油田化学_第一章__表面活性剂
常见油田化学品中的几个大宗原料(二)
常见油田化学品中的几个大宗原料（二）引言概述：本文将介绍常见油田化学品中的几个大宗原料，包括表面活性剂、乳化剂、酸化剂、阻垢剂和阻油剂。
正文：一、表面活性剂1. 正常烷基苯磺酸盐：具有良好的表面活性和润湿性，常用于石油钻井液中，能够降低钻井液的黏度，提高泥浆性能。
2. 葡萄糖苷：能够增加乳液的稳定性和改善排水性能，广泛应用于水基钻井液和油井酸化液中。
3. 石油磺酸盐：具有优异的润湿性和油水分离性能，常用于提高油井采油效果。
二、乳化剂1. 聚醚：能够形成稳定的乳液，广泛应用于水基油田化学品中，如水基钻井液和水基封隔液等。
2. 阳离子乳化剂：具有较强的乳化能力，常用于乳化石油酸和钻井液中的胶体粘土。
3. 阴离子乳化剂：能够增强油水分离能力，常用于水基采油中的调剂剂。
三、酸化剂1. 盐酸：常用于酸化钻井液和酸化油层，可以溶解钙镁盐、压裂石和堵塞物，促进油井产能。
2. 硫酸：常用于清洗油井套管和管道，具有强酸解堵作用。
四、阻垢剂1. 聚合物阻垢剂：可以阻止钙镁盐和硅酸盐的沉积，提高油井产能和管道输送效率。
2. 磷酸盐阻垢剂：能够溶解石灰和石膏结垢，减少管道堵塞。
五、阻油剂1. 聚乙烯亚胺：具有降低油水界面张力和增加水在油层中的分散性，常用于提高油井采油率。
2. 聚合物阻油剂：能够改善原油的流动性，降低粘度，提高油井产能。
总结：常见油田化学品中的几个大宗原料包括表面活性剂、乳化剂、酸化剂、阻垢剂和阻油剂。
这些化学品在油田开发过程中起到重要的作用，能够提高井脉通透性、降低油井阻力、改善采油效果和延长生产周期。
正确选择和使用这些原料对于油田的高效开发和运营至关重要。
油田化学_第一章__表面活性剂
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吸附定义：物质从体相浓集到界面上的一种性质。气相中
的某些物质可以在固体表面上浓集；液体中某些物质可以
在气-液界面、液—液界面和固—液界面上浓集。
通常把能有效吸附其他物质的固体称为吸附剂ห้องสมุดไป่ตู้被吸
附的物质称为吸附质。
根据吸附剂与吸附质之间作用力的性质，将吸附作用
分为物理吸附和化学吸附。
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对只有一种溶质的稀溶液或非离子表面活性剂的吸 附，Gibbs公式可写为：
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2、影响吸附的因素 亲水基的影响
亲油基的影响 电解质的影响 温度的影响
加入电解质可使 离子型活性剂吸附量
溶质浓度影响
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增加，溶液离子强度 亲水基是影响吸 增加可减小定向离子 活性剂的浓度增加 附的主要因素，饱和 ，吸附量增加，当c＞ 头间的排斥 吸附的分子面积取决 cmc时，活性剂分子发 对离子型活性剂，链长增加， 生缔合，吸附量基本 于亲水基水化后的截 保持不变。 吸附量增加。链长超过16C的直链 面积。羧酸盐水化后 离子型活性剂吸附量降低，主要 的截面积大于磺酸盐 长链卷曲使分子截面增加。对于 和硫酸盐。聚氧乙烯 温度升高，离子型活 非离子活性剂n大， 聚氧乙烯非离子活性剂，当聚氧 性剂吸附量降低，非离 吸附量小。 乙烯的聚合度相同时，憎水基加 子活性剂温度升至浊点 大，吸附量增加。 后吸附量增加。 石油工程学院
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表面活性剂的命名
阴离子活性剂命名：盐型活性剂与酯盐型活性剂
1）盐型活性剂命名：盐型活性剂是由有机酸根和金 属离子生成的盐，按盐命名；
化学驱油共127页
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六、聚合物驱筛选标准
适合聚合物驱油田的筛选标准见表9—2：
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第一节 聚合物驱 聚合物驱段塞图
前后的段塞主要是防止聚合物的盐敏效应
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聚合物驱适用条件 （1）原油：稀油，密度＜0.966,粘度＜150mPa.s;
PH值低，抑制-COOH离解，减少链节间的静电 斥力，粘度下降。
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生物聚合物XC
一般条件能满足，主要是抗细菌降解性能差，可加入 杀菌剂甲醛25～100mg/L。
经过注聚合物驱油实践，美国提出注聚合物溶液的筛 选标准见表3-5。认为聚合物驱最有效是用于中等非均质 稠油油藏，避免在具有强烈天然水驱、大气顶、大孔道或 大的天然裂缝的油藏中注聚合物。
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第一节 聚合物驱 2 黄胞胶（XC）（生物聚合物）
热稳定性差（71℃）；生物稳定性差（24小时，需 加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。
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聚合物对水的稠化能力
HPAM与XC对水有优异的稠化能力。
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前言
三、改造油层的方法
化学驱油法（化学驱）
聚合物驱油法（聚合物驱）
表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）
碱驱油法（碱驱）混相驱油来自（混相驱） 烃类混相驱油法（烃类混相驱）
非烃类混相驱油法（非烃类相驱）
热力采油法（热采）
油田化学药剂pdf
引言概述油田化学药剂在油田开发中起到了非常重要的作用。
随着油田勘探和开采技术的不断发展，油井储层的复杂性也越来越高，对化学药剂的需求也日益增加。
本文将对油田化学药剂的应用进行详细阐述，以及其在油田开发中的作用。
正文内容一、油田化学药剂的类别1.表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂非离子表面活性剂两性离子表面活性剂天然表面活性剂2.缓蚀剂有机缓蚀剂焦磷酸盐缓蚀剂无机缓蚀剂3.结垢阻垢剂有机结垢阻垢剂硅酸盐类结垢阻垢剂磷酸盐类结垢阻垢剂4.抑制剂乳化剂水井杀菌剂5.残渣处理剂焦油漆油处理剂酚类残渣处理剂油剂煤焦油类残渣处理剂二、油田化学药剂的应用领域1.油井酸化酸化剂的选择及应用酸化剂的配方设计酸化工艺的优化2.油井水泥浆水泥浆的配方设计水泥浆的性能改良剂水泥浆的加固工艺3.储层改造改造液的配方及应用储层改造技术的优化4.油井液体钻井液的选择及应用技术钻井液的性能改良剂钻井液的环境友好型5.油田废水处理废水处理剂的选择及应用废水处理剂的配方设计废水处理技术的优化三、油田化学药剂的作用机制1.表面活性剂的作用机制降低油水界面张力提高能量漏斗效应2.缓蚀剂的作用机制阻断金属电极与电解质之间的接触形成复合物保护膜3.结垢阻垢剂的作用机制抑制晶体形核及生长改变结晶形态和尺寸4.抑制剂的作用机制改变油水分散相联系杀灭和防止微生物生长5.残渣处理剂的作用机制促进残渣分解清除残渣沉积四、油田化学药剂的未来发展方向1.绿色环保型化学药剂的研发2.高性能化学药剂的开发与运用3.智能化、自动化的药剂配方设计和控制技术4.多功能化学药剂的研究与推广5.药剂应用技术的改良和创新五、总结油田化学药剂在油田开发中发挥着不可替代的作用。
通过对不同类型化学药剂的详细阐述，可以更好地了解它们的应用领域和作用机制。
未来，随着技术的不断进步，油田化学药剂发展的重点将放在绿色环保、高性能、智能化和多功能化等方面，以更好地满足油田开发的需求。
《油田化学》--分章节核心知识点总结
中国石油大学（北京）《油田化学》--分章节核心知识点总结第一章表面活性剂0 表面活性剂定义：少量存在就能显著降低溶剂表面张力的物质1.各种物质的水溶液（浓度不大时）的表面张力和浓度的关系归纳为三种类型：面张力γ随浓度C上升略有上升的物质，如NaCl、HCl等。
②表面张力随浓度上升而下降，如CH3CH2OH等(表面活性物质)。
③表面张力在稀浓度时急剧下降，如RSO3Na等(表面活性剂)。
(1)离子型活性剂—凡能在水溶液中电离生成离子的称离子型活性剂。
(2)非离子型活性剂—凡在水溶液中不能电离成为离子的称为非离子活性剂。
2 浊点产生的原因：非离子型活性剂，其与水分子缔合形成氢键而溶解。
氢键不稳定，温度升高，氢键断裂，所以活性剂析出，溶液变混浊，出现浊点主要由非离子活性剂分子结构决定。
3活性剂降低表面张力的原因：这主要是由于具有两亲性的表面活性剂分子，取代了表面上的水分子，改变了表面分子所受的不对称力，降低了表面过剩自由能，也就是说由于活性剂分子在溶液表面上的吸附，导致溶液表面张力降低*4 胶束：表面活性剂分子的聚集体和缔合体或结合体*5临界胶束浓度：表面活性剂在溶液中开始明显形成胶束的浓度，以cmc表示。
浓度越大，则形成的胶束越多。
* 6形成胶束的原因：活性剂分子的两亲性，即存在着亲水基团和亲油基团。
*7表面活性剂的作用：（1）加溶作用：活性剂溶液形成的胶束，使难溶物质的溶解度显著增中的作用。
（2）润湿反转作用（3）起泡作用（4）乳化作用：使两种互不相溶的液体形成乳状液，并具有一定稳定性的作用（5）洗净作用*第二章油田高分子* 1常用术语单体：组成高分子化合物的简单分子* 链节: 组成高分子化合物的基本结构单元* 聚合度：高分子含有单体结构单元的数目2加聚反应：由许多相同或不同的低分子化合为高分子，但无低分子产生*（1）均聚反应：只有一种单体进行的加聚反应称均聚反应。
*（2）共聚反应：由两种或两种以上的不同单体进行的加聚反应称共聚反应。
油田化学-表面活性剂基础
增溶作用 活性剂使难溶的固体或液体的溶解度显著增加的作 用。具有增溶作用的活性剂叫增溶剂。
例：在50℃时，煤油在水中的溶解度很小，但在 100mL 20% OP-10水溶液中却可溶解10.2mL。
润湿反转作用
活性剂使固体表面的润湿性向相反方向转化的作用 。能使固体表面润湿性发生反转的活性剂叫润湿反 转剂或润湿剂。
事实上，表面活性剂常常并不单独只表现一种作 用，而往往在一个过程中同时表现多种作用。
例如：（1）当活性剂水溶液从砂岩表面将油膜洗 下来时，这种洗净作用常包括（2）活性剂将砂岩表 面反转为亲水表面；（3）当油膜脱落时，活性剂可 将它乳化在水中，使它不易再粘回到砂岩表面；（4 ）而且当活性剂浓度足够高时，有些油还可增溶在 活性剂胶束中而被带走。
HLB值是一个相对的数值，可以在选择一定标准 的基础上,由实验测定，也可以按照经验公式计算
HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据
表 活性剂的HLB值与应用的关系
活性剂的HLB值
应用
1.5-3
3—6 7～18 12～15 13～15 15～18
消泡剂 油包水型乳化剂 水包油型乳化剂，起泡剂
润湿剂 洗净剂 增溶剂
浊点反映非离子表面活性剂亲水性大小，亲水性越 大的，浊点也越高。
为保证非离子表面活性剂处于良好的溶解状态，一 般应控制在其浊点以下使用浊点；而非离子表面活 性剂浊点越，其使用的温度范围越广。
表面活性剂的作用
起泡作用 活性剂使泡沫易于产生并在产生后有一定稳定性的作用，防 止气泡破裂和防止气泡合并。具有这种作用的活性剂叫起泡 剂。起泡剂的作用是由于它在气泡的气液界面上吸附大大降 低了表面张力引起的。
1）阴离子型 羧酸类，硫酸盐类，烷基磷酸类，烷基芳香磺酸类。
氟碳表面活性剂在油田中的应用精品PPT课件
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在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
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讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
氟表面活性剂在石油工业的应用
1、助排剂 2、发泡剂 3、酸液缓蚀剂 4、驱油添加剂 5、原油破乳剂 6、原油捕集剂
7、原油降凝剂 8、原油蒸发抑制剂 9、稠油降粘剂 10、降滤失剂 11、杀菌剂 12、油罐防腐剂
氟表面活性剂在油田的应用前景
• 高温高盐环境 • 压裂酸化助排、钻井液返排 • 泡沫酸化、凝胶泡沫调堵助剂 • 稠油热采助剂 • 润湿性、渗透性调节剂
油田行业
AF系列氟碳表面活性剂具有高表面活 性、高热稳定性及高化学稳定性等特点， 产量、质量稳定，性能超过进口产品，能 提高和改善开采液对地层岩石的润湿性、 渗透性、扩散性及原油的流动性，提高泡 沫的强度和稳定性。对地层伤害小，在高 温、酸性、矿化度高的恶劣环境下性能稳 定。该产品经克拉玛依、辽河油田、长庆 油田等单位使用后，得到良好评价，是目 前市场上性价比最好的产品。可用于助排 破乳、压裂酸化、活性剂驱油、热采、降 粘。
2发泡剂3酸液缓蚀剂4驱油添加剂5原油破乳剂6原油捕集剂7原油降凝剂8原油蒸发抑制剂9稠油降粘剂10降滤失剂11杀菌剂12油罐防腐剂润湿性渗透性调节剂油田行业af系列氟碳表面活性剂具有高表面活性高热稳定性及高化学稳定性等特点产量质量稳定性能超过进口产品能提高和改善开采液对地层岩石的润湿性渗透性扩散性及原油的流动性提高泡沫的强度和稳定性
公司研发机构在不断为本公司研究开发新产品的同时，把客户提 出的新产品、新技术乃至新思路，也纳入研发计划。
油田常用化学剂名词
油田常用化学剂名词
1.表面活性剂：一种吸附或分配在气-液、液-液、液-固界面上,
能显著改变其界面性质的物质。
表面活性剂的分子中既有亲水性原子基团,又有疏水性原子基团,从而在稀溶液中能改变界面能,在水溶液中能使表面张力降低。
2.水基钻井液：指以水作连续相的钻井液。
水基钻井液由于其
成本低,施工方便及不污染环境,在实际应用中一直占据着主导地位,根据体系和组成的不同又可分为以下几种类型。
(1) 不分散钻井液(non-dispersed drilling fluid) 指由膨润土和清水配成或利用清水在易造浆地层钻进而形成的水基钻井液。
(2) 分散钻井液(dispersed drilling fluid) 指由水、膨润土、分散剂及其他处理剂配成的水基钻井液。
3.两性表面活性剂：在同一分子中兼具阴离子、阳离子和非离
子型的亲水基,或在水中离解成阴离子和阳离子两种亲水基离子并起作用者,称为两性表面活性剂。
但通常指后者,即同时带阴离子和阳离子亲水基的表面活性剂。
4.生物聚合物泥浆：是一种无粘土钻井液,具有不分散低固相泥
浆的各种优点。
其主要成分是XCP和OCP。
XCP是一种典型的高分子多聚糖,是黄原单胞杆菌对葡萄糖作用后的产物,是线型聚合物,有相当高的分子量。
油田化学名词解释打印版
【表面活性剂】少量存在就能显著降低溶剂表面张力的物质。
【胶束】表面活性剂分子的聚集体或缔合体或结合体。
【临界胶束浓度】表面活性剂在溶液中开始明显形成胶束的浓度，CMC。
【加溶作用】活性剂溶液形成胶束，使难容物质的溶解度显著增加的作用。
【洗净作用】一种综合作用，包括活性剂的润湿反转作用，如或乳化和增溶作用。
【高分子】一般把相对分子质量大于10000以共价键结合的化合物成为高分子化合物。
【结构】按连接方式不同，单个高分子化合物具有不同的形式结构：线性结构；支链型；体型；【形态】高分子的形态主要取决于分子间的作用力，即外界条件决定了高分子的形态，在良溶剂中高分子形态舒展，在不良溶剂中收缩。
【均聚】只有一种单体进行的加聚反应称均聚反应。
【缩聚】单体分子相互作用形成聚合物时，同时析出等小分子等化合物的反应成为缩聚反应。
【EVA】乙烯、醋酸乙烯酯共聚物；【PE】聚乙烯；【CMC】缩甲基纤维素；【PAM】聚丙烯酰胺【共聚】由两种或两种以上不同单体进行的加聚翻涌称共聚反应。
【交联和络合】交联是高分子靠交联剂的共价键结合而成，这种键于高分子内部的共价键一样强；络合是指高分子与金属离子形成配位键而结合起来，这种配位键比共价键弱，易受剪切而降解。
【压裂液类型】水基压裂液；油基压裂液；乳化压裂液；泡沫压裂液；其他压裂液【堵水作业的实质】是指改变水在地层中的流动特性，即改变水在地层中的流动规律【凝胶】固态或半固态的胶体体系，由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网状结构，结构空隙中充满了液体，液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。
【冻胶】油高分子溶液经交联剂作用、价次力缔合而成的网状结构，在温度升高、机械搅拌、振荡或较大剪切力作用下，结构破坏而可流动。
【溶解】分子相互扩散，最后形成分子分散的均相体系的过程。
【溶胀】高分子吸收了溶剂分子后其重量，体积都相对增加的现象。
【非选择性堵水】堵剂在油井地层中能同时封堵油层和水层的化学堵。
中国石油大学华东-油田化学-表面活性剂的性能测定与评价实验报告
中国石油大学 油田化学 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号:姓名: 教师:同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法，并掌握由表面张力计算临界胶束浓度（CMC ）的原理和方法，学习Gibbs 公式及其应用。
2.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法，并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理。
二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物，当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。
1.表面活性剂的表面张力及CMC 的测定单位表面具有的表面能叫表面张力。
在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。
但在纯液体中加入溶质，表面张力就会发生变化。
若溶质使液体的表面张力升高，则溶质在表面相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度；若溶质使液体的表面张力降低，则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。
溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。
在一定温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系，可用吉布斯（Gibbs ）吸附等温式表示：dcd RT c σ-=Γ（1）式中：Г——吸附量（mol/L ）c ——吸附质在溶液内部的浓度（mol/L ） σ——表面张力（N/m ）R ——通用气体常数（N ·m/K ·mol ） T ——绝对温度（K ）通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系，则可作出σ-c 曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的d σ/dc ，将此值代入公式（1）可求出在此浓度时的溶质吸附量。
表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）是表面活性剂溶液非常重要的性质。
若使液体的表面扩大。
需对体系做功，增加单位面积时，对体系做的可逆功称为表面张力或表面自由能。
油田化学复习
第一章粘土矿物1.基本概念：晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子所置换，而晶体结构不变的现象. 指在硅氧四面体中的硅原子和铝氧四面体中的铝原子被其他原子（通常是低一价的金属原子）所取代阳离子交换容量（C.E.C）:分散介质pH=7时，1kg粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数（以一价阳离子毫摩尔数表示）。
造浆率：1吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）为15mPa.s钻井液的体积数，m3/T2.粘土矿物的结构：基本构造单元：硅氧四面体、铝氧八面体基本构造单元片：硅氧面体晶片、铝氧八面体晶片基本结构层：（1）1：1型晶层（2） 2 ：1型晶层：2硅氧四面体晶片+ 1铝氧八面体晶片构成。
3.常见的粘土矿物及其特点：高岭石、蒙脱石、伊利石的结构、性质高岭石A、1 ： 1型粘土矿物B、几乎不存在晶格取代，负电量少C、晶层间引力以氢键为主，引力强，晶层间距C=7.2AD、C.E.C 低（30-150 mmol/kg 土）在三种常见的粘土矿物中，高岭石的C.E.C最低。
原因在于高岭石几乎不存在晶格取代，带负电荷很少，周围吸附的阳离子数目少，可发生交换的阳离子数目就更少了，所以C.E.C 小。
E、造浆率低高岭石晶层间以氢键为主，引力较强，晶层间连接紧密，水分子不易进入晶层间，水化作用仅限于外表面，故水化分散能力差，造浆率低。
蒙脱石膨胀型A、2 ：1型粘土矿物B、存在晶格取代，取代位置主要在Al-O八面体中，即AI3+被Mg2+、Fe2+和Zn2+等取代，产生的负电荷由等量的Na+或Ca2+来平衡。
C、晶层间引力以分子间力为主，引力弱，晶层间距C=9.6A- 40A。
D、C.E.C 大（700-1300 mmol/1kg 土）原因在于蒙脱石存在晶格取代（AI-O八面体中），所以带负电荷较多，周围吸附的阳离子数目较多，可发生交换的阳离子数目多，所以C.E.C大。
E、造浆率高因为蒙脱石具有很强的水化膨胀能力，造浆率高，所以它是钻井泥浆的主要配浆材料。
油田化学讲义
油田化学工程赵雄虎中国石油大学石油天然气工程学院《油田化学》课程教学大纲学分 2.5 参考学时 40 实验学时 0课题讲授学时 40 习题课学时适用专业石油工程大纲编写人赵雄虎教研室主任一、课程的性质和任务油田化学是石油工程专业的主要课程之一，又是一门应用性很强的工程技术性课程，是研究用化学方法解决油田作业中遇到的各种问题的应用科学。
这门课涉及到钻井、采油和储运等与油田作业有关的各个方面。
在学生了解化学、钻井和采油等与石油工程有关的工艺基础上开设改课程目的在于使学生了解和掌握常用的油田化学剂使用及其作用机理，提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生学会用化学方法去解决石油工程中所遇到的问题。
二、课程的基本要求本课程是一门承前启后的技术基础课,要求学生在本课程之前修完基础化学、物理化学、钻采工程等课程。
本课程的主要内容可分为两大部分：第一部分为油田化学基础理论，包括粘土矿物学、表面活性剂和水溶性聚合物；第二部分为油田化学分论,介绍各类油田化学剂的性质、用途和作用。
以理论作基础，指导学生的学习。
学完本课程后，应达到以下基本要求：1. 正确理解油田化学中的一些基本概念和基本理论，要求学生掌握其基本的含义和使用范围。
如粘土的基本性质、水溶性聚合物溶解理论、CMC等等。
2. 掌握常用油田化学剂的基本性质和使用方法。
如PAM、XC等等。
3. 掌握油田化学基本作业方法，如调剖法、堵水法等。
4. 了解常用油田化学剂的制备方法。
先修课程：化学基础、物理化学、钻采工程三、大纲内容绪论油田化学课的内容、研究对象、发展动态、目的和学习方法、课程安排。
第一章粘土矿物学要求学生掌握粘土矿物的分类及特点、基本概念和基本理论，了解粘土矿物的性质。
如电性质、吸附性、膨胀性等。
第一节粘土矿物的分类及化学组成第二节粘土矿物的基本结构（包括常见的几种粘土矿物）第三节粘土矿物的性质（包括电性质、吸附性、膨胀性等）第二章钻井液化学掌握降粘剂、降滤失剂和絮凝剂的作用及机理和不同钻井液体系的组成及用途，了解其他钻井液添加剂的作用及性能。
(完整版)《油田化学》-名词解释总结及详细答案,推荐文档
中国石油大学（北京）《油田化学》名词解释总结1.相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分。
2.界面：体系中相与相之间物理化学性质发生突变的交接面。
3.分散度：是某一相分散程度的量度，常用分散相颗粒（或液滴）的平均直径或长度的倒数来表示。
4.比表面：是物质分散程度的另一种量度，基数值等于全部分散相颗粒的总表面积与总质量或体积之比。
S比=S/V，或S比=S/m（S代表总表面积，V代表总体积，m代表总质量）5.表面张力：是引起液体表面收缩的单位长度上的收缩力，单位是牛顿/米，方向是平等于表面，垂直于液面的边缘。
6.净吸力：液体表面分子受到液相分子的吸引力与气相分子吸引力之差，方向是指向液体内部。
7.接触角：是指通过气液固三相交点作液滴表面的切线与液固界面间的夹角θ。
8.沾湿：液体与固体接触时，将气-液界面与气固界面，转变为液-固界面的过程。
9.浸湿：指导固体浸入液体中，气-固界面转变为液-固界面的过程，而液体表面没有变化。
10.铺展：当液-固界面取代了气-固界面的同时，气-液界面也扩大了同样面积的过程。
11.附加压力：由于表面张力的存在，而在弯曲液面上产生的附加的压力。
12.吸附作用：当气相或液相分子碰撞到固体表面上时，由于它们之间有相互作用力，使一些分子吸附在固体表面上，这种作用称为吸附作用。
13.物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是范德华力。
14.化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是化学键力。
15.吸附量：每克吸附剂吸附的气体在标准状态下的体积或吸附质的毫摩尔数。
16.离子的选择性吸附：当吸附剂处于多种离子的混合溶液中时，有选择性地吸附某种离子或某一类离子，而对其它离子不吸附或吸附较少。
17.离子的交换性吸附：带电胶体粒子吸附的离子和溶液中的同电荷离子发生的离子交换作用，这种作用称为离子交换吸附。
18.胶体：指分散相粒子直径大小在1nm～１μm之间的分散体系。
19.表面活性剂：在溶剂中加入少量就可以显著降低溶剂的表面张力的物质。
油田化学
作者：付美龙
主要内容
第一章 油田常用的表面活性剂和高分子化合物 第四章 酸化及酸液添加剂 第五章 压裂及压裂液添加剂 第六章 化学防蜡及清蜡 第八章 化学防砂技术 第九章 含油污水处理 第十章 防腐与阻垢 第十一章 钻井液添加剂 第十二章 水泥浆添加液 第十三章 完井液添加液
四、加速研制耐温抗盐活性剂
注蒸汽的添加剂需耐高温360℃不分解的活性剂，高矿化度(30万mg/L左右) 地层用活性剂已提到日程上，耐温抗盐活性剂将对三次采油作出贡献。
第三节 油田常用的几种高分子
一、聚乙烯 PE(polyethylene)
乙烯聚合而得，由于聚合条件不同可分为低压聚乙烯和高压聚乙烯。
目前油田使用的活性剂，很少专一、大批生产，因此成本高，每吨7000～ 8000元，甚至10000多元/吨。即使每吨活性剂增产100吨原油，产值也增加不了 多少，因此发展多效廉价的活性剂有重大意义。目前已有的活性剂如 AE(169)1910和AP257可起到脱水和防蜡、降凝、降阻等作用，含硅破乳剂SAE、 SAP也是多效剂。还需要研制既能降凝、降粘、降阻、防腐的多效活性剂。
O ( 1,4 — 3,6 — 山梨糖醇酐)
因此，反应产物为三种山梨糖醇脂肪酸酯的混合物，但是一般都以1.4山梨 糖醇酐脂肪酸酯作为山梨糖醇脂肪酸酯(Span)O
RC
HOCH
CHOH NaOH R C
HOCH
230—250℃
O CH2CH CH
CHOH +2H2O
CH2
OH OH CH2 CH CH CH2
应过程如下：
磺氧化反应：RH+SO2+O2RSO3H 中和：RSO3H+NaOH→RSO3Na+H2O
油田生产中表面活性剂的应用
油田生产中表面活性剂的应用1、开采稠油用的表面活性剂由于稠油粘度大、流动性差，给开采带来许多困难。
为开采这些稠油，有时需将表面活性剂的水溶液注入井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油型乳状液，抽提到地面。
这种稠油乳化降粘法用到的表面活性剂有烷基磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐等。
采出的这种水包油型乳状液，需要将水分离出去，也要使用一些工业表面活性剂作为破乳剂进行脱水。
这些破乳剂是油包水型乳化剂。
常用的有阳离子表面活性剂或环烷酸、沥青质酸及它们的多价金属盐。
特殊的稠油，不能采用常规的抽油机开采法，需要注蒸汽进行热采。
提高热采效果，需要使用表面活性剂。
向注汽井注入泡沫，即注入耐高温的起泡剂及不凝气体是常用的调制方法之一。
常用的起泡剂是烷基苯磺酸盐、α—烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烃基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。
由于含氟表面活性剂，表面活性高，对酸、碱、氧、热及油稳定，故含氟表面活性剂是理想的高温起泡剂。
为了使分散的油易于通过地层的孔喉结构，或使地层表面的油易被驱出，需要使用称之为薄膜扩散剂的表面活性剂，常用的是氧烷基化酚醛树脂高分子表面活性剂。
2、开采含蜡原油用表面活性剂开采含蜡原油，需要经常进行防蜡和清蜡。
表面活性剂作为防蜡剂和清蜡剂。
防蜡用的有油溶表面活性剂和水溶性表面活性剂。
前者通过改变蜡晶表面的性质而起防蜡作用。
常用的油溶性表面活性剂是石油磺酸盐和胺型表面活性剂。
水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管、抽油杆及设备表面）的性质而起防蜡作用。
可用的表面活性剂有烷基磺酸钠、季铵盐、烷烃聚氧乙烯醚、芳烃聚氧乙烯醚及其它们的磺酸钠盐等。
清蜡用的表面活性剂也分两个方面，油溶性用于油基清蜡剂，水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、OP 型表面活性剂、硫酸酯盐化或磺烃基化的平平加型与OP型表面活性剂等用于水基清蜡剂。
油田基础化学——表面活性剂
2.油包水乳状液，用W/O表示。内相为水，外相为
油，如油井中喷出的原油。
乳状液类型
检验水包油 乳状液 加入水溶性染料 如亚甲基蓝，说 明水是连续相。 加入油溶性的 染料红色苏丹 Ⅲ，说明油是 不连续相。
浮游选矿
首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入 捕集剂和起泡剂等表面活性剂。 搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表 面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。
不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。
浮游选矿
浮游选矿的原理图
当矿砂表面有5%被捕 集剂覆盖时，就使表面产 生憎水性，它会附在气泡 上一起升到液面，便于收 集。
表面活性剂的重要作用
4.乳化作用
一种或几种液体以大于10-7 m直径的液珠分散在另 一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液。 要使它稳定存在必须加乳化剂。根据乳化剂结构 的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液(O/W)， 或以油为连续相的油包水乳状液(W/O)。 有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂， 称为破乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。 例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。
临界胶束浓度(critical micelle concentration)
层状胶束
小型胶束 棒状胶束
活性剂浓度低于CMC 活性剂浓度等于CMC 活性剂浓度大于CMC
亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance)
表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油 基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以 Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来表示表面 活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂， HLB的计算公式为： HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×100/5
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2、含硅表面活性剂
聚硅氧烷化合物（硅油、硅树脂）的憎 水性强，可作表面活性剂的亲油部分。目前
对这些活性剂的物理化学性质及应用了解得
很不够，国内外都在继续研究中。
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3、双子表面活性剂
双子表面活性剂是一类全新的表面活性剂，是通
过联结基团将两个两亲体在头基处或紧靠头基处连接
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两种表面活性剂介绍
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非离子活性剂的特点
在溶液中不电离，不呈离子状态，不易受强电解质、 无机盐、酸、碱存在的影响，化学稳定性好。
非离子活性剂有浊点：浊点（定义）：表面活性剂 析出，溶液变混浊时的温度。非离子活性剂在浊点 以下溶于水，浊点以上不溶于水，离子型活性剂没 有浊点，利用浊点鉴别离子型和非离子型活性剂。 浊点产生的原因：出现浊点主要由非离子活性剂分子 结构决定；聚合度n越大，亲水性越强，浊点越高，R 中的C原子数越多，亲水性减弱，浊点下降。
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物理吸附不具选择性，在吸附过程中没有电子的转
移，没有化学键的生成和破坏，没有原子的重排等反
应，产生的吸附只是分子间的引力，吸附过程中吸附
速率和解吸速率都很快。 化学吸附具选择性，一些吸附剂只对某些吸附质产生 吸附作用，吸附速率和解吸速率都很小。吸附一般需 要一定的活化能，实质上是一种化学反应。
阳离子活性剂的命名
两性活性剂的命名
是有机阳离子和酸根生成的盐，按盐命名。如:
主要根据活性剂属哪“两性”参考前面的原则来命名。 非离子活性剂的命名
？
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表面活性剂的命名
阴离子活性剂命名：
阳离子活性剂的命名 两性活性剂的命名
非离子活性剂的命名
高分子活性剂的命名
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表面活性剂的命名
阴离子活性剂命名：盐型活性剂与酯盐型活性剂
1）盐型活性剂命名：盐型活性剂是由有机酸根和金 属离子生成的盐，按盐命名；
？
命名为十二烷基磺酸钠盐； 2）酯盐型活性剂命名：分子中有酯的结构，按酯也 可按盐命名。
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表面活性剂的命名
用途：可作杀菌剂、防腐剂、缓蚀剂、抑制粘土膨胀等，在石 16 2013-7-26 石油工程学院 油工业上的用途不如阴离子广泛。
分类方法及分类：
亲水基种类分类：
③两性表面活性剂：两性活性剂起活性作用的部分带有两种电 学性质。
性能与用途：a）抗盐性能极高；b)杀菌能力强；c）低毒性， 主要用于食品工业杀毒
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分类方法及分类：
亲水基种类分类： ④非离子活性剂：在水中不电离，亲水基团由一定数量的含
氧基团醚基或羟基构成.可分为五大类：醚型、酯型、胺型、 酰胺型以及混合型。
HLB1.8～3.8，亲油性较 强，一般用作W/O 乳化剂。 有酯键-C00R，在强酸强碱 中水解，稳定性差。
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第一章
表面活性剂
本章应理解和掌握的内容
1、表面活性剂的特点
2、表面活性剂的分类
3、表面活性剂的命名
4、表面活性剂的性质和用途 5、表面活性剂的结构与性质的关系 6、油田常用表面活性剂合成﹑性质﹑用途
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2、 表面张力（surface tension）
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对只有一种溶质的稀溶液或非离子表面活性剂的吸 附，Gibbs公式可写为：
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2、影响吸附的因素 亲水基的影响
亲油基的影响 电解质的影响 温度的影响
加入电解质可使 离子型活性剂吸附量
溶质浓度影响
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增加，溶液离子强度 亲水基是影响吸 增加可减小定向离子 活性剂的浓度增加 附的主要因素，饱和 ，吸附量增加，当c＞ 头间的排斥 吸附的分子面积取决 cmc时，活性剂分子发 对离子型活性剂，链长增加， 生缔合，吸附量基本 于亲水基水化后的截 保持不变。 吸附量增加。链长超过16C的直链 面积。羧酸盐水化后 离子型活性剂吸附量降低，主要 的截面积大于磺酸盐 长链卷曲使分子截面增加。对于 和硫酸盐。聚氧乙烯 温度升高，离子型活 非离子活性剂n大， 聚氧乙烯非离子活性剂，当聚氧 性剂吸附量降低，非离 吸附量小。 乙烯的聚合度相同时，憎水基加 子活性剂温度升至浊点 大，吸附量增加。 后吸附量增加。 石油工程学院
子活性剂。
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m＝17,n＝53，称2070,亲油分子量为2000，亲水 分子量占整个分子量的70%。
高分子活性剂多用于注水增粘、乳化、破乳、防蜡、
悬浮体的分散和聚结。
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四、按溶解性分类
分为水溶性和油溶性活性剂。通常用的活性剂一般 为水溶性活性剂。当活性剂中含有聚氧乙烯(CH2CH2O)n1 和聚氧丙烯(C3H6O)n2时，聚合度n1、n2的大小及亲油基R 的碳链长短决定溶解性。一般，当R较大(如C12)， n1 ＝
胺型活性剂是有机胺，可溶 于酸性水溶液中，同时具有非离 子及阳离子活性剂的特性，如耐 酸、杀菌性等。
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分类方法及分类：
亲水基种类分类： ④非离子活性剂：在水中不电离，亲水基团由一定数量的含
氧基团醚基或羟基构成.可分为五大类：醚型、酯型、胺型、 酰胺型以及混合型。
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表面活性剂常规分类概图
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三、按相对分子质量分类
按相对分子质量可分为低分子活性剂和高
分子活性剂，一般使用的多为低分子活性剂，
相对分子质量较大的(几千、几万、甚至几十
万、几百万)活性剂称高分子活性剂。高分子
活性剂分阴离子、阳离子、非离子、两性高分
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第一节 表面活性剂的定义及分子结构特点
基本概念：界面与表面 界面：不同相之间的接触面叫界面 固-固、固-液、液-液、液-气以及固-气 表面：特定相之间的接触面叫表面 液-气与固-气 界面张力：界面张力指的是不相溶的两项间的张力 表面张力：表面张力是界面张力的一种特殊形式， 是指气-液或气-固界面间的张力。
1～5时为油溶性活性剂; n1 ＞5为水溶性活性剂。
(C3H6O)n2的相对分子质量大于800为亲油基，可以根据两
个基团的不同比例调节活性剂的油溶性或水溶性。
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五、其它类Leabharlann 活性剂1、全氟表面活性剂 亲油部分一般是全氟烷基，烷基中的H原子全 部被氟所取代。
全氟表面活性剂表面活性很高，水溶液的表 面张力可达20mN/m以下，化学性质稳定，能耐强 酸、强碱、强氧化剂和高温，价格高，用得少。
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第一节表面活性剂的定义及分子结构特点
界面或表面张力来源
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表面张力的产生，从简单分子引力观点来看， 是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－ 7cm)的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻 分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层 分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的， 其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为 表面张力。
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吸附定义：物质从体相浓集到界面上的一种性质。气相中
的某些物质可以在固体表面上浓集；液体中某些物质可以
在气-液界面、液—液界面和固—液界面上浓集。
通常把能有效吸附其他物质的固体称为吸附剂，被吸
附的物质称为吸附质。
根据吸附剂与吸附质之间作用力的性质，将吸附作用
分为物理吸附和化学吸附。
油田化学 Oil Chemistry
主讲：文守成
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课程学习内容 •绪论 •第一章 •第二章 •第三章 •第四章 •第五章 •第六章 •第七章 •第八章 •第九章 •第十章
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表面活性剂 油田用高分子 化学驱油技术 酸化、压裂及添加剂 化学清蜡与防蜡 油田化学堵水 化学防砂 油田水处理技术 钻井液、完井液及添加剂 固井水泥浆及添加剂
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应用：新烧好的木炭有吸湿、吸臭的性能，在
湖南长沙马王堆一号墓里就是用木炭作为防腐
剂和吸湿剂的。利用吸附回收少量的稀有金属
，对混合物进行分离、提纯，回收溶剂，处理
污水，净化空气以及进行吸附色谱等。分子筛
富氧就是利用某些分子筛优先吸附氮的性质，
提高空气中氧的浓度等等。
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聚氧乙烯壬基苯酚醚
十二烷基磺酸钠C12H25-SO3Na: 2、表面活性剂分子的结构特点 ①大都是长链的有机化合物，烃链长度一般不少于8 个碳原子； ②分子中同时具有亲水基团和亲油基团。
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第二节 表面活性剂分类
主要按下面五种方法分类：
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