油田化学 中国石油大学华东

钻井液
处理剂
前言
第一章 粘土矿物
（1）粘土矿物：细分散的（≤2μm）含水的铝硅
酸盐类矿物的总称，可进一步分为晶质（具有晶体结
构的）和非晶质，自然界中所见到的粘土矿物绝大多
粘 数是晶质的。
土
（2）粘土：疏松的尚未固结成岩的以粘土矿物为
主的（≥50%）沉积物。
（3）粘土岩（俗称：泥页岩）：粘土矿物经沉积、 固结成岩作用后成为粘土岩。
3、11、14章以名词解释、填空和选择题为主。
总复习
第1章：粘土矿物
一、基本概念 粘土矿物的基本构造单元、基本构造层、晶格取代、阳离子交换容量
（CEC）、一(二）级膨润土、常见的三种粘土矿物等。
二、基本原理
1、简述蒙脱石的晶体结构组成、特点、性质及其用途。为什么容易吸 水膨胀？
2、简述高岭石（1：1）的晶体结构组成、特点、性质及其用途。为 什么不容易水化膨胀？
钻井液体系及添加剂
钻
钻井液化学
完井液体系及添加剂
井
钻井、完井过程油气层保护
化
学
水泥浆体系及添加剂
水泥浆化学
固井射孔油气层保护
钻井化学主要研究钻井/完井和水泥浆体系的性能及其控制与 调整。包括添加剂的作用机理、合成、筛选、改进和应用。 涉及钻井、完井、固井、射孔、试油等过程的化学问题。
油层化学改造
化学驱法
第一篇 钻井化学
第一章 粘土矿物
粘土矿物的应用
第一章 粘土矿物
（ 1）粘土是钻井液的重要组成成分，配浆原
与
材料。
钻
井
（ 2）钻井过程中井眼的稳定性，泥页岩的主要组
工
成部分，75%地层为泥页岩，90%的井壁不稳定发
程
的
生在泥页岩。
关
系
（3）油气层的保护，粘土矿物膨胀与钻井液配浆
粘土堵塞。
粘土
水/油
考试说明
1、考试方式：闭卷 2、题型及分值：
（1）名词解释：10－15分； （2）填空：20分左右； （3）选择题（单项选择、多项选择）：20分左右； （4）计算题：5－10分； （5）简答题：25－30分； （6）综合题：20－30分。 3、章节分配：
钻井化学1－2章：30－35分；采油化学4－10章，50分；集输化 学11－15章，15分。
聚合物驱 活性剂驱 碱驱
复合驱 混相驱法 烃类混相法
采
非烃类混相法
油
热采法 蒸汽驱 火烧油层法
化
水井调剖 油井堵水
学
化学防砂 防蜡清蜡
稠油降粘 酸化解堵
油水井化学改造 射孔压裂 修井压井
油层保护 综合措施
采油化学主要研究油层改造和油水井化学改造问题。包括改 造方案、添加剂的作用机理、合成、筛选、改进和应用。涉 及采油过程中的众多化学问题。
1、降滤失剂及其作用机理； 2、稀释剂（降粘剂）及其作用机理； 3、增粘剂及其作用机理； 4、絮凝剂及其作用机理； 5、PH调节剂及其作用机理； 6、润滑剂及其作用机理； 7、页岩抑制剂及其作用机理(p53-56)； 8、卡钻及解卡剂作用机理； 9、固相含量的控制方法。
油田化学
中国石油大学（华东） 石油工程学院油田化学系
铝氧八面体：六个 顶点为氧原子或羟基， 铝（或铁、镁）原子居 于八面体中央。
氧或羟基
粘土矿物的基本构造
铝氧八面体晶片： 多个铝氧八面体通 过共用的O或OH连 接而成的Al-O八面 体网络。
粘土矿物的基本构造
3、晶片的结合
晶层：四面体晶片与八面体晶片以适当的方式结合，构成晶层
（1）1：1型晶层：由一个硅氧四面体晶片与一个铝 氧八面体
第一章 粘土矿物
第一节 粘土矿物的基本构造
基本构造单元
基本构造单元片 基
本结构层 各种粘土矿物
基本构造单元 硅氧四面体和铝氧八面体
Si/O Al/O 基本构造单元片 硅氧四面体片和铝氧八面体片
基本结构层 (单位晶层) 各种粘土矿物
1:1型 2:1型
粘土矿物的基本构造
1、硅氧四面体与硅氧四面体晶片
硅氧四面体：有一个硅原 子与四个氧原子，硅原子 在四面体的中心，氧原子 在四面体的顶点，硅原子 与各氧原子之间的距离相 等。
顶氧 底氧
粘土矿物的基本构造
硅氧四面体晶片： 指硅氧四面体网络。 硅氧四面体网络由 硅氧四面体通过相 临的氧原子连接而 成。
粘土矿物的基本构造
2、铝氧八面体与铝氧八面体晶片
3、蒙脱石和伊利石都属于2：1型粘土矿物，为什么其吸水膨胀性差异 较大？
4、粘土矿物的性质（带电性、吸附性、膨胀性、凝聚性）
5、粘土表面电荷的来源（可交换阳离子的解离、表面羟基与H＋OH－的 反应）。
第2章 钻井液化学
一、基本概念：
钻井液的八大功能；处理剂的种类；密度与加重材料；碱度(p21)；滤失性与 滤失量；流变性、流变模式与流变曲线（牛顿流体、塑性流体-Binhan模式、假塑 性流体-幂律模式、卡森模型－Casson模式等）及其解释；流变参数（表观粘度、 塑性粘度、结构粘度、屈服值、动塑比、流性指数、稠度系数、静切力、动切力等） 及其调整；润滑性（摩阻系数）；井壁稳定性及其影响因素；粘附(压差）卡钻及 其解卡；漏失的类型与堵漏；钻井液体系及其分类与适用性、钻井液主要参数的要 求等。 二、基本原理与方法：
绪论
油田化学的研究对象
油田化学的研究对象
油田化学
钻
采
集
井
油
输
化
化
化
学
学
学
油田化学与油田地质学密切联系；是钻井工程、采油工程、油 藏工程和集输工程等的边缘科学；各门基础化学（无机、有机、 分析、物化、表面、胶体化学等）是油田化学的基础；与流体 力学和渗流力学及环境化学也有密切的联系。
油田化学的Biblioteka Baidu究对象
晶片构成。
层面是OH
层面是O
Al-O晶片 Si-O晶片
粘土矿物的基本构造
（2）2：1型晶层：由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体 晶片构成。
氧原子
氧原子
Si-O晶片 Al-O晶片 Si-O晶片
粘土矿物的基本构造 层间域/晶层间距
层间域：相邻基本结构层之间的空间。
油田化学的研究对象
腐蚀与防护
集
阻垢与清垢
输
乳化与破乳
化
降粘与减阻
学
天然气利用
污水的处理
污染与防治
与污输乳水和集乳污集集化和预化水输输输、污处、和和化化原泥理原污预学油的中学油泥处主的综的主的的理要降合众要降综中研粘处多研究粘合的与理化究与处众设降以学设降理多备阻及问备阻以化和输油题和输及学管送气。管送油问道、田道、气题的天环的天田。腐然境腐然环蚀气保蚀气境与的护与的保防处问防处护护理题护理问、和。、和题原利涉原利。油用及油用涉的、原的、及破油油破油原乳田集乳田油与