试论油田化学的应用和化学品中的应用
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论文关键词：油田化学 化学品的发展趋势
论文摘要：就目前中国对油田化学的定义来看，油田化学主要是指在石油勘探、钻取、运输等过程中所使用的化学方法和各种化学药剂，其中大多数药剂类属于精细的化学工艺产品。本文就将从油田化学的关键步骤入手，详细的介绍相关油田化学药剂在油田化学中的应用，同时也会简单的阐述油田化学产品的大致发展方向及前景。
油田化学是研究油田勘探、采集、钻井和原油运输过程中相关化学问题的科学，也是石油科学中最早发展的一门学科，是由采油化学、钻井化学和集输化学三部分组成，由这些组成部分就组成了油田化学的研究目标和方向。勘探、钻井、采油和原油集输虽然是不同的过程，但它们是相互联系的，所以油田化学的几个组成部分虽然都自己各自的发展方向，但是它们都是相互关联的。油田化学品在油田勘探、钻井、原油集输的过程占有绝对重要的地位，所以在油田化学发展的过程中，为了更好地更顺利地勘采石油，油田化学品的发展应是重中之重。
一、油田化学在各方面中的应用
1.钻井方面
在一般油田钻井的过程中钻进液的使用是最重要的，它是指在油田钻井过程中的以其能够满足钻井工作的需求的一切循环流体的总称。其中钻井液有携带和悬浮岩屑、冲洗井底（钻井液在钻头水眼处形成高速液流，可将钻井液与地层压力差压持在井底的岩屑冲起，起到快速清洗井底作用。）、稳定井壁、平衡地层压力（在钻进过程中通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，防止井塌和井喷等井下复杂情况发生。）、冷却和润滑钻头、钻具、传递水动力（钻井液在钻头喷嘴处以极高流速冲击井底，提高了钻井速度和破岩效率。高压喷射钻井利用该原理，使高泵压主要分布在钻头处，提高射流对井底的冲击力和钻井速度。）、获取井下信息等这么一些功能。在整个应用过程中，对钻井液也有很多相关的要求，首先应与所钻遇油气层相配伍，满足保护油气层要求，有利于获取良好的岩样、岩芯和电测资料；其次钻井液应具有较好的抗温、抗盐、抗钙镁能力；接着钻井液应环保，减少对钻井人员及环境污染伤害；最后钻井液应具有良好的缓蚀防腐作用，减少对井下工具及地面装备的腐蚀。
2.采油方面
在采油过程中，最常使用的是表面活性剂、高分子化合物、酸化及酸液添加剂，其中常用的几种表面活性剂烷基磺酸钠（AS）（有磺氯酰化法和磺氧化法两种方法合成）、烷基苯磺酸钠（ABS）、Span和Tween型活性剂、聚醚型活性剂—高分子活性剂、多乙烯多胺型活性剂—AE、AP型活性剂，这些活性剂的作用主要是为了能在油田形成吸附界面膜，降低表面张力的物质，更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是决定油好坏的最重要的一步，酸化是用酸或潜在酸处理油田层，以恢复或增加油田层渗透率，实现油田井增产和注水井增注的一种新技术。酸化的分类主要有酸化分类：按油气层类型可分为碳酸岩油气层酸化和砂岩油气层酸化；按酸化工艺可分为基质酸化和压裂酸化；
按酸液组成和性能可分为常规酸酸化和缓速酸酸化。基质酸化：是指在低于岩石破裂压力的条件下，将酸液注入油气层，使之沿径向渗入油气层，溶解孔隙及喉道中的堵塞物。压裂酸化：简称酸压，是在足以压开油气层形成裂缝或张开油气层原有裂缝的压力下，对油气层挤酸的一种工艺。常规酸化：是指直接使用盐酸处理碳酸盐岩油气层或碳酸盐胶结的砂岩油气层和直接使用氢氟酸或土酸处理泥质胶结的砂岩油气层。缓速酸酸化：是指用缓速酸处理的油气层的酸化。缓速酸是指为了延缓酸与油气层岩石的反应速度，增加酸的有效作用距离而配制的酸。目前国内外使用的缓速酸主要有：自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化学缓速酸等。酸液添加剂主要有缓蚀剂 、铁离子稳定剂、表面活性剂、稠化剂。
3.原油的集输方面
原油在集输得过程中井壁结蜡会影响原油的产量，甚至会堵塞 油井，迫使油井停产。管线结蜡会使泵压升高，甚至使原油失去流动性，在管内冻结。决定原油流动性的因素为：粘度、粘度、屈服值（即在一定温度下，原油停输后，使原油重新流动所需要的最小压力（启动压力）。改善流动性可采取降粘、防蜡降凝及降低屈服值以及降阻的方法，而防蜡降凝又是改善流动性的关键。）
在地层的温度和压力下，蜡一般溶在原油中。随着油从井筒上升，系统的压力下降气体从原油中逸出，并发生膨胀，吸热，导致原油温度降低，同时由于气体会把原油中的轻组分带出一部分，使原油的溶蜡能力降低，石蜡结晶就从原油中析出，造成油管结蜡。原油与管壁间的温差造成输油管道中的结蜡。在现今油田化学技术中主要使用的是防蜡剂，利用防蜡剂的作用，改变石蜡的结晶形态。蜡晶改性剂的分子中要有与石蜡分子不同的链节，这种物质加入原油中可以改变石蜡结晶形态，使蜡不能聚集长大成网络结构，不易沉积，而易被油流带走。
4.水处理方面
油田污水主要是指从原油脱出的含油污水。处理油田污水目的污水一般都含油、盐、SAa，且水温高，随便排放会造成环境污染，因此，一般采用污水回注。就目前看来，我国处理油田污水的化学方法主要是：除机杂方面是用凝聚或者加硫酸铝、聚合铝 、铁盐等加以沉聚。除油方面主要有自然重力除油（其原理是利用油水密度差，除油效果差，无法达到除油标准）；斜板分离除油（斜板罐）增加分离设备工作表面积，缩短油粒上浮距离，提高分高效率→“浅池理论”；凝聚与絮凝（混凝除油法）加凝聚剂、絮凝剂使油成絮团与水分离而除去。乳化油珠常常带负电，加入带正电的凝聚剂和絮凝剂，通过电中和作用使油珠变大，油珠上浮，达到除油的目的；
二、油田化学品的发展趋势
1.油田化学品的纳米材料的相关研究使得钻井液的胶体更加稳定，这种材料的研制也满足了油田开发所需的正电离子高和表面积很大的增粘剂的要求，现在的油田中所使用的化学品由纳米的材料制作的主要有：有机正电胶BPS、正电MMH。
2.钻井液是油田化学的重要化学剂，最早的钻井液就是从天然的产物改良而来的，所以，现在对既廉价的既实用的改良的天然的聚合物钻井液的研制仍然显得非常重要，在实际的应用中，具有很潜在的应用前景。
3.综合水溶性聚合物疏水性的研究。该聚合物就是在原来的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水链而形成的一种新型聚合物。这种聚合物具有较强的疏水性。当聚合物的相关浓度超过临界的结合浓度时，就可以形成结合为主要结构的超级大分子结构，这样的结构就让该聚合物能够形成很好的增粘效果。
三、总结
油田化学的主要功能主要是更好地保证油田中钻井、原油的采集、污水的处理等方面的运作。本文直接从油田化学的化学品方面对油田中相关的方面的主要作用和效果作了详细的论述，解释了一些油田化学剂在使用过程中的应用原理，最后简单的概述了现今油田化学品的发展趋势，相信本文对我国油田的发展有所裨益。
参考文献：
[1]刘汝山.油田化学品在钻井中的应用及发展趋势[J].中国工程科学，2009，（05）
[2]张随望.安塞油田油田化学助剂HSE管理综述[J].石油化工安全环保技术，2010，（05）
论文摘要：就目前中国对油田化学的定义来看，油田化学主要是指在石油勘探、钻取、运输等过程中所使用的化学方法和各种化学药剂，其中大多数药剂类属于精细的化学工艺产品。本文就将从油田化学的关键步骤入手，详细的介绍相关油田化学药剂在油田化学中的应用，同时也会简单的阐述油田化学产品的大致发展方向及前景。
油田化学是研究油田勘探、采集、钻井和原油运输过程中相关化学问题的科学，也是石油科学中最早发展的一门学科，是由采油化学、钻井化学和集输化学三部分组成，由这些组成部分就组成了油田化学的研究目标和方向。勘探、钻井、采油和原油集输虽然是不同的过程，但它们是相互联系的，所以油田化学的几个组成部分虽然都自己各自的发展方向，但是它们都是相互关联的。油田化学品在油田勘探、钻井、原油集输的过程占有绝对重要的地位，所以在油田化学发展的过程中，为了更好地更顺利地勘采石油，油田化学品的发展应是重中之重。
一、油田化学在各方面中的应用
1.钻井方面
在一般油田钻井的过程中钻进液的使用是最重要的，它是指在油田钻井过程中的以其能够满足钻井工作的需求的一切循环流体的总称。其中钻井液有携带和悬浮岩屑、冲洗井底（钻井液在钻头水眼处形成高速液流，可将钻井液与地层压力差压持在井底的岩屑冲起，起到快速清洗井底作用。）、稳定井壁、平衡地层压力（在钻进过程中通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，防止井塌和井喷等井下复杂情况发生。）、冷却和润滑钻头、钻具、传递水动力（钻井液在钻头喷嘴处以极高流速冲击井底，提高了钻井速度和破岩效率。高压喷射钻井利用该原理，使高泵压主要分布在钻头处，提高射流对井底的冲击力和钻井速度。）、获取井下信息等这么一些功能。在整个应用过程中，对钻井液也有很多相关的要求，首先应与所钻遇油气层相配伍，满足保护油气层要求，有利于获取良好的岩样、岩芯和电测资料；其次钻井液应具有较好的抗温、抗盐、抗钙镁能力；接着钻井液应环保，减少对钻井人员及环境污染伤害；最后钻井液应具有良好的缓蚀防腐作用，减少对井下工具及地面装备的腐蚀。
2.采油方面
在采油过程中，最常使用的是表面活性剂、高分子化合物、酸化及酸液添加剂，其中常用的几种表面活性剂烷基磺酸钠（AS）（有磺氯酰化法和磺氧化法两种方法合成）、烷基苯磺酸钠（ABS）、Span和Tween型活性剂、聚醚型活性剂—高分子活性剂、多乙烯多胺型活性剂—AE、AP型活性剂，这些活性剂的作用主要是为了能在油田形成吸附界面膜，降低表面张力的物质，更好更方便地采集石油。油田采集中的酸化是决定油好坏的最重要的一步，酸化是用酸或潜在酸处理油田层，以恢复或增加油田层渗透率，实现油田井增产和注水井增注的一种新技术。酸化的分类主要有酸化分类：按油气层类型可分为碳酸岩油气层酸化和砂岩油气层酸化；按酸化工艺可分为基质酸化和压裂酸化；
按酸液组成和性能可分为常规酸酸化和缓速酸酸化。基质酸化：是指在低于岩石破裂压力的条件下，将酸液注入油气层，使之沿径向渗入油气层，溶解孔隙及喉道中的堵塞物。压裂酸化：简称酸压，是在足以压开油气层形成裂缝或张开油气层原有裂缝的压力下，对油气层挤酸的一种工艺。常规酸化：是指直接使用盐酸处理碳酸盐岩油气层或碳酸盐胶结的砂岩油气层和直接使用氢氟酸或土酸处理泥质胶结的砂岩油气层。缓速酸酸化：是指用缓速酸处理的油气层的酸化。缓速酸是指为了延缓酸与油气层岩石的反应速度，增加酸的有效作用距离而配制的酸。目前国内外使用的缓速酸主要有：自生酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸和化学缓速酸等。酸液添加剂主要有缓蚀剂 、铁离子稳定剂、表面活性剂、稠化剂。
3.原油的集输方面
原油在集输得过程中井壁结蜡会影响原油的产量，甚至会堵塞 油井，迫使油井停产。管线结蜡会使泵压升高，甚至使原油失去流动性，在管内冻结。决定原油流动性的因素为：粘度、粘度、屈服值（即在一定温度下，原油停输后，使原油重新流动所需要的最小压力（启动压力）。改善流动性可采取降粘、防蜡降凝及降低屈服值以及降阻的方法，而防蜡降凝又是改善流动性的关键。）
在地层的温度和压力下，蜡一般溶在原油中。随着油从井筒上升，系统的压力下降气体从原油中逸出，并发生膨胀，吸热，导致原油温度降低，同时由于气体会把原油中的轻组分带出一部分，使原油的溶蜡能力降低，石蜡结晶就从原油中析出，造成油管结蜡。原油与管壁间的温差造成输油管道中的结蜡。在现今油田化学技术中主要使用的是防蜡剂，利用防蜡剂的作用，改变石蜡的结晶形态。蜡晶改性剂的分子中要有与石蜡分子不同的链节，这种物质加入原油中可以改变石蜡结晶形态，使蜡不能聚集长大成网络结构，不易沉积，而易被油流带走。
4.水处理方面
油田污水主要是指从原油脱出的含油污水。处理油田污水目的污水一般都含油、盐、SAa，且水温高，随便排放会造成环境污染，因此，一般采用污水回注。就目前看来，我国处理油田污水的化学方法主要是：除机杂方面是用凝聚或者加硫酸铝、聚合铝 、铁盐等加以沉聚。除油方面主要有自然重力除油（其原理是利用油水密度差，除油效果差，无法达到除油标准）；斜板分离除油（斜板罐）增加分离设备工作表面积，缩短油粒上浮距离，提高分高效率→“浅池理论”；凝聚与絮凝（混凝除油法）加凝聚剂、絮凝剂使油成絮团与水分离而除去。乳化油珠常常带负电，加入带正电的凝聚剂和絮凝剂，通过电中和作用使油珠变大，油珠上浮，达到除油的目的；
二、油田化学品的发展趋势
1.油田化学品的纳米材料的相关研究使得钻井液的胶体更加稳定，这种材料的研制也满足了油田开发所需的正电离子高和表面积很大的增粘剂的要求，现在的油田中所使用的化学品由纳米的材料制作的主要有：有机正电胶BPS、正电MMH。
2.钻井液是油田化学的重要化学剂，最早的钻井液就是从天然的产物改良而来的，所以，现在对既廉价的既实用的改良的天然的聚合物钻井液的研制仍然显得非常重要，在实际的应用中，具有很潜在的应用前景。
3.综合水溶性聚合物疏水性的研究。该聚合物就是在原来的水溶性聚合物大分子上插入很少的疏水链而形成的一种新型聚合物。这种聚合物具有较强的疏水性。当聚合物的相关浓度超过临界的结合浓度时，就可以形成结合为主要结构的超级大分子结构，这样的结构就让该聚合物能够形成很好的增粘效果。
三、总结
油田化学的主要功能主要是更好地保证油田中钻井、原油的采集、污水的处理等方面的运作。本文直接从油田化学的化学品方面对油田中相关的方面的主要作用和效果作了详细的论述，解释了一些油田化学剂在使用过程中的应用原理，最后简单的概述了现今油田化学品的发展趋势，相信本文对我国油田的发展有所裨益。
参考文献：
[1]刘汝山.油田化学品在钻井中的应用及发展趋势[J].中国工程科学，2009，（05）
[2]张随望.安塞油田油田化学助剂HSE管理综述[J].石油化工安全环保技术，2010，（05）