油田用化學劑

關于油田用化學劑第一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)油田用化學劑和水泥外加劑

一、鉆井用化學劑

1.鉆井液（泥漿）及其處理劑

2.降濾失劑

3.降粘劑

4.鉆井液緩蝕劑

5.鉆井液處理劑的發(fā)展趨勢

二、水泥外加劑

第二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第11章油田用化學劑

油田化學劑按油田施工工藝可分為：鉆井用化學劑、油氣開采用化學劑、油氣集輸用化學劑、水處理用化學劑和提高采收率用化學劑等五大類。第一節(jié)鉆井用化學劑和水泥外加劑一、鉆井用化學劑1.鉆井液(泥漿)及其處理劑

泥漿在鉆井過程中起著重要作用：凈化井眼，將鉆屑帶出地面；冷卻和潤滑鉆頭；泥漿中的粘土顆粒附著井壁，形成薄而韌的泥餅，穩(wěn)定井壁。防止井噴、漏、塌、卡等。餅形成示意圖（a）薄餅（b）厚餅

由于油層地質條件和鉆井深度的不同。要求使用不同性能的泥漿。目前使用的泥漿有水基泥漿、油基泥漿和聚合物泥漿。是一種固體含量很低的聚合物泥漿，具有能提高鉆速和進尺．降低成本及保護油層的優(yōu)點。第三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

在鉆井液(泥漿)配制和處理過程中所用的化學劑，稱為鉆井液處理劑，我國目前已有十八類260種的鉆井液處理劑(見圖表)2．降濾失劑

泥漿失水量越大，形成的泥餅越厚、性能也越差，因此，在泥漿中添加一些降濾失劑(降失水劑)，減少泥漿進入地層的失水量，利于形成致密的滲透性小的泥餅。(1)煤堿劑

煤堿劑是由褐煤粉(含有20％～80％腐殖酸)加適量燒堿和水配制成的。其主要成分是腐殖酸鈉?，F(xiàn)場常用的配方為：褐煤：燒堿：水=15∶(1~3)∶(50~200)。

若將褐煤與重鉻酸鉀混合，按腐殖酸：重鉻酸鉀＝3:1～4:1在80℃左右，生成鉻腐殖酸，在水中有較大的溶解度．所配制的鉻腐殖酸活性劑泥漿曾用于6250m的高溫深井作業(yè)、具有很高的熱穩(wěn)定性，形成井壁穩(wěn)定，有較好的防塌效果。第四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(2)羧甲基纖維素(CMC)

鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)作為泥漿的降濾失劑其分子結構為：(3)聚丙烯酸鹽

水解聚丙烯腈是聚丙烯腈(n＝2350～3760，分子量為12.5～20萬)的水解產物，反應為：降濾失劑的作用機理

泥漿中細小粘土顆粒的含量增多，有利于形成致密的泥餅，特別是具有高粘度和彈性的吸附水化膜帶來的堵孔作用，使泥餅更致密，從而使泥漿的失水量降低。降濾失劑與土粒的吸附

第五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二①羧甲基淀粉鈉鹽(CMS)

羧甲基纖維素(CMC)已大量用于泥漿降濾失劑，但價格昂貴，采用價廉而易得的玉米淀粉作原料，進行改性．制得羧甲基淀粉鈉鹽(CMS-Na)②AM-SAS共聚物丙烯酰胺(AM)烯丙基磺酸鈉(SAS)屬陰離子型高分子，鏈中的-SO3(Na)有益于提高泥漿的降失水性能。③SPNH降濾失劑SPNH降濾失劑是一種復配型藥劑，該產品的主要成分是磺化腐殖酸鉻鹽(SMC)，磺化酚醛樹脂(SMP)及水解聚丙烯酰胺(NPAN)一定比例配制而成。是一種深井(或超深井)泥漿用的降濾失劑，具有抗高溫、抗鹽、抗鈣污染和一定降粘能力。SPNH處理后的泥槳性能穩(wěn)定，流變好，與其他處理劑的配伍性好。同時，SPNH促進井壁穩(wěn)定，起下鉆暢通，提高固井質量。(4)油田用的幾種鉆井液降濾失劑主要化學反應第六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二3．降粘劑

(1)單寧、拷膠

是多元酚的衍生物，國產五培子丹寧的分子式是五個雙沒食子酸與葡萄糖的混合物雙沒食子酸的分子結構：

（2）木質素磺酸鹽

木質素存在于各種木材中，不溶于水，不能直接用來處理鉆井液，木材制槳造紙時，用亞硫酸鹽法處理木材后的殘留廢液主要是木質素磺酸鹽，經改性可作為鉆井液降粘劑。

（3）合成聚合物降粘劑

用于鉆井液降粘劑的合成聚合物有兩類，一類是以磺化苯乙烯為主的共聚物，另一類是乙烯基或烯丙基單體的均聚或共聚物。近年來已相繼研究成功XA40、SK-Ⅲ、XW-74、SD-16、xy-27、CN-1和PAC-145等聚合物降粘劑，有較好的降粘作用。第七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

（4）有機硅類降粘劑

該劑處理的泥漿粘土含量很高，高溫下性能穩(wěn)定。近年來研究性能較好的有Gx、HJH301以及有機硅與腐殖酸鉀接枝產品，正在推廣應用中。

鉆井液降粘劑的作用機理：天然或合成高分子降粘劑是帶多官能團的長鏈分子．分子中有不同數(shù)量的羧基、酰氨基、酯基等，通過管能團對粘土顆粒端面上的吸附，并形成水化膜，有效地削弱和拆散聚合物—粘土顆粒的網架結構．使泥漿粘度大幅度降低。幾種鉆井液聚合物降粘劑:①DSAA降粘劑②PT-1降粘劑第八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

在腐蝕介質中添加少量就能有效地減緩或抑制金屬腐蝕速率的物質稱為緩蝕利。根據(jù)使用介質不同，可將緩蝕劑分為鉆井液緩蝕劑，酸化緩蝕劑、注水緩蝕劑等。引起鉆具腐蝕的主要因素是與溶解氧、硫化氫和二氧化碳有關。在鉆井過程中，鉆具主要受到三種類型的腐蝕4．鉆井液緩蝕劑

（1）鉆井液溶解氧腐蝕及除氧劑、緩蝕劑

鉆井液中的溶解氧通過陰極去極化反應，使鋼鐵腐蝕的陽極的反應大大加快，促進鉆具的腐蝕；

控制鉆井液氧腐蝕的緩蝕劑有磷酸多元醇酯、有機胺和季銨鹽等。這些緩蝕劑能在鉆具表面形成較致密的沉淀膜或吸附膜，使氧和腐蝕產物的擴散受到阻滯，因而有效地抑制氧腐蝕。陰極反應：陽極反應：第九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(2)鉆井液硫化氫腐蝕及除硫劑、緩蝕劑

控制鉆井液硫化氫腐蝕的方法是投加除硫劑或緩蝕劑。

硫化氫電離產物HS-、S2-等離子易吸附在金屬表面上、形成復合離子、加速陽極鐵的溶解，并促使陰極析氫反應進行：陰極同時，F(xiàn)e2+與泥漿中的H2S反應，生成組成結構不同的硫化物：

除硫劑其典型反應:沉淀反應：氧化還原反應：

鉆井液中普遍使用的除硫劑為堿式碳酸鋅，其分子式為3Zn(OH)2?2ZnCO3。此外，還有碳酸銅、碳酸亞銅和海綿鐵(Fe3O4)。第十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二（3）鉆井液的二氧化碳腐蝕及緩蝕劑

二氧化碳溶于水生成碳酸，水的pH下降，致使氫去極化，促進鋼鐵腐蝕?？刂沏@井液二氧化碳腐蝕的方法是加pH值控制劑或緩蝕劑。

當鉆井液中加入pH值控制劑，使pH>6，溶解的二氧化碳轉為碳酸鹽，腐蝕減緩。投加咪唑啉及其衍生物緩蝕劑，對鉆井液二氧化碳有較好的抑制作用。Nm-1緩蝕劑已成功地用于油田鉆具防二氧化碳腐蝕。咪唑啉成鹽反應Nm-1緩蝕劑的合成咪唑啉的合成第十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二5．鉆井液處理劑的發(fā)展趨勢

（1）要加強鉆井液處理劑的作用機理研究，為設計、合成新處理劑提供理論依據(jù)。（2）開發(fā)價廉性能好的鉆井液處理劑。（3）研制性能更好的鉆井液處理劑。（4）開發(fā)對環(huán)境無污染，能迅速生物降解的處理劑。（5）大力開發(fā)鉆具、套管防腐用的除氧劑、除硫劑，特別是高效的鉆井液緩蝕劑的研制。第十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二二、水泥外加劑

鉆井后，需要固井。常用的水泥有油井水泥、緩凝水泥、抗硫酸水泥等。在固井作業(yè)中，為保證施工順利進行和固井質量，在水泥中所添加的化學劑稱為水泥外加劑。水泥外加劑按其作用特性可分為如下類別：

能加速水泥水化反應，縮短稠化時間，提高水泥石早期強度，如氯化鈉、氯化鈣等。用于淺井、低溫地層(37～38℃)的水泥漿內要加入促凝劑，以縮短水泥的水化作用時間及增強水泥的早期強度。常用的水泥促凝劑有：①氯化鈣(CaCl2)

一般用量為干水泥的2%~4%。②氯比鈉

用量為干水泥重量的1.5％~5.0％．是水泥的有效促凝劑，在用量為2.0%~3.5%時可取得最大促凝效果。(1)水泥促凝劑第十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(2)水泥緩凝劑

能延長水泥水化反應，延長水泥漿凝結時間，可用于深井作業(yè)，如木質素磺酸鈣、葡萄糖酸鹽等。對于井深為1829~7620m范圍內所遇到井底溫度為76.7～260℃左右，為防止水泥凝結過快，要在其中加入水泥緩凝劑。油田常用的水泥緩凝劑有：①木質素磺酸鈣(木質素磺酸鈣、鈉)用量為干水泥重量的0.1%～1.0%。②羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)

用量為干水泥的0.1%～1.5%。當井深溫度超過148.9℃（300F），加入量還要提高。CMHEC對各類API水泥都適用，是一種性能較好的水泥緩凝劑，同時還有一定的降濾失作用。第十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(3)水泥降濾失劑

能降低水泥漿濾失量，保證水泥的強度，如烷基芳基磺酸鹽、纖維素衍生物等。水泥漿經過滲透性地層失水后，水泥漿粘度迅速增大，同時形成的水泥濾餅又妨礙液流通過，不僅嚴重影響固井質量，而且滲水也會污染油氣層。國內外使用的水泥降濾失劑主要是以下幾種類型：①纖維素類

包括羧甲基纖維素(CMC)，羥乙基纖維素(HEC)，甲基羥乙基纖維素(MHEC)，羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)，聚陰離子纖維素(PAC)，淀粉及其衍生物等。這類水泥降濾失劑存在著增稠、緩凝和抗鹽抗高溫能力弱的缺點。CMHEC的制備過程為：第十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二②丙烯酰胺-丙烯酸(AM-AA)共聚物

其抗鹽、抗高溫能力較纖維系類有所提高。主要缺點是酰氨基在高溫下水解，會產生緩凝作用降低水泥的抗壓強度。

③聚胺類聚烯亞胺(PEI)、聚烯多胺(EDA)

聚胺類單獨使用時，對水泥砂漿的降濾失作用不顯著，當它們與磺化物如木質素磺酸鹽、萘磺酸和甲酯的縮合物(FDN)復配時，有較好的防濾失性能。水泥降濾失劑的作用機理

水泥降濾失劑的主要作用在于大分子鏈上的多種官能團，能在硅酸鹽水泥顆粒表面形成較厚的吸附水化膜，而且大分子間相互作用又形成了布滿水泥漿體系的網狀結構，圈閉了自由水，同時，大分子的增粘作用及吸附膜的彈性所產生的堵孔作用，使水泥濾餅更加致密，因此，表現(xiàn)出降濾失作用。第十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)油氣開采用化學劑

按油田作業(yè)可把油氣開采用化學劑分為：酸化用化學劑、壓裂用化學劑和采油用其他化學劑。一、酸化用化學劑

分為以下11類：緩蝕劑、助排劑、乳化劑、防乳化劑、起泡劑、降濾失劑，鐵穩(wěn)定劑、緩速劑、暫堵劑、稠化劑，防淤渣劑。1．酸化

油田酸化時常用的酸：鹽酸：6%~37%;氫氟酸：3%~15%;土酸:(3%HF+12%HCl);甲酸：10％~11%;乙酸：19%~23;氨基硝酸：(NH2SO3H)。此外還有添加各種助劑配成的緩速酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸、泡沫酸、潛在酸等。酸化緩蝕劑及其作用機理：第十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二2．酸化緩蝕劑部分國產酸化緩蝕劑的產品及應用配方第十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

如果緩蝕劑主要是抑制了陽極過程而起緩蝕作用的，這種緩蝕劑稱為陽極控制型緩蝕劑，簡稱為陽極型緩蝕劑。陰極型緩蝕劑主要是抑制陰極過程。有的緩蝕劑可能同時對陽極過程和陰極過程有抑制作用，稱為混合控制型緩蝕劑。緩蝕劑吸附理論認為，酸化緩蝕劑主要是有機緩蝕劑，它是由電負性較大的O、N、S和F等原子為中心的極性基和C、H原子組成的非極性基(如烷基R-)所構成，這些緩蝕劑通過物理吸附或化學吸附形成吸附膜對金屬起到保護作用酸化緩蝕劑的作用機理:

根據(jù)腐蝕電化學理論，任何電化學腐蝕過程都是由金屬溶解的陽極過程及去極化劑接受電子的陰極過程組成的：陽極過程陰極過程第二十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二3．油田用酸化緩蝕劑(1)甲醛HCHO

甲醛是最早使用的油井酸化緩蝕劑，由于當時油井較淺，井溫不高，且使用的鹽酸濃度低于15％，因此，酸化施工時使用甲醛作為緩蝕劑，對設備管線有一定的保護作用。(2)7701緩蝕劑

770l緩蝕劑主要用于鹽酸和土酸的酸化緩蝕劑。7701緩蝕劑的主要成分是芐基-吡啶(喹啉)類的季銨鹽。7701緩蝕劑的合成工藝如下：第二十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(3)7801緩蝕劑

7801是以酮胺醛縮合物為主的多組分復合緩蝕劑．在150℃的28％鹽酸中具有優(yōu)良的緩蝕性能，可用于5000m深的油氣井酸化用。合成第二十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(4)CTI-3緩蝕劑

CTI—3緩蝕劑是由甲醛，苯胺為原料合成的含氮有機化合物，并復配表面活性劑、溶劑。CTI-3緩蝕劑遇有H2S時，無沉淀物生成，緩蝕效果幾乎不變，表明CTI-3抗H2S性能較好，適用于含硫化氫油氣井的酸化作業(yè)。CT1-3緩蝕劑抗H2S性能（28%HCl，120℃，4h）第二十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

合成所得產物的結構如下：

實驗表明，在90～l20℃15%HCl中，炔氧甲基胺及其季銨鹽對鋼鐵都有較好的緩蝕作用，而且，碳原子數(shù)為C6-C10的烷基胺炔氧甲基胺及其季銨鹽的緩蝕性能最好。(5)IMC-炔氧甲基胺類緩蝕劑

炔氧甲基胺和炔氧甲基季銨鹽在高溫濃酸介質中的緩蝕性能好，可用于油氣井酸化用。二炔氧甲基烷基的合成：第二十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二研制抗高溫、高濃度鹽酸并抗H2S、CO2的新型緩蝕劑。研制低毒，高效緩蝕劑。積極研究緩蝕劑新品種，充分利用工農業(yè)副產物、天然林產物(如松香)，提取有效的緩蝕劑組分，加強酸化緩蝕劑配方的研究。加強酸化液的其他添加劑如稠化劑、緩速劑、助排劑、乳化劑、鐵穩(wěn)定劑等的研究，以利于酸化新工藝的實現(xiàn)。4．酸化緩蝕劑的發(fā)展動向5．緩速劑

緩速劑是用來降低酸化反應速度的化學劑，這樣能使酸液滲入離井眼較遠的地層，提高酸化效果。通常采用下面兩種方式。

①向酸液添加少量能提高酸粘度的高分子化合由于酸粘度增大，就會降低酸中氫離子擴散到地層裂縫表面的速度和反應產物擴散到酸液的速度，使酸化距離延長。第二十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

這類高分子化合物有黃原膠、聚乙二醇、聚氧乙烯、聚丙烯、丙二醇醚、丙烯酰胺與2-丙烯酰氨基-2-甲基-丙基硝酸鈉共聚物等②在酸中添加一些易于吸附地層表面的化學劑在酸液與地層接觸初期，地層吸附量大，降低酸化反應速度的能力大，隨著酸液滲入地層深處，添加劑濃度已降低，地層對它的吸附量也小，它對酸化反應速度降低能力減少，達到緩速酸化的目的。常用的表面化學劑有：烷基磺酸納(R：C12～C18)，烷基苯磺酸鈉(R：C10～C14)；聚氧乙烯烷基醇醚(R：C10～C18)等。

A1Cl3·6H2O和ALHF

三氯化鋁是用于土酸的有效緩速劑，通常將加有鋁鹽的土酸稱為鋁鹽緩速酸(ALHF)。土酸酸化對于解除油水井附近的泥質或其他堵塞粒子，提高地層滲透率是很有效的，但是土酸最大的缺點是反應速度快，導致有效穿透深度小，不能解除地層深部的粘土損害。土酸加入鋁鹽后，可以減緩酸液的反應速度，達到地層深部酸化的目的。第二十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二6．鐵穩(wěn)定劑

在酸化作業(yè)時，鋼鐵會受到腐蝕，以及地層中的氧化鐵、硫化亞鐵等溶于酸中，生成鐵鹽。隨著酸化距離的延長，酸濃度越來越低，當酸液的pH值達到某一值時，鐵鹽水解，可能重新生成沉淀(稱為二次沉淀)易堵塞地層：

酸化作業(yè)時，需要加入鐵穩(wěn)定劑。該藥劑通過絡合、還原或pH值控制等作用，防止鐵離子沉淀。油田用鐵穩(wěn)定劑有：醋酸、草酸、乳酸、檸檬酸、氮次三乙酸、乙二胺四乙酸二鈉。第二十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二二、壓裂用化學劑

壓裂就是利用壓力將工作液壓入井下，將地層壓開，形成裂縫，并由支撐劑將裂縫支撐起來，以減少流體流動的阻力，達到增產增注的目的。采用壓裂措施，不僅能解除近井地層或油氣井(水井)井壁堵塞，而且能將裂縫延伸至數(shù)十、數(shù)百米以上，擴大了泄油面積，提高了導流能力。

壓裂過程中所用的工作液稱為壓裂液，目前國內外使用的壓裂液有水基壓裂液、油基壓裂液、乳化型壓裂液和特種壓裂液。

在壓裂作業(yè)過程中，為滿足工藝要求，提高壓裂效果，保證壓裂液的良好性能所添加的化學劑稱為壓裂用化學劑。

壓裂用化學劑分為14類：破膠劑、緩蝕劑、助排劑、交聯(lián)劑、粘土穩(wěn)定劑、減阻劑劑、起泡劑、降濾失劑、pH值控制劑、暫堵劑、增粘劑、殺菌劑、支撐劑。第二十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

水(油)基壓裂液是以水(油)為溶劑或分散介質的壓裂液。

通常將稠化劑(天然或合成高分子聚合物)溶于水(或油)配成稠化水(油)壓裂液，此時，壓裂液具有兩個特點：粘度比水大，高速流動時，摩擦阻力比水低。這是由于稠化劑系線型高分子結構，并帶有親水基團的緣故。稠化水(油)壓裂液粘度大，有利于攜砂和減少濾失，線性高分子的稠化劑更易于沿流動方面取向、伸長．能有效地抑制水分子的橫向運動，因而有較好的降阻作用。壓裂液用的稠化劑有兩類①天然高分子及其改性產物羧甲基纖維素、羥乙基纖維基、羧甲基羥乙基纖維素、羧甲基田菁膠、羥乙基田菁膠、黃原膠等。②合成高分子產物聚丙烯酸胺、部分水解聚丙烯酰胺，丙烯酰胺與N，N-酰胺共聚物。1．稠化水壓裂液第二十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二2．壓裂用交聯(lián)劑

在壓裂過程中，能將聚合物的線型結構交聯(lián)成體型結構的化學劑稱為壓裂用交聯(lián)劑。

天然高分子(香豆膠、田菁膠、魔芋膠和纖維素衍生物)和合成高分子化合物，通過支聯(lián)劑的作用形成三維網狀結構的凍膠，具有很好的懸砂能力，濾失量低，摩擦阻力低，使壓裂性能提高。

硼、鈦和鋯是最常用的交聯(lián)劑。例如，硼砂或硼酸交聯(lián)的田菁膠壓裂液，只能應用到80℃的井溫，但硼交聯(lián)劑具有交聯(lián)速度快的特點。若對田菁進行改性，硼交聯(lián)后的壓裂液的使用溫度還能提高。為了克服硼交聯(lián)劑的反應速度快，使用溫度低的缺點，鈦交聯(lián)耐高溫的硼壓裂液也取得進展。硼酸鹽和聚糖間的反應發(fā)生在聚糖的順式羥基上。聚糖和硼酸鹽反應而生成具有三維網狀結構的2:1雙二醇基團絡合物，溶液轉變?yōu)槟z，粘度大幅度升高。3．壓裂液用破膠劑(1)過硫酸鹽破膠劑第三十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二新生態(tài)氧通過氧化降解反應，使凍膠破膠：

新生態(tài)的氧也會使植物膠中半乳甘露聚糖(田菁膠的主成分)氧化降解，引起破膠。

這是油田常用的破膠劑，如過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨，它們在熱引發(fā)下會產生原子態(tài)氧：第三十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(2)自生酸型破膠體系

酸雖是破膠劑，但不宜直接用作破膠，因為反應太快，嚴重影響壓裂期間壓裂液的性能。自生酸型破膠劑，是通過化學反應使溶液緩慢顯酸的化學劑，可作為半乳甘露聚糖水解反應的催化利。這類破膠劑有：

甲酸甲酯HCOOCH3

乙酸乙酯CH3COC2H5

氯化芐C6H5-CH2Cl磷酸三乙酯PO-(OC2H5)3

三、粘土穩(wěn)定劑

產油、氣地層里都含有粘土礦物，在酸化、壓裂和注水作業(yè)時，這些粘土顆粒與外來引入水接觸．就會發(fā)生膨脹、剝落和運移，使地層受到傷害，直接影響采油量相注水量。受損害的地層要恢復是十分困難的，因此，投入化學劑預先穩(wěn)定粘土，對油田開發(fā)具有重要意義。第三十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二1．粘土的組成與結構

地層中的粘土礦物(簡稱粘土)主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石。

蒙脫石的分子式為Al2O3·4SiO2·H2O

，它的晶體結構是由兩層硅氧四面體夾著—層鋁氧八面體組成的片狀結構（見下圖）。在蒙脫石晶體中，常常由于晶格取代(如硅氧四面體中的硅為鋁取代，鋁氧八面體中的鋁為鎂取代)而使其電價不平衡，晶體表面帶負電荷，致使晶體表面能結合一定數(shù)量的陽離子(如K+、Na+、Ca2+，……)以平衡電價。當蒙脫石與水接觸時，水進入蒙脫石的片狀結構之間，表面所結合的陽離子在水中解離(見圖)，由于片狀結構表面所帶負電荷的靜電斥力，致使片狀結構自行分開，產生我們通常看到的粘土膨脹。

第三十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二粘土穩(wěn)定機理粘土穩(wěn)定主要是利用粘土表面易產生離子交換及粘土晶體表面帶負電荷的特點，通過加入粘土穩(wěn)定劑，改變粘土表面的結合離子或表面電荷，達到抑制粘土水化膨脹、分散和運移的目的。2．無機粘土穩(wěn)定劑油田常用的無機粘土穩(wěn)定劑見表

由于聚核絡離子帶正電荷多，與粘土顆粒交換能力增強，且吸附牢固，因此有很好的穩(wěn)定粘土作用。

第三十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二3．有機粘土穩(wěn)定劑

由于粘土顆粒表面帶負電荷，因此，陽離子表面活性劑或聚合物都能吸附在粘土表面中和其電荷，改變表面狀態(tài)和交換性能，從而減少水分子的滲入，達到穩(wěn)定粘土的作用。常用的陽離子表面活性劑有：第三十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二PA-F粘土穩(wěn)定劑

PA-F的成分為N-胺甲基聚丙烯酰胺，是一種陽離子型聚合物。合成：

PA-F粘土穩(wěn)定劑在聚丙烯酰胺的主鏈酰氨基上引入了二級氨基團，使得PA-F對粘土顆料進行陽離于交換及中和電荷作用得到加強，穩(wěn)定性能好。四、堵水劑、調剖劑

堵水劑是指用于油井堵水的化學劑。它由油井注入，能減少油井產水的處理劑。調剖劑是用于注水并調整吸水剖面的化學劑，它是能調整注水地層吸入剖面的處理劑。

第三十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

這兩種劑各有特性，但以共性為主。多數(shù)情況下兩劑可以互相通用，為方便起見，有時把這兩種劑統(tǒng)稱為堵水調剖劑，簡稱堵劑。

1、水泥類堵劑

這是油田應用最早的堵劑，由于價格便宜，強度大，可以適用于各種溫度。至今還在研究和應用。主要品種有油基水泥、水基水泥，活化水泥和微粒水泥等。由于水泥顆粒大，不易進入中低滲透性地層，而且造成的封堵是永久性的，因此，這類堵劑的應用范圍受到很大限制。2．熱固性樹脂類堵劑

用作堵劑的熱固性樹脂包括酚醛樹脂、脲醛樹脂、糖醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。主要用于油井堵水、堵竄、堵裂縫、堵夾層水。優(yōu)點是強度高，有效期長，缺點是成本高，若誤堵油層后，解堵困難。3．顆粒類堵劑

種類繁多，有非體膨性顆粒的果殼粉、青石粉、石灰乳等，體膨性聚合物顆粒如輕度交聯(lián)的聚丙烯酰胺顆粒，聚乙烯醇顆粒等，土類如膨潤土、粘土、黃河土等。常用土類與聚丙烯酰胺配合使用。第三十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二4．無機鹽沉淀類堵劑

這類堵劑的主成分是水玻璃(Na2O·mSiO2)，分子中SiO2與Na2O的摩爾比m稱為水玻璃的模數(shù)，是水玻璃的一個主要特征指標。模數(shù)小，水玻璃的堿性強，易溶解，生成的凝膠強度?。荒?shù)大，則生成的凝膠強度大。國產水玻璃模數(shù)m值在2.7-3.3之間。

硅酸納溶液遇酸先生成單硅酸(H2SiO3)，然后縮合成多硅酸。多硅酸呈長鏈狀，可形成空間網狀結構，呈凝膠狀，稱為硅酸凝膠。通常，硅酸鈉遇酸生成凝膜可用下式表示：

硅酸鈉也可與多價金屬離子反應生成不溶于水的鹽沉淀，也會堵塞地層孔隙，例如，硅酸鈉與氯化鋁，硫酸亞鐵等在地層中反應如下：第三十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二水玻璃溶液初始粘度低，注入方便，生成的凝膠強度高，若用于注水井調剖劑時，可采用雙液注入工藝，進行大劑量的深部處理。雙液注入的方法是：先注入第一種反應液：1%~25%水玻璃，接著注隔離液，用以防止水玻璃與第二種反應液即刻相遇發(fā)生反應，在注入第二種反應液：１％～15%CaCl2或5%~13%FeSO4，隨著注入液向地層深處推移，隔離液逐漸變薄而不起隔離作用，這二種液體就發(fā)生反應，生成封堵地層的沉淀物質。5.水溶性聚合物凍膠堵劑

其包括合成聚合物，天然改性聚合物和生物聚合物等。這類堵劑的共同點是溶于水，在水中有優(yōu)良的增粘性，線性大分子鏈上都有極性基因，能與某些多價金屬離子或有機基因(交聯(lián)劑)反應，生成體型的交聯(lián)產物——凍膠。

這類堵劑品種多，其中有聚丙烯酰胺(PAM)、水解PAM、水解聚丙烯腈(HPAN)以及采用不同交聯(lián)劑的合成高分子聚合物堵劑和共聚物堵劑，此外，還有木質素衍生物。黃原膠與適當?shù)慕宦?lián)劑構成堵劑，也在油田獲得應用。第三十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二6．改變巖石表面性質的堵劑

這類堵劑有陽離子聚丙烯酰胺，有機硅聚合物等。當這些堵劑吸附于帶負電荷的巖石表面時，親油基(烴基)朝外，使巖石表面由親水性變?yōu)樵魉?，致使加快油相滲透，而水相滲透受阻起到堵水效果。7．油田常用的聚合物堵劑

聚合物如HPAM吸附于地層砂巖表面，由于高分子鏈上的-CONH2和-COOH伸向水中。對水有較大的流動阻力，而HPAM不能在水層的油相伸展，因此，它對油的流動阻力很小而起到堵水作用。聚合物堵劑有HPAN／苯酚-甲醛高溫堵水調剖劑HPAM／PLA系列堵水調剖劑TP-910，TP-915系列調剖堵水劑FT-213堵水調剖劑木質素磺酸鹽-PAM復合堵劑。第四十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)油氣集輸用化學劑

在油氣集輸過程中，為保證油氣質量，保證生產過程安全和降低能耗所用的化學劑稱為油氣集輸用化學劑。

這類化學劑包括如下14個類型：緩蝕劑、破乳劑、減阻劑、乳化劑、流動性改進劑、天然氣凈化劑、水合物抑制劑、海面浮油清凈劑、防蠟劑、清蠟劑、管道清洗劑、降凝劑、降粘劑、抑泡劑。

一、防蠟劑，清蠟劑

石蠟是C18~C60以上的碳氫化合物。在地下油層條件下，蠟是溶解在原油中的，當原油從井底上升到井口以及在集輸過程中，由于壓力、溫度降低，就會出現(xiàn)結蠟。結蠟過程分三個階段：析蠟、蠟晶長大和蠟沉積。結蠟會堵塞管道，直接影響原油開采和集輸。清蠟劑：能清除蠟沉積的化學劑防臘劑：能抑制原油中蠟晶析出、長大、聚集或在固體表面沉積的化學劑第四十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二防蠟劑的作用機理：

晶格歪曲理論認為，防蠟劑分子先從原油中析出，形成蠟的結晶中心，使蠟晶以分散狀態(tài)被油流帶走，降低蠟在管壁的沉積。防蠟劑分子與蠟同時從原油中析出，組成晶核，形成共晶，或者防蠟劑分子吸附于沉積井(管)壁的蠟表面，破壞蠟晶的方向，致使石蠟晶格歪曲，不利于蠟晶體長大。

水膜理論認為，防蠟劑是一種表面活性劑，它的非極性基團易吸附于蠟面上，而極性基團伸向水。使蠟表面成為水膜，阻止蠟結晶與沉積。1．防蠟劑的類型(1)稠環(huán)芳烴型防蠟劑

主要是萘、菲、苊[è]、芘、苯并苊等都是稠環(huán)芳烴，它們主要來自煤焦油，其分子結構如下：第四十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

稠環(huán)芳烴及其衍生物可用作防蠟刑。通常將稠環(huán)芳烴溶于溶劑中，再加到原油中使用。這些物質很容易吸附在蠟晶表面上，阻止蠟晶體長大。(2)高分子型防蠟劑

這種類型防蠟劑都是油溶性的、具有石蠟鏈節(jié)結構的支鏈型高分子，在很低濃度下，就能遍布原油中的網絡結構。若原油溫度下降，石蠟就在網絡上析出，其結構疏松且彼此分離，不能聚結長大，因此石蠟不易在鋼鐵表面沉積而被油流帶走。這類防蠟劑有：

聚乙烯：分子量為20000-27000的高壓聚乙烯，或分子量為6000-20000并含有10~50%支鏈結構的聚乙烯。第四十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二乙烯與羧酸乙烯酯共聚物：乙烯與羧酸丙烯酯共聚物：乙烯、羧酸乙烯酯與乙烯醇共聚物：乙烯、丙烯酸酯與丙烯酸共聚物：（3）表面活性劑型防蠟劑

這類防蠟劑有油溶性表面活性劑，如石油磺酸鹽，胺型表面活性劑和水溶性表面活性劑，有季銨鹽型、平平加型、OP型、聚醚型等。油溶性表面活性劑是通過改變蠟晶表面性質，使蠟不易進一步沉積，而水活性表面活性劑吸附在結蠟表面，使蠟表面吸管壁表面形成一層水膜，阻止蠟在其上沉積。第四十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二2.清蠟劑(1)油基清蠟劑

這類清蠟劑主要是溶解石蠟能力較強的溶劑，加二硫化碳、四氯化碳、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、汽油、煤油、柴油等。油基清蠟劑的主要缺點是毒性問題，特別是含硫、氯的芳烴化合物，不僅對人體有毒，而且含硫化合物進入原油對煉油的催化劑也有毒性。(2)水基清蠟劑

水基清蠟劑是以水為分散介質，加有水活性表面活性劑、互溶劑(如醇、醇醚，用以增加油和水的相互溶解)或堿性物(氫氧化鈉、磷酸鈉、六偏磷酸納等)，這類清蠟劑既有清蠟作用，又有防蠟作用，但清蠟溫度較高，一般為70～80℃。

表面活性劑與堿配置的清蠟劑

第四十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二3．幾種防蠟劑(1)含SAE表面活性劑的防蠟劑

它是—種含硅的商品表面活性劑，由聚醚與聚甲基烷氧基硅氧烷進行部分脫醇的縮合反應，得到聚氧化烯烴-聚硅氧烷嵌段共聚物。

SAE的防蠟效果見右表。由下表可知，含硅的表面活性劑SAE具有較好的防蠟作用。

(2)SZ-3防蠟劑

SZ-3防蠟劑是由蠟晶改性劑和表面活性劑為主成分復配而成的，其中蠟晶改性劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乳化劑為有機酸醇酰胺(由有饑酸與乙醇胺合成的羥乙基有機酸醇酰胺)，表面活性劑為聚氧乙烯烷基苯酚醚，溶劑為甲苯、低分子醇。

SZ-3配方為：水：有機酸醇酰胺：聚氧乙烯烷基苯酚醚：低分子醇：20%EVA甲苯液=10：1：2～3：3～5：16～19（質量比）

表面活性劑結蠟量防蠟效果空白SAE990114.86.38.8----5040第四十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二二、降凝劑

用以降低原油凝固點的化學劑稱為降凝劑。原油添加了降凝劑后，它的凝固點和表觀粘度降低，改善低溫流動性，便于原油的開采和集輸。油田使用的降凝劑多為高分子聚合物或共聚物。

原油降凝劑，降粘劑和防蠟劑等有時是相通的，一種化學劑可能同時兼有這些性能，它們的作用機理也類似。

降凝劑大分子鏈吸附在蠟晶表面，改變了蠟晶表面性能，品體形態(tài)發(fā)生了改變，同時也降低細小蠟晶聚集的能力，使原油的凝固點下降。1.AA-MA-VA共聚物降凝劑這是兩烯酸高碳醇酯-馬來酸酐-醋酸乙烯酯的二元共聚物。

2．CE降凝劑

CE原油降凝劑聚合物的主鏈是飽和的碳鏈，側鏈是直鏈親油性基團，酯基是極性基團，它是一個復配體系，組成它的各個成分的結構和結構參數(shù)有所不同。在蠟晶析出的整個過程中，降凝劑分子連續(xù)不斷地從原油中析出，與原油中不同分子量的石蠟產生共晶或吸附，增加了降凝劑的適應性，因而對我國原油的適應面比較廣。第四十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二三、原油破乳劑

原油在開采和集輸過程中，采出水被分割成許多單獨的微小液滴，油中的天然乳化劑附著在水滴上形成較牢固的保護膜，阻礙液滴在碰撞時聚結，使乳化油有一定的穩(wěn)定性。

1．原油的乳化

在開采之前，原油在地下并不與水發(fā)生乳化作用，但是，在鉆采時，石油從底層裂縫流入油井，并經泵抽至集輸管線，就形成乳化油了。

原油乳化的原因：原油含水量逐漸增高，同時原油本身含有天然乳化劑如膠質、瀝青質、環(huán)烷酸、皂類等，以及微細分散的固體粒子如粘土、細砂、晶態(tài)石蠟，這些物質在油水界面形成較牢固的保護膜，使乳狀液處于穩(wěn)定狀態(tài)。原油乳化主要是油包水(W/O)型，同時存在水包油(O/W)和圈套(O/w/O)型。破乳劑通常是一種表面活性劑，它以破壞原油中W/O或O/W界面膜的穩(wěn)定性，使之凝結成大水粒而分離。破乳劑的破乳機理第四十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二幾種破乳機理如下：(1)膜的反向排替破乳機理

向乳化油投加親水性強的陰離子型表面活性劑，它很快地吸附在油水界面膜上，取代天然乳化劑分子，形成新的親水性能強的界面膜，外相的水相互聚結，當達到一定體積后，因油水密度差異而從油相中沉降出來。（2）絮凝-聚結破乳機理

分子量大的非離子型破乳劑投加在乳狀液中，可同時吸附多個乳狀液滴界面，引起細小液珠絮凝，使分散相的液珠集合成大液滴，當液滴長大到—定直徑后，因油水密度差異而分離。

(3)碰撞擊破界面膜機理

這種理論是在高分子量，超高分子量破乳劑問世后提出的，認為這類高分子量的破乳劑，有更多機會吸附碰撞液珠界面膜，或取代很少一部分天然乳化劑，致使界面膜擊破，因而發(fā)生絮凝，聚結。

由此可見，實質上破乳過程是破乳劑分子滲入并吸附在乳化液滴的界面上，取代天然乳化劑并破壞界面，將膜的包覆的水釋放出來，水滴相互聚結形成大水滴并沉降到底部，油水兩相發(fā)生分離。2．破乳劑的種類陰離子型表面活性劑：有脂肪酸鈉鹽．烷基磺酸鈉(AS)，炔基苯磺酸納(ABS)，烷基萘磺酸鈉等。第四十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二陽離子型表面活性劑：十二烷基二甲基芐基氯化銨。非離子型表面活性劑：聚氧乙烯烷基醇醚，聚氧乙烯烷基苯酚醚，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚(SP169)。

3.幾種破乳劑(1)SP-169破乳劑

（1）

SP-169是由十八碳醇依次加環(huán)氧丙烷(PO)、環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)而制得，反應如下：

（2）RI-01破乳劑

RI-01破乳劑由70%TA1031和30%PR7525二種破乳劑復配而成，具有脫水速度快，脫水率高的特點，是性能較好的油溶性破乳劑。

第五十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)水處理用化學劑

在油田注水(水源水、回注污水)水處理過程中，為保證注水質量，提高注水開發(fā)效果所用的比學別稱為水處理用化學劑。

水處理用化學劑有十類：絮凝劑、助濾劑、浮選劑、殺菌劑、緩蝕劑、除氧劑、粘土穩(wěn)定劑、除油劑、防垢劑、除垢劑。

一、油田污水的特點1、污水的腐蝕性

油田污水含有硫化氫、二氧化碳和溶解氧等腐蝕性氣體，是污水腐蝕嚴重的主要原因。2、結垢性和腐蝕性

油田污水的礦化度高，一般含有大量的鈣鎂離子，這些離子的鹽類在地層中或地面管線輸送中，因環(huán)境條件(溫度、壓力)改變，常以不同形式的垢析出。如碳酸鹽垢、硫酸鹽垢等。垢的存在使垢下為腐蝕的陽極區(qū)，住往會形成大陰極小陽極的電偶腐蝕，加快管線局部腐蝕的穿孔。3、利于細菌繁殖生長第五十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

油田污水的垢下或沉積物下的缺氧還往往是硫酸鹽還原菌(SRB)極為有利的生長場所，污水中含有油分和SO42-，水溫適宜，40℃左右，最宜于厭氧菌SRB繁殖增生。SRB的存在，使陰極氫的去極化過程加快，促進鋼鐵腐蝕。油田集輸管線、注水管線、產生局部腐蝕(點蝕穿孔)，往往與SRB腐蝕有關。

凈化的污水經添加緩蝕劑、防垢劑、殺菌劑等三防藥劑后注入水井，抑制污水對鋼鐵管線的腐蝕、結垢與細菌繁殖的危害。二、注入水凈化劑

油田常用的凈化劑有硫酸鋁(AS)、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、多聚糖衍生物(CGM)等。1.絮凝劑的作用機理

絮凝劑多屬易水解鹽類，其在水中水解，生成帶不同正電荷的水解產物。即進行電離和水解帶電荷離子，能吸附并中和粘土顆粒表面的異性電荷，使其脫穩(wěn)，而形成的膠體微粒，與水中懸浮粒子生成較小的絮體而沉淀。帶電荷的高分子絮凝劑，更易破壞污水中顆粒的穩(wěn)定性，因此，具絮凝能力更強。

污水中懸浮顆粒、油珠等在混凝劑的作用下先生成細小絮狀物，這些絮狀物又吸附于高分子絮凝劑的鏈節(jié)上。通過吸附-架橋作用，很快就形成大絮體而沉降。共同使用的效果比單獨使用無機混凝劑或有機絮凝劑的效果好

第五十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二2．聚合氯化鋁(PAC)

聚合氯化鋁，也稱為堿式氯化鋁(PAC)，是三氯化鋁的堿式鹽，其化學式為[Al2(OH)nCl6-n]，式中l(wèi)≦n≦5，m≦10，是油田污水凈化處理常用的混凝劑，具有絮體形成快、沉降速度高，藥劑用量少，沉淀泥渣脫水性能好的優(yōu)點。

按照原料的不同，制造PAC的主要方法有三鐘：由金屬鋁(或鋁灰)、結晶氫氧化鋁和鋁土礦、粘土礦為原料制取PAC。

由鋁灰制取PAC的方法有酸溶法、中和法和堿溶法。其中酸溶法是國內采用最廣、成本低、設備簡單的制造方法。

鋁灰在鹽酸中的反應分為溶出、水解和聚合三個過程，鋁灰的溶出反應如下

隨著鋁的溶解，pH值逐漸升高，促使配位水發(fā)生水解，在相鄰兩個OH間發(fā)生架橋聚合；形成多聚體鋁鹽PAC。(1)鋁灰酸溶法制取PAC

第五十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二鋁灰酸溶制PAC的工藝流程如下(2)以結晶氫氧化鋁為原料制PAC(加壓法)通過加壓使鹽酸和結晶氫氧化鋁于壓力罐內進行溶出反應。

(3)由鋁土礦(粘土礦、高嶺土)制取PAC

鋁土礦、粘土礦中鋁是以氧化鋁的水合物及硅鋁酸鹽的形態(tài)存在，鹽酸很難將它們中的鋁溶解出來。這類礦粉通常采用焙燒礦粉，二段酸溶(或加壓溶出)及產品堿比度的調整的辦法制取合格PAC產品。

鋁土礦制PAC的工藝流程如下第五十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二3．有機絮凝劑

油田用得最多的有機絮凝劑是聚丙烯酰胺(PAM，分子量為300-500萬)

N，N-二甲基氨基丙烯酰胺(簡稱胺甲基聚丙烯酰胺)系陽離子高分子絮凝劑。

胺甲基聚丙烯酰胺的合成：

4.CGA絮凝劑CGA絮凝劑是一種高分子絮凝劑，系多聚糖類衍生物，是由天然植物、刨花木粉、香膠粉和淀粉為原料，合成帶有支鏈的線型高分子。由于分子中含有多個-COOH、-OH和-CONH2基團，對油田水中超微油顆粒和乳化油珠有很好的吸附作用，凈化效果良好。第五十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二CGA合成路線如下

5.絮凝劑的發(fā)展動態(tài)當前在絮凝劑研究工作上已有如下進展：(1)開展無機混凝劑-有機絮凝劑單一藥劑的研制(2)積極開展復合型絮凝劑的研制三、注入水除氧劑

油田采出水通常是不含氧的。但是，在原油集輸過程中，經采油廠到污水處理站的過程中，微量氧的溶入都會引起嚴重的腐蝕。第五十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二幾種除氧劑與氧的反應

我國目前新建的污水處理站都采用密閉注水系統(tǒng)，嚴格控制氧的漏入，腐蝕明顯減緩。而對舊的污水站。應抓緊改造，將敞式注水系統(tǒng)改為密閉系統(tǒng)。但是，對注清水(水源水)以及不慎暴氧的回注污水，仍需投加除氧劑除去水中的溶解氧。第五十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二四、注入水緩蝕劑

用于油田污水系統(tǒng)的緩蝕劑，主要是有機胺、酰胺、咪唑啉，目前，國內外用于油田注水緩蝕劑，見下表。

按照緩蝕劑抑制腐蝕電池來看，注水緩蝕劑同樣可區(qū)分為陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑。按緩蝕劑在金屬表面形成保護膜的特征，可將緩濁劑分為氧化膜型緩蝕劑、沉淀膜型緩蝕劑和吸附膜型緩蝕劑。第五十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二注水緩蝕劑的作用機理

氧化膜型緩蝕劑這類緩蝕劑有鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽等，它們能在金屬表面形成致密的氧化膜，這層薄膜(550~100×l0-10m)致密、附著力強，對金屬有很好的保護作用。如鉻酸鹽使鐵表面氧化成γ-F2O3保護膜，從而抑制鐵腐蝕。

沉淀膜型緩蝕劑這類緩蝕劑如硫酸鋅、六偏磷酸鈉、聚磷酸鈉等，它們能與介質中的有關離子反應，并在金屬表面形成抑制腐蝕的沉淀膜。沉淀膜一般要比氧化膜厚(約為幾百~一千×10-10m)，其致密性和附著力比氧化膜型要差些。

吸附膜型緩蝕劑

這類緩蝕劑一般都是有機化合物。如有機胺、季胺鹽等，它們通過緩蝕劑的物理吸附或化學吸附在金屬表面形成吸附膜，使介質不易與金屬接觸而抑制了金屬的腐蝕。幾種國內油田常用的注水緩蝕劑

(1)KW-204、CT2-10和CT2-7注水緩蝕劑

它們都是油田污水處理用的緩蝕劑。KW-204和CT2-10緩蝕劑的主成分是有機胺類化合物。而CT2-7是有機胺與有機胺鹽的復配物。

第五十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(2)M2注水緩蝕劑

M2注水緩蝕劑為咪唑啉型緩蝕劑M2緩蝕劑的組成組分B五、防垢劑

在清水污水混注或混輸時，特別容易形成垢，通常油田污水中Ca2+、Mg2+離子含量較高，而清水都相反。Ca2+、Mg2+較少，而H2CO3含量高，并含有一定過SO42-。出此，在清水污水混合時，就容易生成碳酸鈣垢、硫酸鈣垢以及硫酸鋇垢等。組分A第六十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二1．防垢劑的分類(1)有機磷酸酯

這類防垢劑有：磷酸一酯、磷酸二酯、焦磷酸酯、羥乙基化磷酸酯和羥乙基化焦磷酸酯等。羥乙基化磷酸酯的結構式：羥乙基化焦磷酸酯的結構式：(2)有機多元膦酸

在水處理方面，和無機聚磷酸鹽相比，有機多元膦酸具有良好的化學穩(wěn)定性，不易水解和降解，能耐較高溫度，藥劑用量小，并兼有緩蝕和防垢作用等特點。

有機多元膦酸是指分子中有兩個或兩個以上磷酸集團（-PO3H2）直接與碳原子相聯(lián)的化合物。第六十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二有機多元膦酸的防垢機理

有機多元膦酸的防垢機理，目前還不成熟，沒有—個正確的完整的闡述。但是，已有幾種觀點較好地解釋有機膦酸的防垢機理。①有機膦酸的絡合增溶作用

由于有機多元膦酸能在水溶液中離解成多個H+和酸根負離子，例如，HEDP（1-羥基次亞乙基-l,1-二膦酸）能離解出5個H+，EDTMP能離解出8個H+，因此，離解后的負離子以及它們分子中的氮原子可以和許多金屬離子生成穩(wěn)定的絡合物，這種絡合物往往是五元環(huán)、六元環(huán)或雙五元環(huán)等形式，是十分穩(wěn)定的。HEDP與金屬離子形成六元環(huán)螯合物：亞甲基膦酸和金屬離子形成雙五元環(huán)螯合物：第六十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二

實際上一個HEDP分子或EDTMP分子可以和兩個或多個金屬離子螯合，形成立體結構的雙環(huán)或多環(huán)螯合物。

由于有機膦酸能和Ca2+、Mg2+生成穩(wěn)定的絡合物，從而降低了水中的Ca2+、Mg2+離子濃度，因此，水中析出CaCO3等沉淀的可能性變小了，這就是絡合增溶作用。②晶格歪曲理論2．油田常用的防垢劑(1)HEDP〔1-羥基次乙基-1，1二膦酸〕

這是目前在防垢方面比較普遍的一種看法，即一般認為有機膦酸鹽對CaCO3等垢層的抑制作用，主要是它們對這些垢層晶格生長起著干擾作用，使CaCO3垢晶體結構發(fā)生很大的“畸變”，使得CaCO3結晶不再繼續(xù)增長，即按嚴格排列次序的CaCO3

垢結晶，不能繼續(xù)按正常規(guī)則增長?；蛘哒f結晶的晶格被“歪曲”，從而產生了一些較大的非結晶的顆粒，這種非結晶的顆粒是容易被水流等因素沖刷分散，從而使CaCO3硬垢或極硬垢轉變成為一定程度的軟垢

第六十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二合成方法(2)ATMP(氨基二亞甲基膦酸)第六十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期二(3)順丁烯二酸酐及其共聚物防垢劑

聚順