油田化学复习题整合

第一篇钻井化学一、填空，名词解释、简答 1．油田化学是研究油田钻井、采油和原油集输过程中化学问题的科学，是由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成。

2．粘土矿物的基本构造有硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片。

高岭石属于1:1层型粘土矿物、蒙脱石属于2:1层型粘土矿物、伊利石属于2:1层型粘土矿物。

伊利石和蒙脱石在结构上的不同之处是：蒙脱石的晶格取代发生在铝氧八面体中，而伊利石的晶格取代发生在晶层表面的硅氧四面体中。

3．解释下列概念：阳离子交换容量（是指1kg粘土矿物在pH 值为7的条件下能被交换下来的阳离子总量）晶格取代（所谓晶格取代是指硅氧四面体中的硅原子和铝氧八面体中的铝原子为其它原子所取代）化学吸附（化学吸附是指吸附剂与吸附质之间通过化学键而产生的吸附）物理吸附（物理吸附是指吸附剂与吸附质之间通过分子间力而产生的吸附）膨胀性（膨胀性是指粘土矿物与水接触后体积增大的特性）、凝聚性（凝聚性是指一定条件下的粘土矿物颗粒在水中发生联接的性质）、钻井液（钻井液是指钻井过程中使用的循环工作流体，它可以是液体、气体或是泡沫，因此钻井液应确切地称为钻井流体）钻井液虑失量（钻井液虑失量是指钻井液在一定温度、一定压差和一定时间内通过一定面积的渗滤面所得的滤液体积）。

4．简述钻井液的主要功能，包括哪几类（钻井液的功能：①冲洗井底；②携带岩屑；③平衡地层压力；④冷却与润滑钻头；⑤稳定井壁；⑥悬浮岩屑和固定密度调整材料；
⑦获取地层信息；⑧传递功率；钻井液体系通常按分散介质分成3类：水基钻井液；油基钻井液；气体钻井流体；）5．钻井液的密度是根据：平衡地层压力、地层构造力的需要进行调整的，主要有：防止井涌、井喷和钻井液严重漏失也可以控制或减轻井壁坍塌的作用。

6．提高钻井液密度的方法主要是加入高密度材料；可用加水、混油或充气和机械或化学絮凝剂清除钻井液中无用固体的方法降低钻井液密度。

7．简述大多数钻井液的PH要求控制在8~11之间的原因。

（因为在此范围内，钻井液中粘土有适当的分散剂，钻井液处理剂有足够的溶解性，对Ca2+和Mg2+在钻井液中的浓度有一定的抑制性，钻井液对钻具有低的腐蚀性。

）8．钻井液的滤失量按测定过程中钻井液是否流动可分：静滤失量和动滤失量。

按测试温度和压差不同可分为、常规滤失量和高温高压滤失量。

9．常用的钻井液降滤失剂有：改性褐煤、改性淀粉、改性纤维素、改性树脂和烯类单体聚合物等。

钻井液降滤失剂的作用机理有：增粘机理、吸附机理、捕集机理和物理堵塞机理等。

10．流体的流态可分为层流和紊流两种。

11．什么是钻井液的触变性（一些非牛顿流体在机械作用下变稀（或变稠），在机械作用消除后则变稠（或变稀）的性质称为触变性）。

12．影响井壁稳定的因素有哪些（①地质因素；②工程因素；③物理化学因素；）。

13．什么是卡钻（卡钻是指钻具在井眼内被卡住而不能正常运转的现象）什么是压差卡钻（与钻井液性能有关的卡钻主要是粘附可钻（或称压差卡钻））。

14．钻井液的漏失包括渗透性虑失、裂缝性漏失和溶洞性漏失等。

15．简述水泥的制取（由石灰石、粘土在1450~1650℃下煅烧、冷却、磨细而成）和水泥的基本组成（硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙）。

油井水泥分为哪四个级别（根据适用的地层温度分成45℃,75℃,95℃和120℃4个级别）。

16．水泥浆的稠化过程分为预诱导阶段、诱导阶段、固化阶段、硬化阶段和终止阶段等五个阶段。

17．用来调整水泥浆稠化时间的调凝剂包括促凝集和缓凝剂两类，简述缓凝剂的作用机理（吸附机理：水泥浆缓凝剂可吸附在水泥颗粒表面，阻碍其与水接触；也可吸附在饱和析出的水泥水化物表面，影响其在固化阶段和硬化阶段形成网络结构的速率，起缓凝作用。

螯合机理：水泥浆缓凝剂可与Ca2+通过螯合形成下列稳定的五元环或六元环，从而影响水泥水化物饱和析出的速率，起缓凝作用）。

18．简述水泥浆的流变性的调整方法(降低水
泥浆的流动阻力）作用机理(通过吸附提高水泥颗粒表面的负电性并增加水化层厚度，从而使水泥颗粒形成的结构拆散，进而起减阻作用）。

19．不同的固井目的对水泥浆滤失量有怎样的要求（一般固井要求常规虑失量小于250mL；深井固井虑失量小于50mL；油气固井虑失量小于20mL；）。

20．简述产生气窜的原因（气窜是指在高压气层中的气体沿着水泥石与井壁和（或）水泥石与管套间的缝隙进入低压层或上窜至地面的现象）和几种常用的防气窜剂的作用机理（减小水泥浆在固化阶段或硬化阶段的体积收缩）。

二、选择题：1、膨胀性粘土有蒙脱石，非膨胀性粘土有高岭石，伊利石，绿泥石。

2、钻井液属于非牛顿流体。

3、钻井液中的固相含量的控制方法有沉降法（最常用）、稀释法、机械设备法、化学控制法。

4、水泥的功能有：①固定和保护管套；②保护高压油气层；③封隔严重漏失层和其它复杂层。

5、为了防止气窜发生，常加入水泥浆膨胀剂有：半水石膏、铝粉、氧化镁。

6、水泥浆降滤失剂中有：固体颗粒、胶乳、水溶性聚合物。

三、判断题：1、粘土表面产生的吸附，包含物理吸附和化学吸附。

2、钻井过程中，根据需要提高钻井液密度和降低钻井液密度都是有可能的。

3．滤失性能好的钻井液，能在滤失面上形成薄而韧且致密的泥饼。

4. 钻井液的流变性是指钻井液流动和变形的性质。

5. 降粘剂是指能降低钻井液粘度和切力的流变性调节剂。

6．API标准的水泥浆属于常规水泥浆体系的一种。

7.为了调整水泥浆稠化时间，常常需要加入调凝剂。

调凝剂包括促凝剂和缓凝剂。

8.水泥浆减阻剂是用来降低水泥浆的流动阻力。

第二篇采油化学一、名词解释（1）波及系数：驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比。

（2）洗油效率：驱油剂所波及到的油层所采出的油量与这部分油层储量的比值。

（3）流度：有效渗透率与体粘度的比，表征流体通过孔隙介质能力的量度。

（4）聚合物驱：以聚合物做驱油剂的驱油法。

（5）碱驱：以碱溶液做驱油剂的驱油法。

（6）复合驱：两种或两种以上驱油成分组成的驱动。

（7）单液法：注水井调剖时只向地层注入一种工作液的方法。

（8）双液法：注水井调剖时向地层注入由隔离液分开的两种工作液的方法。

二、填空1．采油化学是研究如何用化学方法解决采油过程中遇到的问题。

2.化学驱油法属于三次采油。

3.至今已发展了三种改造油层的方法，分别是调剖堵水、酸化、压裂。

4.泡沫驱机理有：Jamin效应叠加机理、增粘机理、稀表面活性剂体系驱油机理。

4.常用的混相注入剂有烃类混相注入剂和非烃类混相注入剂两类。

5．稠油降粘的方法：升温降粘法、稀释降粘法、乳化降粘法、氧化降粘法、催化热裂解降粘法。

6．三元复合体驱油剂中有表面活性剂、聚合物、碱 7.混相驱有液化石油气驱、二氧化
9．油井防蜡法有用防碳驱、高压氮气驱。

8.硫酸亚铁可作为单液调剖剂是利用其水解产物中的Fe(OH)
2。

蜡剂防蜡、改变油管表面性质防蜡。

10．油井清蜡法清蜡剂清蜡、加热清蜡、机械清蜡。

11．对油水井进行酸化处理时常用的酸盐酸、硫酸、磷酸。

12．油包水压裂液属于油基压裂液。

13. 聚合物驱主要用到两类聚合物，部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM）和黄胞胶（XC）。

14.聚合物驱是通过降低油水界流度比机理来提高采收率的。

15. 活性水属于稀表面活性剂溶液体系，其浓度小于临界胶束浓度。

16.碱驱中，碱可与石油酸反应生成表面活性剂。

17.部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM）在油井堵水中，只堵水不堵油。

18．酸化潜在酸：四氯化碳、四氯乙烷。

19.对油层进行压裂时，除要加入支撑剂外，还要加入破坏剂、减阻剂和降滤失剂。

三、问答题 1.简述聚合物驱油机理。

①减小水油流度比机理：聚合物可以通过对水的稠化增加水的粘度，通过在吸附和捕集减小孔隙介质对水的有效渗透率，减小水油流度比，增加波及系数从而提高采收率②聚合物溶液粘弹性驱油机理：当聚合物溶液经过孔喉结构受拉伸作用，当离开孔喉结构采取较
蜷曲的构象，从而使溶液向流动方向的法线方向膨胀显示出弹性，去驱出水驱不能驱出的砂粒间的剩余油，提高洗油效率。

2.碱驱提高采收率的机理有哪些？①低界面张力机理；②乳化—携带机理；③乳化——捕集机理；④由油湿反转为水湿的机理：⑤由水湿反转为油湿的机理；⑥自发乳化与聚并机理；⑦增溶刚性膜机理）。

3、活性水驱利用了哪些机理提高采收率的？①低界面张力机理：表面活性剂在油水界面吸附，可降低油水界面张力，这意味着粘附功德减少，即油易从地层表面上洗下来，提高了洗油效率；②润湿反转机理：表面活性剂使亲油的地层表面反转为亲水，油对岩石表面的润湿角增加，减小了；③乳化机理：乳化的油在向前移动中不易重新粘湿润湿地层表面，提高了洗油效率，而且乳化的油在高渗透层产生叠加的Jamin效应，提高了波及系数；④提高表面电荷密度机理：当阴离子型表面活性剂在地层和油珠间吸附，增加了他们之间的静电斥力，是油珠易于为驱动介质带走，提高了洗油效率；⑤聚并形成油带机理：油的聚并可形成油带，油带向前运动时又不断有分散的油并进来，使油带不断扩大，最后从油井采出。

）4.简述复合驱油中各成分之间的协同效应。

聚合物的作用：①改善表面活性剂和碱溶液对油的流度比②对驱油介质稠化减小表面活性剂和碱的扩散速度③与钙、镁离子反应保护表面活性剂④提高碱和表面活性剂所形成的水包油乳状液的稳定性，使波及系数和洗油能力提高；表面活性剂的作用：①降低聚合物溶液与油的界面张力，提高洗油能力②使油乳化，提高驱油介质粘度③若表面活性剂与聚合物形成络合结构，提高了增粘能力④补充碱与石油酸反应产生表面活性剂的不足；碱的作用：①提高聚合物的稠化能力②与石油酸反应生成表面活性剂将油稠化，提高驱油介质粘度，加强了聚合物控制流度的能力③与石油酸反应生成的表面活性剂和合成的表面活性剂有协同作用④与钙镁离子反应或与粘土进行离子交换，保护聚合物与表面活性剂⑤提高砂岩表面的负电性⑥提高聚合物的生物稳定性）。

5.什么是表面活性剂驱？包括哪几类驱油方法？用于驱油的表面活性剂主要有哪几类物质？表面活性剂驱是以表面活性剂体系做驱油剂的驱油法。

方法：活性水驱、胶束溶液驱、微乳驱、泡沫驱、乳状液驱；6类表面活性剂：磺酸盐型表面活性剂、羧酸盐型表面活性剂、聚醚行表面活性剂、非离子-阴离子型表面活性剂、孪连表面活性剂、生物表面活性剂 6.简述LPG驱机理。

一是低界面张力机理。

LPG与原油是一次接触混相，界面张力为零，毛管数Nc为无穷，因此LPG驱有很高的吸油效率。

二是降粘机理。

LPG粘度低，它与原油混相后可以使油降粘，提高有的流度，改善驱油介质与油的流度比，有利于提高波及系数。

7.简述油井结蜡的原因和过程。

常用的油井防蜡剂有哪三种类型？常用的油井清蜡剂有哪两种类型？（1）原因：①原油中含蜡过程②.当原油从油层流入井底，再从井底上升到井口的过程中由于压力、温度的降低蜡在原油中的溶解度减小；（2）过程①当温度降至析蜡点以下时，蜡以结晶的形式从原油中析出；②温度、压力继续下降，气体析出，结晶析出的蜡聚集长大形成蜡晶体；③蜡晶体沉积于管道和设备等的表面；（3）常用的防蜡剂：稠环芳香烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、聚合物型防蜡剂；常用的清蜡剂：油基、水基；8.什么是压裂？压裂液应具备哪些特点？
压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝并用撑剂将它支撑起来以减小流体流动阻力的增产、增注措施。

压裂液应具备的特点：粘度高、摩阻低、滤失量少、对地层低伤害、配置简便、材料来源广、成本低等条件。

第三篇集输化学一、填空简答题1．集输化学是研究如何用化学方法解决原油集输过程中遇到的问题。

原油集输过程中遇到的问题主要有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，天然气的脱水和脱酸性气体，以及油田污
水的除油、除固体悬浮物、防垢、缓蚀、杀菌和除氧等问题。

2．什么叫金属腐蚀？答：金属材料的表面与土壤接触发生化学与电化学反应而被破坏。

金属在土壤中产生的腐蚀主要有：吸氧腐蚀、析氢腐蚀和土氧中由细菌产生的腐蚀等。

3、阴极保护法包括：外加电流法和牺牲阳极法两类。

4．油包水乳化原油的破乳方法有：热法、电法和化学法等。

5．简述高分子破乳剂的破乳机理。

答：①不牢固吸附膜的形成；②对水珠的桥接；③对乳化剂的增溶。

6．水包油乳化原油的破乳剂主要有电解质（氯化钠）、低分子醇（水溶性醇甲醇、油溶性醇己醇）、表面活性剂（十四烷基三甲基氯化铵）和聚合物（聚氧丙烯基三甲基氯化铵）等四类。

各举一例。

7．水包油乳化原油破乳剂的破乳机理？答：不同的破乳剂有不同的破乳机理：①电解质：减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲油平衡。

②低分子醇：通过改变油水相的极性（使油相极性增加，水相极性减小），使乳化剂移向油相或水相的机理起破乳作用；③表面活性剂：与乳化剂反应（阳离子型表面活性剂），形成不牢固吸附膜（有分支结构的阴离子表面活性剂）和抵消作用（油溶性表面活性剂）等机理起破乳作用；④聚合物：其中的非离子型聚合物通过桥接机理起破乳作用；8．按凝点不同，可将原油分为：低凝原油、易凝原油和高凝原油等三类。

9．常用的降凝方法主要有：化学降凝法、物理降凝法和化学物理降凝法。

10．什么是原油减阻剂？原油减阻剂的结构有何特点？简述减阻机理。

答：①原油减阻剂是指在紊流状态下能降低原油管输阻力的化学剂。

②原油减阻剂都是油溶性聚合物，它在油中主要以蛐卷的状态存在、以这种状态存在的聚合物分子是具有弹性的；③若处于紊流状态的原油中有减阻剂存在，各级漩涡就把能量传递给减阻剂分子，使其发生弹性变形，将能量储存起来，这些能量可在减阻剂应力松弛时释放出来，还给相应的漩涡，维持流体的温流状态，从而减少外界为保持这一状态所必须提供的能量，达到减阻的目的；另外，只有当原油处于紊流状态时，减阻剂才能起减阻作用。

11．天然气中含有水蒸气会产生哪些危害？答：①在硫化氢和二氧化碳等酸性气体存在下，水蒸气的冷凝可使管道产生严重腐蚀；②天然气可与水在一定条件下生成水合物堵塞管道；③用低温分离法回收天然气中的轻烃时，水蒸气冷凝成水后结冰，也可引起管道堵塞；12．处理污水的目的有哪些?除油、除氧、除固体悬浮物、防垢、缓蚀、杀菌；
二、选择题：1．集输化学研究的是（集输过程中的化学问题）；2．引起埋地管道腐蚀的最主要原因是（吸
氧腐蚀）；3．埋地管道的防腐方法有：覆盖层防腐法、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。

4．对油包水乳化原油进行破乳通常采用的方法是（联合破乳法）；5．能消除起泡原油泡沫的消泡剂有三种类型：溶剂型、表面活性剂型、聚合物型；6．按原油的凝点不同，可将其分为三类，包括低凝原油、易凝原油、高凝原油；7．原油的降凝输送法有物理降凝法、化学降凝法、化学—物理降凝法8．脱除天然气中的水蒸气的方法是降温法、吸附法、吸收法；
三、判断题：1．在腐蚀电池中，阳极被腐蚀，阴极不被腐蚀；2．乳化原油是以水做分散介质或分散相的乳状液；3．水包油乳化原油的破乳剂可以是电解质、低分子醇类、表面活性剂也可以是聚合物；4. 低分子醇是通过改变油水相的极性，使乳化剂移向油相或水相的机理起破乳作用的；5．高凝原油是指凝固点在40℃以上，含蜡量高的原油。

6．物理降凝法是通过加热处理降凝的，化学降凝法是通过加降凝剂降凝的；
7. 原油减阻剂是指在紊流状态下能降低原油管输阻力的化学试剂8．天然气可与水在一定条件下生成水合物堵塞管道；9．天然气中的酸性气体主要是二氧化碳和硫化氢等，无氧气。

10．污水除氧所用的除氧剂都是还原剂。