Transcript 05-1 油田化学品1-概述、钻井液处理剂

第五章
石油化学品
Chapter 5 Petroleum Chemicals
Chemical Engineering Department
石油化学品类型：概述
按应用对象分类
油田化学品
石油炼制化学品
通用化学品
钻井用化学品
采油用化学品
提高采收率用化学品
油气集输用化学品
水处理用化学品
石油炼制催化剂
（催化裂化、
催化重整、
加氢精制、
加氢裂化等）
溶剂
其他化学品
石油产品添加剂
燃料油添加剂
润滑油添加剂
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第五章 石油化学品
第一节
油田化学品
概述：（一）油田化学品定义
 油田化学品是解决油田钻井、完井、采油、注水、
提高采收率及集输等过程中化学问题时所使用的助
剂。
 国内外石油工业的发展，促进和带动了油田化学品
的发展；反过来，油田化学品的发展，品种的增多，
质量的提高，又推动了石油工业的发展以及油田勘
探开发技术水平和经济效益的提高。
 油田化学品的研制、开发和应用已成为国内外石油
界和化工界所共同关注的课题，油田化学品是重要
的精细化工新领域之一。
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概述：（二）油田化学品分类
 1991年中国石油天
然气总公司油田化
学专业标准化委员
会委托石油勘探开
发科学研究院油田
化学所负责起草
《油田化学剂类型
代号》行业标准。
 标准以油田主要生
产工艺（作业）过
程为油田化学品分
类依据。
油田化学品
①通用化学品
②钻井用化学品
（又细分为：
钻井液用化学品、
固井水泥用化学品）
③采油用化学品
（又细分为：
压裂用、酸化用化学品
其他采油用化学品）
④提高采收率用化学品
⑤油气集输用化学品
⑥水处理用化学品
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概述：（三）油田化学品类型及代号
 油田化学品的类型代号以两段式表示；
 第一段表示化学品在油田应用的生产工艺
(作业)过程，第二段表示化学品的功能，中
间为一短划线；
 化学品应用的工艺(作业)过程和化学品的功
能，分别以英文缩写字母表示，并照顾到国
内外的习惯用法。
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1、通用油田化学品
 通用油田化学品是指同一种化学剂能广泛用
于油田多个生产工艺过程的化学品，其代号
为CO(英文为Common use)。
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2、钻井用化学品
 分为钻井液处理剂和水泥外加剂两个亚类
 钻井液处理剂：是指在钻井液配制和处理过程中所用的化
学品，其代号DF(英文为Drilling Fluid)；
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2、钻井用化学品

水泥外加剂：指在固井作业中，为保证施工顺
利和固井质量，在水泥中所添加的化学剂，其
代号为CE(英文为Cementing)。
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油井套管结构
 根据套管的功用
可将套管分为以
下几种类型：①
表层套管；②中
间套管，亦称技
术套管；③生产
套管；④钻井衬
管，亦称钻井尾
管。
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固
井
 固井是油、气井建井过程中的一个重要环节。
固井工程包括下套管和注水泥两个生产过程。
 下套管就是在已经钻成的井眼中按规定深度
下入一定直径、由某种或几种不同钢级及壁
厚的套管组成的套管柱。
 注水泥就是在地面上将水泥浆通过套管柱注
入到井眼与套管柱之间的环形空间中并上返
的过程。
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石油钻井图片
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3、油气开采用化学品
 油气开采用化学品分为压裂、酸化及采油用其它化
学品三个亚类。
 压裂用化学品：是指在压裂过程中，为满足施工要求和提高压
裂效果所用的化学品，其代号为FR(英文为Fracturing)。
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3、油气开采用化学品
 酸化用化学品：是指在酸化作业过程中，为满足工
艺要求和提高酸化效果采用的化学品，其代号为
AZ(英文为Acidizing)。
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3、油气开采用化学品
 采油用其他化学品： 是指除酸化、压裂作业外，用于
油气水井增产增注的采油化学品，其代号为PR(英文为
Production)。
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4、提高采收率用化学品
 提高采收率用化学品：是指在提高采收率中所用的
化学品，其代号为EOR(英文为Enhanced Oil
Recovery)。
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5、油气集输用化学品

油气集输用化学品：是指在油气集输过程中，为保证油气
质量，保证生产过程安全可靠和降低能耗所用的化学品，其
代号为TR(英文为Transportation)。
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6、水处理用化学品
 水处理用化学品：是指在油田注水(水源水、回注污水)水处
理过程中，为保证注水质量，提高注水开发效果所用的化学
品，其代号为WT(英文为Water Treatment)。
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一、钻井液处理剂
钻井液的定义：钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地
面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液或洗井液。
关于钻井液的名字有多种叫法，并有个演变过程。旋转
钻井的早期是用水作洗井液，在钻进的过程中水与地壳表
层的粘土混合，形成泥浆，所以人们习惯于称钻井液为钻
井泥浆。随着钻井液技术的不断发展，无粘土相的新型钻
井液（如无固相钻井液）出现，这类洗井液再称泥浆就不
确切了, 所以改称为钻井液。
然而，在用气体钻井的情况下严禁液体混入，将洗井气
体称为钻井液也不合适。但由于目前气体钻井很少用，所
以将洗井液体称为钻井液。由于习惯和方便，在不同场合，
钻井泥浆或钻井液都可使用。
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概述1：钻井液的功能




从井底把岩屑携带到地面
冷却和润滑钻头及钻柱
减少钻柱与井壁间摩擦
造壁作用（通过滤失形成滤饼）
 在井壁上形成一层比地层渗透性低得多的滤饼
 巩固井壁，防止井壁坍塌，同时阻止滤液进入
地层
 帮助获得地层性能信息
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概述2：钻井液的分类
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概述3：钻井液处理剂类型
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（一）有机泥浆（钻井液）处理剂
1、降滤失剂
 滤失和造壁过程
 钻井液中的液体在压差的作用
下向地层内渗滤的过程称为钻
井液的滤失。
 钻井液产生滤失的同时，在井
壁表面形成的一层固体颗粒胶
结物称为滤饼。
 形成的滤饼阻止滤液向地层渗
透，同时又有保护井壁的作用，
故滤饼在井壁上的形成过程称
为造壁过程。
静
液
柱
压
力
滤
饼
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1、降滤失剂
 降滤失剂（降失水剂）
 降滤失剂：降低滤饼渗透性，控制滤失量
的助剂
 降滤失剂的功能
 护胶稳定作用：维持胶体细颗粒数量比例，防
止絮凝，使钻井液形成薄而致密的滤饼，降低
滤失量；
 利用长链大分子提高滤液黏度，降低滤失量；
 有机聚合物分子本身的堵孔作用，聚合物降滤
失剂的分子尺寸在胶体颗粒的范围内，对滤饼
起堵孔作用。
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降滤失剂品种
（1）褐煤和腐殖酸
（2）碘甲基褐煤
（3）硝基腐殖酸
（4）羧甲基纤维素钠（CMC）
（5）羧甲基淀粉钠（CMS）
（6）木质素磺酸盐（cf:p29、p151）
（7）水解聚丙烯腈
（8）磺甲基酚醛树脂
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2、稀释剂
 稀释剂作用：降低钻井液黏度，调节流变性
能。
（1）丹宁（鞣质）
 广泛存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳、果
实中的一大类多元醇衍生物。
（2）磺甲基丹宁
 丹宁磺甲基化产物，高温稀释剂。
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3、高聚物絮凝剂
 钻井液的固相控制
 钻井液中固相含量高的危害：可导致形成厚的
滤饼，容易引起压差卡钻，形成滤饼的渗透率
高，滤失量大，造成储层损害和井眼不稳定，
造成钻头及钻柱的严重磨损，尤其是造成机械
钻速降低。
 固相控制设备：振动筛、旋流分离器、离心机
 处理：利用高聚物絮凝剂使固体颗粒絮凝。
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高聚物絮凝剂
 高聚物絮凝剂的类型
 ①全絮凝剂-高聚物能使钻井液中所有的固相，
包括膨润土、钻屑等都发生絮凝沉淀，这种高
聚物称全絮凝剂。如聚丙烯酰胺属此种类型。
 ②选择性絮凝剂-只絮凝钻屑和劣质土，而不
絮凝膨润土的高聚物絮凝剂，如合适水解度的
部分水解聚丙烯酰胺。
 常用的有机高聚物絮凝剂：聚丙烯酰胺、
部分水解聚丙烯酰胺、醋酸乙烯酯-顺丁烯
二酸酐共聚物。
 膨润土：调节控制钻井液黏度和流动性的物质。
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高聚物絮凝剂品种举例
（1）聚丙烯酰胺
n CH 2
CH
C
引发剂
CH2
O
CH
C
NH 2
n
O
NH 2
（2）部分水解聚丙烯酰胺
CH2
CH
C
NH2
NaOH
n
O
水解
CH2
CH
C
NH2
n-y
O
CH2
CH
C
y
O
ONa
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（二）表面活性剂泥浆（钻井液）处理剂
１、非离子型表面活性剂




苯酚聚氧乙烯醚（Ｐ型）
辛基酚聚氧乙烯醚（ＯＰ型）
壬基酚聚氧乙烯醚（ＮＰ型）
失水山梨醇脂肪酸酯（司盘）
２、阴离子表面活性剂
３、阳离子表面活性剂
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小 结
summary
石油化学品类型：油田化学品、石油炼
制化学品、石油产品添加剂
油田化学品类型：按油田应用工艺分类
降滤失剂：钻井液的滤失、滤饼
与造壁过程
高聚物絮凝剂：全絮凝剂与选
择性絮凝剂