親水表面，預(yù)處理液可用活性劑水溶液。面，預(yù)處理液可用活性劑水溶液。 所用的活性劑應(yīng)是那些親水的活性劑如烷基磺所用的活性劑應(yīng)是那些親水的活性劑如烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚酸鈉、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚-2070等。由于極性膠結(jié)劑能很好地潤濕極性表面，等。由于極性膠結(jié)劑能很好地潤濕極性表面，因而有較好的膠結(jié)效果。因而有較好的膠結(jié)效果。 1542、膠結(jié)劑的注入、膠結(jié)劑的注入l目的在于將膠結(jié)劑注入到要膠結(jié)的砂層中目的在于將膠結(jié)劑注入到要膠結(jié)的砂層中去。由于

58、砂層的滲透性不均質(zhì)，故膠結(jié)劑將去。由于砂層的滲透性不均質(zhì)，故膠結(jié)劑將更多地沿高滲透層進(jìn)入砂層，影響防砂效果。更多地沿高滲透層進(jìn)入砂層，影響防砂效果。 155l為了使防砂膠結(jié)劑均勻注入，在膠結(jié)前可先為了使防砂膠結(jié)劑均勻注入，在膠結(jié)前可先注一段分散劑。分散劑是這樣一種物質(zhì)，它注一段分散劑。分散劑是這樣一種物質(zhì)，它可以降低高滲透層的滲透率，從而使砂層的可以降低高滲透層的滲透率，從而使砂層的滲透率拉平，因而膠結(jié)劑可以比較均勻地進(jìn)滲透率拉平，因而膠結(jié)劑可以比較均勻地進(jìn)入砂層。入砂層。 例如異丙醇、柴油和羥乙基纖維素的混例如異丙醇、柴油和羥乙基纖維素的混合物就是這樣一種分散劑。由于乙基纖維素合物就是這樣一

59、種分散劑。由于乙基纖維素可在柴油中溶脹，所以當(dāng)把它注入砂層時(shí)，可在柴油中溶脹，所以當(dāng)把它注入砂層時(shí)，它將更多地進(jìn)入高滲透層，從而引起高滲透它將更多地進(jìn)入高滲透層，從而引起高滲透層滲透率的下降?？梢姡瑸榱颂岣叻郎靶Ч?，層滲透率的下降?？梢?，為了提高防砂效果，是應(yīng)該注意分散劑的使用。是應(yīng)該注意分散劑的使用。1563、增孔液的注入 由于對砂粒起膠結(jié)作用的膠結(jié)劑是沾在砂粒接由于對砂粒起膠結(jié)作用的膠結(jié)劑是沾在砂粒接觸點(diǎn)上的膠結(jié)劑。在砂?？紫吨械哪z結(jié)劑是不需要觸點(diǎn)上的膠結(jié)劑。在砂?？紫吨械哪z結(jié)劑是不需要的，因它固化以后引起砂層的堵塞，降低膠結(jié)以后的，因它固化以后引起砂層的堵塞，降低膠結(jié)以后砂層的滲透率。因

60、此要用增孔液將這部分多余的膠砂層的滲透率。因此要用增孔液將這部分多余的膠結(jié)劑推至地層深處（但不溶解膠結(jié)劑）。結(jié)劑推至地層深處（但不溶解膠結(jié)劑）。 例如柴油可作增孔液，因?yàn)樗鼈兪欠菢O性物質(zhì)，例如柴油可作增孔液，因?yàn)樗鼈兪欠菢O性物質(zhì)，不會溶解極性物質(zhì)，并且由于砂粒表面是親水表面，不會溶解極性物質(zhì)，并且由于砂粒表面是親水表面，煤油和柴油不會將膠結(jié)劑全部帶走。煤油和柴油不會將膠結(jié)劑全部帶走。 1574、膠結(jié)劑的固化 對不同的膠結(jié)劑有不同的固化方法，主對不同的膠結(jié)劑有不同的固化方法，主要用化學(xué)方法。膠結(jié)劑固化以后，就可將砂要用化學(xué)方法。膠結(jié)劑固化以后，就可將砂粒膠結(jié)住，達(dá)到防砂的目的。有些膠結(jié)劑固粒膠結(jié)