《油田化学》(1)1-1、2PPT幻灯片
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油田化学压裂液及压裂用添加剂ppt课件
过氧化物 酶
常用的破坏剂：
潜在酸 潜在螯合剂
压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
1.过氧化物破坏剂
过氧化物是含有过氧基（-O-O-）的化合物。 过氧化物是通过聚合物氧化降解，破坏冻胶结构。
胶囊
2.酶类破坏剂
破坏机理 对聚糖水解降解起催化作用，破坏冻胶结构。
使用条件 酶只能用于温度低于65℃和pH值在3.5～8范
下层 提纯分离 甘油
上层：高级 脂肪酸钠 下层：甘油、 NaCl溶液
肥皂的去污过程
1）脂肪酸皂
亲油基，碳原子数大于8
脂肪酸钠皂
稠化机理
超过一定浓度以后，脂肪酸皂可在油中形成结构， 产生结构粘度，将油稠化。
1）脂肪酸皂
Al3+ 脂肪酸铝皂
1）脂肪酸皂 单皂
双皂 通过羟桥连接，形成结构，将油稠化
前言
（1）什么是压裂？
压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝并用支 撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、 增注措施。
（2）压裂的地位 是低渗透油藏、碳酸盐油藏主要的增产、增注措
施。
Why do we hydraulically fracture oil & gas reservors?
Hydraulic fracturing can create cracks in the unconventional reservoirs by which the oil and gas can flow to wellbore.
的条件下。
3.潜在酸 定义
潜在酸是在一定条件下能转变为酸的物质。
破坏机理
通过改变条件（pH值），使冻胶交联结构破坏 而起作用。
4.潜在螯合剂
(1)定义
常用的破坏剂：
潜在酸 潜在螯合剂
压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
1.过氧化物破坏剂
过氧化物是含有过氧基（-O-O-）的化合物。 过氧化物是通过聚合物氧化降解，破坏冻胶结构。
胶囊
2.酶类破坏剂
破坏机理 对聚糖水解降解起催化作用，破坏冻胶结构。
使用条件 酶只能用于温度低于65℃和pH值在3.5～8范
下层 提纯分离 甘油
上层：高级 脂肪酸钠 下层：甘油、 NaCl溶液
肥皂的去污过程
1）脂肪酸皂
亲油基，碳原子数大于8
脂肪酸钠皂
稠化机理
超过一定浓度以后，脂肪酸皂可在油中形成结构， 产生结构粘度，将油稠化。
1）脂肪酸皂
Al3+ 脂肪酸铝皂
1）脂肪酸皂 单皂
双皂 通过羟桥连接，形成结构，将油稠化
前言
（1）什么是压裂？
压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝并用支 撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、 增注措施。
（2）压裂的地位 是低渗透油藏、碳酸盐油藏主要的增产、增注措
施。
Why do we hydraulically fracture oil & gas reservors?
Hydraulic fracturing can create cracks in the unconventional reservoirs by which the oil and gas can flow to wellbore.
的条件下。
3.潜在酸 定义
潜在酸是在一定条件下能转变为酸的物质。
破坏机理
通过改变条件（pH值），使冻胶交联结构破坏 而起作用。
4.潜在螯合剂
(1)定义
油田化学PPT课件
2.固井水泥浆
水泥浆中含有大量的Ca2+ 、OH-、和SO42- 。它 们进入地层后可能生成沉淀，也可能促使粘土
2分021/3散/7 或者造成乳堵。 CHENLI
16
3.射孔
射孔时射孔弹的碎屑可能堵塞孔道；射孔过程造 成压实和岩石碎屑填充孔隙；如果使用泥浆或其 它杂质的射孔液，则使这些液体和杂质具有高渗 透速率，因而地层伤害更为严重。
缓速酸酸化：
指用缓速酸处理油气层的酸化。目前国内 外使用的缓速酸主要有：自生酸（又称潜 在酸或就地酸）、稠化酸、乳化酸、泡沫 酸和化学缓速酸等。
2021/3/7
CHENLI
10
碳酸盐岩油气层酸化： 指用酸液处理碳酸盐岩油气层，它可采用 基质酸化和压裂酸化。
砂岩油气层酸化： 指用酸液处理砂岩油气层，一般只进行基 质酸化而不进行压裂酸化。
CHENLI
14
二、地层的伤害
基质酸化成功与否首先取决于地层是否被 伤害以及伤害的范围、伤害的程度和类型。
引起伤害的原因大致可分为以下四类：
1.工作液中固相微粒堵塞孔眼或地层孔隙。
2.工作液中离子与地层或地层流体中离子生 成沉淀。
3.地层岩石中微粒分散、运移、堵塞喉道； 粘土矿物的水化膨胀降低地层渗透度；对 于砂岩，严重者还导致基质崩塌。
2021/3/7
CHENLI
压裂车 封隔器
8
酸化工艺的特点及适用情况对照表
酸化
酸流动方式及溶蚀
类 型 施 工 压 力 Pi 注 入 速 度
方式
适用范围
不流动或沿
储层的表皮解堵或射孔孔眼
酸 无外力或轻
溶蚀பைடு நூலகம்壁及射孔孔
井筒的正、
的清洗、井筒结构及丝扣油
最新油田化学试验(1)课件ppt
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数据处理 要求计算乳化层体积百分比
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思考题
1.乳化剂的加量和配比对油水乳化的影响。 2.破乳剂加量对破乳的影响。
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《中医儿科学》
维生素D缺乏性佝偻病
中医药学院 孙晓敏 讲师 E-mail: min1980@
主要内容：
腕部X线摄片，可见于骺端有毛刷状或杯口 状改变，也可见骨质疏松，皮质变薄。
二、鉴别诊断：
肾性佝偻病 ：
为先天性肾发育不全、 多囊肾 、尿路阻塞所致的肾盂积 水、 慢性肾炎或肾盂肾炎等所致的慢性肾功能障碍 ，皆 可导致1 ,25-（OH）2D3生成减少， 致使佝偻病发生并引 起骨畸变
血清钙常减低而血清磷显著高水平
（二）脾虚肝旺
证候：头部多汗，面色少华，发稀枕秃，纳呆食少， 坐立、行走无力，夜啼不宁，时有惊惕，甚至抽搐， 囟门迟闭，齿生较晚，舌淡，苔薄，脉细弦。
本病影响机体正常发育 易导致侏儒状态
抗癫痫药物引起的佝偻病：
长期口服抗癫痫药物如苯巴比妥钠、苯妥英钠等， 可引起 低血钙症 ， 肝内25-（OH）D3分解亦增加 ，从而使1 ,25（OH）2D3产生减少 ，造成低钙血症及佝偻病的发生 。
肾小管性酸中毒
低血磷抗VD性佝偻病 范可尼综合症
三、诊法提示：
概述 病因病机 诊断依据、鉴别诊断及证治要点 各证型的辨证依据、治法、方药 预防调护
【概述】
一、定义：
维生素D缺乏性佝偻病是婴幼儿时期常见 的慢性营养缺乏性疾病。临床以多汗，夜啼， 烦躁，枕秃，肌肉松弛，囟门迟闭，甚至鸡胸 肋翻，于冬春两季，多见于3岁以下小儿， 尤以6-12个月婴儿发病率较高
数据记录
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数据处理 要求计算乳化层体积百分比
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思考题
1.乳化剂的加量和配比对油水乳化的影响。 2.破乳剂加量对破乳的影响。
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《中医儿科学》
维生素D缺乏性佝偻病
中医药学院 孙晓敏 讲师 E-mail: min1980@
主要内容：
腕部X线摄片，可见于骺端有毛刷状或杯口 状改变，也可见骨质疏松，皮质变薄。
二、鉴别诊断：
肾性佝偻病 ：
为先天性肾发育不全、 多囊肾 、尿路阻塞所致的肾盂积 水、 慢性肾炎或肾盂肾炎等所致的慢性肾功能障碍 ，皆 可导致1 ,25-（OH）2D3生成减少， 致使佝偻病发生并引 起骨畸变
血清钙常减低而血清磷显著高水平
（二）脾虚肝旺
证候：头部多汗，面色少华，发稀枕秃，纳呆食少， 坐立、行走无力，夜啼不宁，时有惊惕，甚至抽搐， 囟门迟闭，齿生较晚，舌淡，苔薄，脉细弦。
本病影响机体正常发育 易导致侏儒状态
抗癫痫药物引起的佝偻病：
长期口服抗癫痫药物如苯巴比妥钠、苯妥英钠等， 可引起 低血钙症 ， 肝内25-（OH）D3分解亦增加 ，从而使1 ,25（OH）2D3产生减少 ，造成低钙血症及佝偻病的发生 。
肾小管性酸中毒
低血磷抗VD性佝偻病 范可尼综合症
三、诊法提示：
概述 病因病机 诊断依据、鉴别诊断及证治要点 各证型的辨证依据、治法、方药 预防调护
【概述】
一、定义：
维生素D缺乏性佝偻病是婴幼儿时期常见 的慢性营养缺乏性疾病。临床以多汗，夜啼， 烦躁，枕秃，肌肉松弛，囟门迟闭，甚至鸡胸 肋翻，于冬春两季，多见于3岁以下小儿， 尤以6-12个月婴儿发病率较高
油田化学第三章化学驱油优秀课件
随着MWO的减小，波及系数 增大，采收率提高
聚合物驱与水驱的对比 提高了平面的波及系数 提高了纵向的波及系数
四、聚合物在多孔介质中的流动特性
聚合物溶液流过多孔介质渗透率降低，用残余阻力系数表示。
聚合物溶液流过多孔介质流动度降低，渗透率降低，形 成残余阻力的原因是聚合物在孔隙介质中的滞留，滞留在 多孔介质中有三种方式：吸附、机械捕集和物理堵塞。
大❖的稠聚化合水物驱不和堵增塞粘地水层驱。当渗透率低于20mD ，使用低相对分子质量的聚合物。
二、聚合物驱最常用的聚合物
用于油层的聚合物有特定的要求：有好的增粘性 能、热稳定性高、化学稳定性好、耐剪切、在油层吸 附量不大。聚合物主链应为碳链(热稳定性好)，有一 定量的负离子基团(增粘效果好)和一定量的非离子亲 水集团(化学稳定性好)。
1、吸附
聚合物吸附是指聚合物通过色散力、氢键、静电作用聚 集在岩石孔隙结构表面的现象。NaCl浓度增加，吸附量 增加;分子量增加，吸附量增加;温度升高，吸附量减小。 见表3-1
影响吸附量的因素为： (1)岩石的成分和结构。粘土矿物>碳酸岩>砂岩，
蒙脱石>伊利石>高岭石； (2)高分子的类型、分子量及浓度。酰胺基的同一高分子， M大，吸附量大； (3)水中含盐量、PH的影响。岩性相同，高分子相同，含 盐量越高，吸附量越大，PH值越大吸附量越小； (4)温度升高，分子运动加剧，吸附量减小； (5)动态吸附小于静态吸附（存在高速流动脱附）。
2、机械捕集
聚合物捕集是指直径小于孔喉直径的聚合物分子的无 规线团通过“架桥” 留在孔喉外的现象（图4-2）。
主要机理:
高分子结构柔软，在高速流动时变长与流动线保持
➢ 蒸汽பைடு நூலகம்油法（蒸汽驱） ➢ 油层就地燃烧法（火烧油层）
油田化学第二章油田用高分子 ppt课件
分子链中的结构差异，对聚合物的性能影响很大。
03.05.2020
石油工程学院
26
溶液中的形态
一般线型高分子的分子量在数十万以上，甚至达数百
万、千万，分子的直径很小。线型高分子在溶液中可以
有几种形态：接伸状态和无规线团状。高分子的形态主
要取决于分子间的作用力。在良溶剂中，高分子形态舒
展，在不良溶剂中收缩。大多数线型高分子在溶剂中的
情感是人类最能引起共鸣的一种心理感受2020201229高分子分子量多分散性的表示方法高分子分子量多分散性的表示方法单独一种平均分子量不能表征聚合物的性能需要了解分单独一种平均分子量不能表征聚合物的性能需要了解分子量多分散性的程度子量多分散性的程度以以分子量分布指分子量分布指数表示数表示即重均分子量与数均分子量的比值即重均分子量与数均分子量的比值mmwwmmnnmwmwmnmn分子量分布情况分子量分布情况均一分布均一分布接近接近11511522分布较窄分布较窄远离远离205050分布较宽分布较宽石油工程学院石油工程学院艺术的感染力最有直接作用就是情感因素了审美就是主体与美的对象交流感情产生共鸣的过程
03.05.2020
石油工程学院
3
第一节 高分子化合物的定义及特点
一、高分子的基本概念 1、什么是高分子？
高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高, 由 共价键连接的一类化合物。
特点：1）分子量大；2）分子间力大；3）构象比低
分子多；4）多分散性
常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，
甚至上百万，范围在104～106
Ni
1 05
M wN Ni2 iM M 11 0 ii(1 0 1 4) 0 4 20 5 5 1 (15 5 0 ) 0 2 850
03.05.2020
石油工程学院
26
溶液中的形态
一般线型高分子的分子量在数十万以上，甚至达数百
万、千万，分子的直径很小。线型高分子在溶液中可以
有几种形态：接伸状态和无规线团状。高分子的形态主
要取决于分子间的作用力。在良溶剂中，高分子形态舒
展，在不良溶剂中收缩。大多数线型高分子在溶剂中的
情感是人类最能引起共鸣的一种心理感受2020201229高分子分子量多分散性的表示方法高分子分子量多分散性的表示方法单独一种平均分子量不能表征聚合物的性能需要了解分单独一种平均分子量不能表征聚合物的性能需要了解分子量多分散性的程度子量多分散性的程度以以分子量分布指分子量分布指数表示数表示即重均分子量与数均分子量的比值即重均分子量与数均分子量的比值mmwwmmnnmwmwmnmn分子量分布情况分子量分布情况均一分布均一分布接近接近11511522分布较窄分布较窄远离远离205050分布较宽分布较宽石油工程学院石油工程学院艺术的感染力最有直接作用就是情感因素了审美就是主体与美的对象交流感情产生共鸣的过程
03.05.2020
石油工程学院
3
第一节 高分子化合物的定义及特点
一、高分子的基本概念 1、什么是高分子？
高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高, 由 共价键连接的一类化合物。
特点：1）分子量大；2）分子间力大；3）构象比低
分子多；4）多分散性
常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，
甚至上百万，范围在104～106
Ni
1 05
M wN Ni2 iM M 11 0 ii(1 0 1 4) 0 4 20 5 5 1 (15 5 0 ) 0 2 850
油田化学第1章石油气体课件
§1气体 §1-1理想气体定律及相关计算
五、分体积定律： 1、分体积定义：VB=（def）yB．V B：指理想气体混合物中任意一种组分； V：理想气体混合物具有的总体 积，m3； yB：理想气体混合物中B的物质的量分 数；
§1气体 §1-1理想气体定律及相关计算
分体积的进一步理解： ①表述：当组分气体与理想气体混合物具有 相同的温度和压力时，组分气体所 占有的体积 称为组分气体的分体 积，用VB表示，单位m3； ②图示：设理想气体混合物由A、B两种组分 组成。
设理想气体混合物由A、B两种组分组成。
A、B共存 A单独存在 B单独存在
nA nB
A B
A
nA
B
nB
T、V、P
T、V、PA
T、V、PB
§1气体 §1-1理想气体定律及相关计算
2、分压定律： 表述：理想气体混合物的总压力等于 各组分气体的分压力之和。 表达式：P=∑PB P：系统总压力，Pa； PB：系统中B组分的分压 力，Pa；
3、气体的液化条件： T﹤TC且PSU﹥P*A。 〈小结〉 〈布置作业〉P17 5；
（第3次课） §1气体 §1-3气体的液化与临界状态
4、物质临界参变量间的特殊关系： 实验发现：在临界状态时，各种实际 气体的pCVC/RTC值几乎相 等。启发我们寻找普遍适 用的气体状态方程。
§1气体 §1-4压缩因子
§1气体 §1-1理想气体定律及相关计算
nB yB def nB
B
§1气体 §1-1理想气体定律及相关计算
分压的进一步理解： ①表述：当组分气体与理想气体混合 物具有相同的温度和体积时，组分气体 所产生的压力称为组分气体的分压力， 用PB表示，单位Pa。 ②分压图示：如下图。
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• 铝氧八面体：由六个氢氧原子团构成一个八面体结构 （每个氢氧原子团中的氧原子占一个顶点），一个铝 （铁或镁）原子置于八面体中心。如图1-4所示。
• 铝氧八面体晶片：由多个铝氧八面体有序紧密地结合 在一起，构成的立体片状结构。称为铝氧八面体晶片 （水铝片）。如图1-5所示。
Al
OH
图14 铝氧八面体
0.72nm
b
a 高岭石晶体构造示意图
c
O
Si
Al
OH
4Si
4Al
6O
4O2(OH)
6O
• 这种构造的单元晶层在水平方向上可以 延伸，在垂直方向上可以层层叠加形成 晶体。
• 高岭石晶体结构为六角形鳞片状结构。
• ② 高岭石晶体的主要性质
• 高岭石几乎无晶格取代现象，阳离子交 换量小，水分子不易进入晶层中间。
• 水泥浆化学是通过研究水泥浆的组成、 性质及其控制与调整，达到封隔漏失层、 复杂地层和保护油气层及套管的目的。
• 粘土是配制钻井液的重要原材料，粘土 矿物的结构和基本特性与钻井液的性能 及其控制与调整密切相关。
• 下面我们先了解粘土矿物的结构和基本 特性。
• 粘土的主要组成： • 粘土矿物——含水的铝硅酸盐； • 非粘土矿物——石英、长石等； • 非晶质的胶体矿物——蛋白石、氢氧化
• 为非膨胀类型矿物，水化性能差，造浆 性能不好。在钻井过程中，含高岭石的 泥页岩地层易发生剥蚀掉快。
二、蒙脱石
• ①晶层及晶体结构 • 晶层单元由两片硅氧四面体夹一片铝氧八面体
晶片组成。为2：1型粘土矿物。 • 如图1-7所示（见P-6） • 特点：① 蒙脱石晶层上下两面皆为氧原子，各
晶层之间以分子间力连接，结合力很弱，水分 子已进入晶层之间引起晶格膨胀； • ② 由于存在晶格取代作用而带较多的负电 荷，能吸附等电量的阳离子。水化的阳离子进 入晶层之间，会导致层间距增大。
图15物的基本结构层（单位晶层）是 由硅氧四面体晶片与铝氧八面体晶片按 不同比例通过共用的氧原子连结在一起 结合而成的晶体。
• 包括：1：1型和2：1型两种类型。
• 1．1：1层型基本结构层
• 由一个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片 结合而成。
三、由基本结构层重复堆叠引出来的概念
• 粘土矿物分别由以上两种基本结构层堆 叠而成的。
• 层间域：当两个基本结构层相互堆叠时， 相邻结构层之间的空间称为层间域。
• 粘土矿物的单元结构：基本结构层加上 层间域称为粘土矿物的单元结构。
• 层间物：存在于层间域中的物质称为层 间物。粘土矿物中的层间物主要有：水 分子和阳离子。
• 其中硅氧四面体晶片的顶氧构成铝氧八面体晶 片的一部分，取代了铝氧八面体晶片的部分羟 基。
• 1：1层型的基本结构中有五个原子层面。即： 一个硅面层、一个铝面层和三个氧（或羟基） 面层。这种情况下，氧的六角环网络只是暴露 一个层面上。
• 如高岭石的晶体结构就是由1：1型基本结构层 构成的。
• 2．2：1层型基本结构层
一、高岭石
• ①晶层及晶体结构
• 高岭石晶层是由一片四面体晶片与一片 八面体晶片组成的，为1：1型粘土矿物。
• 在高岭石晶层上，硅氧四面体的顶尖指 向铝氧八面体，单元晶层为OH层，另一 面为O层，层与层之间容易形成氢键，晶 层之间紧密连接。
单元晶层到相邻的单元晶层的垂直距离称
为晶层间距。如图1-6所示。
• 由两个硅氧四面体晶片夹一个铝氧八 面体晶片结合而成。其中两个硅氧四 面体晶片的顶氧取代了铝氧八面体晶 片的部分羟基。
• 2：1层型基本结构层的基本结构中有 七个原子层面。即：一层铝面、两层 硅面和四层氧（或羟基）面。这种情 况，氧的六角环网络暴露在晶层的上 下两个表面上。
• 如蒙脱石的晶体结构就是由2：1型基 本结构层构成的。
• 本课程是石油各专业的必修基础课程。
• 钻井化学的主要任务是研究如何利用化 学方法解决钻井和固井过程中遇到的问 题的。
• 分为：钻井液化学和水泥浆化学两部分。
• 钻井液化学是通过研究钻井液的组成、 性质及其控制与调整，达到优质、快速、 安全、经济钻井的目的。这就要求我们 必须了解各种处理剂的类型、结构、性 能及其作用机理等。
等。其中： • 钻井化学：主要研究有关钻井液的组成、功能、
性质及各种性能的控制与调整方法。 • 采油化学：主要研究油层化学改造和油水井的
化学改造问题。 • 集输化学：主要研究埋地管道的腐蚀与防腐、
乳化原油的破乳与起泡原油的消泡、原油的降 凝输送与减阻输送、天然气处理与油田污水处 理等问题。
• 本教材着重说明各生产过程中存在问题 的化学本质和解决这些问题的化学试剂 所起作用的机理。
铁、氢氧化铝等。
• 粘土的主要性质： • 多数颗粒直径小于2μm，在水中有分散性、
带电性、离子交换性、水化性等。
• 这些性能直接影响钻井液的性能、配制、 维护与调整。
一、基本构造和基本单元晶片
• （1）硅氧四面体与硅氧四面体晶片 • 硅氧四面体：4个氧原子构成一个正四面
体（每个氧原子占一个顶点），一个硅 原子置于正四面体中心。如图1-1所示。
硅
氧
图11 硅氧四面体
• 硅氧四面体晶片：由多个硅氧四面体有 序紧密地结合在一起，便构成了由三个 原子层构成的立体片状结构。称为硅氧 四面体晶片。如图1-2所示。
图12 硅氧四面体晶片
图1-3为该晶片的俯视结构， 其中的氧六环内切圆直径为0.288nm。
图13 硅氧四面体晶片（俯视 图）
• （2）铝氧八面体与铝氧八面体晶片
• 晶格取代：晶格结构中某些原子被其它化合价 不同的原子取代而晶体骨架保持不变。
• 如：晶体中的一个Al3+被一个Mg2+取代，会产 生一个负电荷。
• 晶格取代作用可发生在八面体中，也可发生在 四面体中。
绪论
一、教材介绍
本教材主要从三个方面介绍石油与 天然气从钻井、采油到集输整个过 程中涉及到的与化学有关的知识和 内容。油田化学是由钻井化学、采 油化学和集输化学三部分组成的， 研究的主要内容包括以下三个方面：
• 1．研究钻井、采油和原油集输过程中存在问 题的化学本质。
• 2．研究解决存在问题所使用的化学试剂。 • 3．研究各种化学试剂的作用机理和协同效应
• 铝氧八面体晶片：由多个铝氧八面体有序紧密地结合 在一起，构成的立体片状结构。称为铝氧八面体晶片 （水铝片）。如图1-5所示。
Al
OH
图14 铝氧八面体
0.72nm
b
a 高岭石晶体构造示意图
c
O
Si
Al
OH
4Si
4Al
6O
4O2(OH)
6O
• 这种构造的单元晶层在水平方向上可以 延伸，在垂直方向上可以层层叠加形成 晶体。
• 高岭石晶体结构为六角形鳞片状结构。
• ② 高岭石晶体的主要性质
• 高岭石几乎无晶格取代现象，阳离子交 换量小，水分子不易进入晶层中间。
• 水泥浆化学是通过研究水泥浆的组成、 性质及其控制与调整，达到封隔漏失层、 复杂地层和保护油气层及套管的目的。
• 粘土是配制钻井液的重要原材料，粘土 矿物的结构和基本特性与钻井液的性能 及其控制与调整密切相关。
• 下面我们先了解粘土矿物的结构和基本 特性。
• 粘土的主要组成： • 粘土矿物——含水的铝硅酸盐； • 非粘土矿物——石英、长石等； • 非晶质的胶体矿物——蛋白石、氢氧化
• 为非膨胀类型矿物，水化性能差，造浆 性能不好。在钻井过程中，含高岭石的 泥页岩地层易发生剥蚀掉快。
二、蒙脱石
• ①晶层及晶体结构 • 晶层单元由两片硅氧四面体夹一片铝氧八面体
晶片组成。为2：1型粘土矿物。 • 如图1-7所示（见P-6） • 特点：① 蒙脱石晶层上下两面皆为氧原子，各
晶层之间以分子间力连接，结合力很弱，水分 子已进入晶层之间引起晶格膨胀； • ② 由于存在晶格取代作用而带较多的负电 荷，能吸附等电量的阳离子。水化的阳离子进 入晶层之间，会导致层间距增大。
图15物的基本结构层（单位晶层）是 由硅氧四面体晶片与铝氧八面体晶片按 不同比例通过共用的氧原子连结在一起 结合而成的晶体。
• 包括：1：1型和2：1型两种类型。
• 1．1：1层型基本结构层
• 由一个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体晶片 结合而成。
三、由基本结构层重复堆叠引出来的概念
• 粘土矿物分别由以上两种基本结构层堆 叠而成的。
• 层间域：当两个基本结构层相互堆叠时， 相邻结构层之间的空间称为层间域。
• 粘土矿物的单元结构：基本结构层加上 层间域称为粘土矿物的单元结构。
• 层间物：存在于层间域中的物质称为层 间物。粘土矿物中的层间物主要有：水 分子和阳离子。
• 其中硅氧四面体晶片的顶氧构成铝氧八面体晶 片的一部分，取代了铝氧八面体晶片的部分羟 基。
• 1：1层型的基本结构中有五个原子层面。即： 一个硅面层、一个铝面层和三个氧（或羟基） 面层。这种情况下，氧的六角环网络只是暴露 一个层面上。
• 如高岭石的晶体结构就是由1：1型基本结构层 构成的。
• 2．2：1层型基本结构层
一、高岭石
• ①晶层及晶体结构
• 高岭石晶层是由一片四面体晶片与一片 八面体晶片组成的，为1：1型粘土矿物。
• 在高岭石晶层上，硅氧四面体的顶尖指 向铝氧八面体，单元晶层为OH层，另一 面为O层，层与层之间容易形成氢键，晶 层之间紧密连接。
单元晶层到相邻的单元晶层的垂直距离称
为晶层间距。如图1-6所示。
• 由两个硅氧四面体晶片夹一个铝氧八 面体晶片结合而成。其中两个硅氧四 面体晶片的顶氧取代了铝氧八面体晶 片的部分羟基。
• 2：1层型基本结构层的基本结构中有 七个原子层面。即：一层铝面、两层 硅面和四层氧（或羟基）面。这种情 况，氧的六角环网络暴露在晶层的上 下两个表面上。
• 如蒙脱石的晶体结构就是由2：1型基 本结构层构成的。
• 本课程是石油各专业的必修基础课程。
• 钻井化学的主要任务是研究如何利用化 学方法解决钻井和固井过程中遇到的问 题的。
• 分为：钻井液化学和水泥浆化学两部分。
• 钻井液化学是通过研究钻井液的组成、 性质及其控制与调整，达到优质、快速、 安全、经济钻井的目的。这就要求我们 必须了解各种处理剂的类型、结构、性 能及其作用机理等。
等。其中： • 钻井化学：主要研究有关钻井液的组成、功能、
性质及各种性能的控制与调整方法。 • 采油化学：主要研究油层化学改造和油水井的
化学改造问题。 • 集输化学：主要研究埋地管道的腐蚀与防腐、
乳化原油的破乳与起泡原油的消泡、原油的降 凝输送与减阻输送、天然气处理与油田污水处 理等问题。
• 本教材着重说明各生产过程中存在问题 的化学本质和解决这些问题的化学试剂 所起作用的机理。
铁、氢氧化铝等。
• 粘土的主要性质： • 多数颗粒直径小于2μm，在水中有分散性、
带电性、离子交换性、水化性等。
• 这些性能直接影响钻井液的性能、配制、 维护与调整。
一、基本构造和基本单元晶片
• （1）硅氧四面体与硅氧四面体晶片 • 硅氧四面体：4个氧原子构成一个正四面
体（每个氧原子占一个顶点），一个硅 原子置于正四面体中心。如图1-1所示。
硅
氧
图11 硅氧四面体
• 硅氧四面体晶片：由多个硅氧四面体有 序紧密地结合在一起，便构成了由三个 原子层构成的立体片状结构。称为硅氧 四面体晶片。如图1-2所示。
图12 硅氧四面体晶片
图1-3为该晶片的俯视结构， 其中的氧六环内切圆直径为0.288nm。
图13 硅氧四面体晶片（俯视 图）
• （2）铝氧八面体与铝氧八面体晶片
• 晶格取代：晶格结构中某些原子被其它化合价 不同的原子取代而晶体骨架保持不变。
• 如：晶体中的一个Al3+被一个Mg2+取代，会产 生一个负电荷。
• 晶格取代作用可发生在八面体中，也可发生在 四面体中。
绪论
一、教材介绍
本教材主要从三个方面介绍石油与 天然气从钻井、采油到集输整个过 程中涉及到的与化学有关的知识和 内容。油田化学是由钻井化学、采 油化学和集输化学三部分组成的， 研究的主要内容包括以下三个方面：
• 1．研究钻井、采油和原油集输过程中存在问 题的化学本质。
• 2．研究解决存在问题所使用的化学试剂。 • 3．研究各种化学试剂的作用机理和协同效应