范松-油田化学品

范松10应化21007031011油田化学品一、概述石油化学品油田化学品石油助剂矿物类：活性白土、重晶石、云母、无机物：普通酸、碱、盐和氧化剂等天然产物：淀粉、纤维素、单宁、或专用化学品：钻井用化学品、采油：润滑油添加剂、燃料油添加剂、润滑脂添加剂、特殊油脂添加剂等膨润土、应力清等它们的衍生物用化学品二、油田化学品使用种类通用化学品钻井用化学剂：钻井液处理剂、完井液处理剂、水泥浆液处理剂油田开采用化学剂：酸化用化学品、压裂用化学品、提高采油收油田集输用化学剂：原油破乳剂、清蜡剂、防蜡剂水处理用化学剂：提高采油收率用化学剂率用化学品、采油用其他化学品1、钻井用化学品钻井液水（油）基泥浆：以水（或柴油原油）为分散介质添加泥土和化学处理剂配制而成。聚合物泥浆：20世纪60年代以来发展和应用的低固相泥浆，具有提高钻速和进尺，降低成本和保护油层的优点，是由高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、淀粉等除去泥浆中的固体，具有放塌和改善泥浆流动的作用。（1）降滤失剂简介：钻井液进入地层后，随着泥浆水分渗入地层，泥浆中的颗粒就附着在井壁成为泥饼。形成的泥饼要薄、致密、韧性好，这样才能经受泥浆液流的冲刷。泥浆失水量越大，形成的泥饼越厚，性能也越差，因此，在泥浆中添加一些降滤失剂可减少泥浆进入地层的失水量，利于形成致密的渗透性好的泥饼。目前的降滤失剂主要有两种类型：特制的超细的颗粒材料：膨润土、沥青、硅灰、热塑性树脂、胶乳等水溶性高分子及有机材料：水溶性天然产物、水溶性合成聚合物降虑失剂水解聚丙烯腈类降滤失剂：该类产品的主要原料是工业废弃物——腈纶肥料。直接水解产品：有水解聚丙烯腈钠盐、钾盐、钙盐及高温高压水解聚丙烯腈铵盐等，主要是腈纶废料的改性产品。其优点：生产工艺简单、价格低廉；主链为碳-碳链，抗温性好；相对分子质量大小适中，并且含有大量的水化集团——羧钠急等，降水效果好。其缺点：抗无机盐污染能力差，对高价金属离子尤其敏感。NaOH水解水解聚丙烯腈钠盐：水解聚丙烯腈钾盐：高温高压水解聚丙烯腈铵盐：鹤壁市鸿兴化工有限公司4700.00元/吨

任丘市佳孚化工有限公司6500.00元/吨济南昊聚化工有限公司4500.00元/吨接枝共聚产品：为改善腈纶水解产品的抗盐力，腈纶废料、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、引发剂等在一定反应条件下共水解缩聚，制备了一系列改性产品。另外，降腈纶废料与其他高分子接枝共聚，可制备出，抗温、抗盐降虑失剂；用水解聚丙烯腈和腐殖酸、阳离子单体等缩合共聚，可制备出阳离子型降滤失剂。接枝共聚接枝共聚合成共聚物：在合成聚合物中应用最多的是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯磺酸钠等单体或其衍生物的均聚物或共聚物，相对分子质量一般在几万到几十万。相对分子质量太低，降虑失效果差，且具有降黏作用；相对分子质量太高，往往有明显的増黏作用。丙烯酸和衣康酸共聚物降虑失剂，可抗高温150摄氏度，具有良好的抗盐抗钙能力。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸和衣康酸的三元聚合物可用于淡水、海水和高含钙井液。++共聚AMPS丙烯酸衣康酸三元聚合物水溶性天然产物：种类：纤维素、木质素、淀粉、褐煤、单宁等优点：分子链多为高分子刚性链，具有耐温、耐盐、抗剪切力等特点；容易进行各种化学改性，包括接枝改性。纤维素类：资源丰富、价格低廉、可生物降解、对环境无害。优点：缺点：引起水泥浆增稠，需加较多的分散剂，在高价盐离子及高温环境时降虑失能力大为减弱。改性：通过接枝共聚反应在纤维素大分子大分子链上接枝某些乙烯类单体，可改善其分散性、流变性、耐热性等性能。类别：CMC（羧甲基纤维素）、HEC（羧乙基纤维素）、CMHEC(羧甲基羧乙基纤维素)生产工艺复杂，成本高，应用少价格低，应用广羧乙基纤维素羧甲基纤维素木质素类：木质素广泛存在于木材和其他天然植物之中，是来源丰富、价格低廉的一种天然资源。从酸法造纸废液中分离出来的木质素磺酸盐是最常用的油井水泥缓凝剂及分散剂。来源：优点：木质素磺酸盐耐高温、耐盐、抗剪切，经过化学改性可得到综合性较好的降滤失剂。制法：MGAC-2是将木质素磺酸钙与甲醛反应，再在硝酸铈铵催化下使丙烯酰胺、马来酸在木质素磺酸钙缩合产物上接枝共聚，提纯接枝共聚物，先与硫酸亚铁进行络合反应，再与甲醛、亚硫酸钠进行磺甲基化反应，最后分离出反应并干燥得产物。木质素磺酸钙淀粉类：优点：增稠、凝胶、黏结、成膜、价格低、货源广缺点：热稳定性差、増黏能力不高、易受微生物侵蚀改性：接枝或嵌段共聚物能有效地改变淀粉的性能，使其水溶性好，降虑失性好，与其他水泥外加剂配伍性好，具有较好的分散性和流变性。褐煤类：褐煤是一类煤化程度较小的煤，韩较高的内在灰分和不同数量的腐植酸。在石油工业中褐煤多用作钻井液处理剂，也可用作油井水泥缓凝剂，经化学改性的褐煤还可用作油井水泥降滤失剂。单宁类：单宁的主要有效成分是具有多元酚基和羧基的有机物。单宁可分为：缩合类单宁和水解类单宁。在石油工业中，单宁可用作钻井液处理剂，经接枝改性的单宁还可用作油井水泥降滤失剂。降虑失剂的性能和未来发展趋势：机理：1、改善水泥滤饼结构，形成致密、渗透率低的滤饼，减少水泥滤饼渗透性，从而降低失水。超细颗粒材料能够嵌入水泥颗粒之间，阻塞滤饼空隙，使滤饼结构致密。水溶性高分子及一些有机物通过吸附基团和水化基团能在水泥颗粒表面形成“水泥颗粒-线性高分子或有机物-水分子吸附层”这一结构，阻塞水泥内部空隙，束缚住大量自由水。2、常用的水溶性高分子类降虑失剂还可增大水泥浆液相黏度，增加液相向地层虑失的阻力，降低水泥浆失水。优良降滤失剂应有的性能：1、与其他外加剂相容性好2、对水泥浆的抗压强度发展、凝结时间、硬化时间等影响小3、具有较强的抗盐能力，在盐水环境中不失效4、能适应较宽的温度及pH值范围5、不会损害环境，符合环保要求发展方向：1、发展超细颗粒材料2、对廉价的水溶性天然产物进行改性3、合成具有磺酸盐基团或刚性基团的水溶性聚合物4、对现有降虑失剂合理复配或适度改性改性方法：1、磺化改性2、链刚性化改性3、两性离子化改性4、疏水缔合化改性（2）降黏剂简介：钻井液降黏剂主要用来降低钻井液的黏度，控制钻井液的流动性。通常泥浆中黏土颗粒用量相当大，钻井过程中黏土颗粒均形成网状结构而使黏度增大，需添加一些高分子处理剂，改变土粒表面性质和吸附水化膜的厚度，使泥浆达到工艺要求。作用机理：一般泥浆的黏度的颗粒黏度相当大，而且颗粒为片状结构，其平面和端面的性质很不均匀，颗粒之间容易彼此黏结，形成连续的空间网状结构，致使泥浆黏度增大。天然或合成高分子降黏剂是带有多官能团的长链分子，通过配价键吸附于黏土颗粒断键边缘的端面上。以木质素、栲胶、单宁等天然产物为基础的降黏剂：木质素磺酸盐：市场上主要销售有铁铬木质素磺酸盐，由硫酸亚铁、重铬酸钠、硫酸、水和木质数磺酸钙等原料制得。为棕黑色粉末无臭，有毒，可与水按任意比例混溶，具有减绸泥浆的特性。用作高效泥浆分散剂，可供地质勘探、石油开采钻井作泥浆减绸剂，适用于石膏层、岩盐层、盐水层的深井或高温井。沈阳兴正化工有限公司的产品售价在5500元/吨左右。单宁和栲胶：单宁又称单宁酸、鞣质，存在于多种树木（如橡胶树和漆树)）的树皮和果实中，也是这些树木受昆虫侵袭而生成的虫瘿中的主要成分，含量可达50%～70%。单宁为黄色或棕黄色无定形松散粉末，在空气中颜色逐渐变深，有强吸湿性;不溶于乙醚、苯、氯仿，易溶于水、乙醇、丙酮，

水溶液有涩味。湖北的五峰赤诚生物科技有限公司售价为54000元/吨。栲胶是由橡椀、红柳皮或落叶松树皮等含单宁的植物加工而成，含单宁48%~70%，配成栲胶碱液起降黏作用的成分仍是单宁酸钠。广州鸿岳商贸有限公司的杨梅栲胶售价为9500元/吨。单宁产品聚合物降黏剂：1、以磺化苯乙烯与马来酸酐共聚2、以磺化苯乙烯和衣康酸共聚3、以苯乙烯磺酸钠和N-马来酰亚胺聚合无机降黏剂：磷酸盐降黏剂钠基有机磷酸盐（乙二胺四甲基磷酸盐EDTMPS,抗温可达120摄氏度，不抗盐。有机硅降黏剂，泥浆黏土容量高，耐高温。有机硅降黏剂正电胶钻井液降黏剂主要是Na-HPAN和NH4-HPAN以及分子中含有大量负电的吸附基团的其他低分子量聚合物。氮川三甲基磷酸（NTE）环境适应性强，处理剂配伍性好，再加重钻井液、低固相聚合物钻井液及高矿化度钻井液中都有明显的降黏效果，抗温可达200摄氏度，无毒无污染。有机硅降黏剂正电胶泥浆降黏剂的作用基团主要以负电荷吸附基团，通过这些基团在黏土上的吸附，一方面降低正电胶在黏土颗粒上的吸附，另一方面减弱正电胶的正电电位，从而降低正电胶的形成结构。枣庄市润森精细化工有限公司5300.00元/吨乙二胺四甲基磷酸盐2、油气开采用化学品油气开采用化学品是指在油气开采过程中进行压裂、堵水、防沙、清洁防护蜡等作业时所用的化学品，可除去黏土的颗粒，沉积物对底层的堵塞，达到原油渗透率的目的，也可改变原油的物性如黏度、凝固点等，使油气稳产高产。（1）酸化用化学品简介：油井酸化是指用机械方法将大量酸液对井下油页层、缝隙及堵塞物（氧化铁、硫化亚铁、黏土）溶蚀，恢复并提高油层渗透率，达到油井稳产高产的目的。油田酸化时常用的酸：盐酸（6%~37%）、氢氟酸（3%~15%）、土酸（3%氢氟酸+12%盐酸）、甲酸（10%~11%）、乙酸（19%~23%）、氨基磺酸。此外还有添加各种助剂配成的缓速酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸、泡沫酸、潜在酸等。酸化用化学品是指在酸化作业过程中，为满足工艺要求，提高酸化效果所用的化学剂，有：缓蚀剂、助排剂、乳化剂、防乳化剂、起泡剂、降滤失剂、铁稳定剂、缓速剂、暂堵剂、稠化剂、防淤渣剂。酸化是油井激产、水井增注的重要措施之一，挤入油层的酸液对岩层的化学溶蚀作用，可扩大油流孔道和提高油层渗透率。铁离子螯合剂：铁离子螯合剂的作用主要是防止铁离子水解时析出氢氧化铁沉淀，造成地层渗油的堵塞，降低产油率或注水量。主要有：醋酸、乳酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA)、氮亚基三乙酸（NTA）等。EDTANTA上海恒生化工有限公司EDTA二钠产品，18500.00元/吨济南硕昌化工有限公司NTA产品，20000.00元/吨酸化缓蚀剂：缓蚀剂是一种能抑制金属在腐蚀介质中被破坏的物质，酸化缓蚀剂主要用于油井酸化施工时防止盐酸或土酸溶液对金属设备和井下管柱的腐蚀，以保证油井酸化压裂工艺的实施和增产、稳产技术的实现。常见的酸化缓蚀剂是由电负性较大的O、N、S、和P等原子为中心的极性基和C、H原子组成的非极性基（如烷氧基RO-）所构成，这些缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附对金属起到保护作用。主要品种有无机物如砷、碘化物等；醛类如甲醛等；炔醇类如丙炔醇、辛炔醇等；胺类及衍生物眯、咪唑啉等；烷基吡啶及其衍生物；聚乙烯吡啶、聚乙烯喹啉及巯基化合物等。如缓蚀剂IMC-炔氧甲基胺类缓蚀剂，其在高温浓酸介质中的缓蚀性能好，合成原理如下：RNH2+2HCHO+2ROHRN(CH2OR’）2烷基芳烃炔基部分在一定时间类将有机胺滴加到有醛炔醇及溶剂的混合液中，搅拌、加热到回流温度、除去理论水量，在惰性气体保护下，减压蒸馏，得到炔氧甲基胺。将炔氧甲基胺与卤代烃反应，在溶剂存在下，加热回流，然后在惰性气体的保护下，减压蒸馏。季铵盐回收率为80%左右。简介：结构：种类：合成产物结构如下：RN-(CH2OCH2CCH)2[RNH-(-CH2OCH2CCH2)2]CI+_ICH2C6H5二炔氧甲基安二炔氧甲基胺季铵盐乳化酸：乳化酸配方为（质量份）：原油2、柴油2、土酸6、乳化剂适量。按配方将各组分混合，充分搅拌成乳化液即为成品。乳化剂用量视具体情况而定，即将油-酸混合液完全乳化，静置不分层为限。乳化酸的主要性能特点：乳液稳定性好，常温下稳定时间》4h；较高且稳定的乳液黏度（100mPa.s左右），使乳化酸的相对反应时间为常规酸的4~6倍；可通过溶解地层的重质原油、石蜡、胶质、沥青质等有效解堵；残酸具有高表面活性，与原油乳化倾向小，易反排。（2）压裂用化学品对开采段进行压裂是国内外普遍采用的增产措施之一。压裂就是用压力降地层分开，形成裂缝，并用支撑剂将其支撑起来，以减少液体流动阻力的增产增注方法。压裂化学品包括破胶剂、缓蚀剂、助排剂、交联剂、黏土稳定剂、减阻剂、防乳化剂、起泡剂、降虑失剂、pH值控制剂、暂堵剂、增粘剂、杀菌剂、支撑剂等14类。作用：类别：（3）提高采油收率用化学品原油开采三个阶段：第一阶段：原油靠地层压力喷发出来。第二阶段：在自喷后期，可将水由水井注入并维持地层压力，称之二次采油。第三阶段：一般一次采油和二次采油只能采出原油储量的30%~40%。因此，为了尽可能将剩余储量开采出来，就必须采用物理、化学和生物等技术来提高采油收率，这就是“三次采油”或“强化采油”。目前，常用的三次采油方法有热力驱、混相驱、化学驱三大类。其中化学驱是指以化学剂组成的各种体系作为驱油剂的驱油法，主要有聚合物驱、碱驱、去表面活性剂驱、复合驱、浓硫酸驱等。在配制化学驱油剂时所用的化学品称提高采油收率用化学品。提高采油收率的化学品主要有碱剂、高温起泡剂、薄膜扩展剂、混溶剂、稠化剂、增溶剂、流度控制剂、助表面活性剂、表面活性剂等。所用化学品除NaOH、Na2CO3等无机物外，多为表面活性剂。“三次采油”方法：提高采油收率用化学品类别：3、油气集输用化学品缓蚀剂破乳剂减阻剂乳化剂流动性改进剂天然气净化剂水合物抑制剂定义：油气集输用化学品是指在油气集输（将油井生产的原油和伴生气收集、处理、输送的全过程）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。海面原油清净剂防蜡剂清蜡剂管道清洗剂降凝剂降黏剂抑泡剂（1）原油破乳剂原油中所含的水分是以乳化状态存在的，水和油之间形成了稳定的乳化液，其中的水很难自动沉降下来。为了破坏他们这种稳定的乳化状态，在脱水工艺中采用了加入原油破乳剂的方法。1、原油破乳剂最早报道于1914年，Barnicker用质量分数为0.1%的FeSO4溶液在35~60摄氏度下进行原油破乳。2、1920年后开始有盐型和酯盐型表面活性剂，主要是羧酸盐型、磺酸盐（包括石油磺酸盐）及硫酸酯盐型。3、1940年后开始使用低分子非离子表面活性剂，如OP型、平平加型和吐温型等。4、1950年后出现非离子型高分子表面活性剂，如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、含聚氧乙烯聚氧丙烯基的酚醛树脂。5、1990年后开始用两性表面活性剂。发展历史：6、我国对原油破乳剂的研制较晚，20世纪60年代以后，首先研制了低分子的非离子表面活性剂，后来又研制聚醚及改性聚醚等高分子表面活性剂。7、1989年我国又自行研制出两性高分子破乳剂CW-01。破乳剂的分子及性能：Bansbach认为理想的破乳剂应具有的条件是：1、具有较强的表面活性，且表面活性高于油-水界面上的乳化剂的分子表面活性，这样就能吸附到油水界面，取代原来的乳化剂分子。2、要有良好的润湿性，可以吸附到固体粒子表面，改变他们的润湿性能，使界面膜的强度降低。3、另外还要有较强的絮凝能力，和较好的聚结效果等。破乳剂的选择：破乳剂的选择是从乳状液类型及其应用效果来考虑的如果最初采出的油是W/O型乳状液，则首先考虑选用O/W型乳化剂，所以最初用的破乳剂是盐型、酯盐型表面活性剂及低分子的亲水性稍强的非离子表面活性剂。乳化剂与破乳剂分子结构：乳化剂和破乳剂一般是表面活性剂，表面活性剂分子是由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成，加入少量即可显著降低溶剂的表面张力或溶液的界面张力。乳化剂分子结构一般要求：对于一定的亲水基，亲油基应有一个适当长度的烃链，因为只有当亲水亲基和烃链取得一定的亲水亲油平衡时，才有利于活性剂在界面上的吸附；乳化剂分子的亲水基位于亲油基烃链的一端；非极性部分的烃链最好没有分支，以利于非极性部分的横向结合，形成强度较大的界面膜；非极性部分若有苯基，则苯基最好在烃基一端，若苯基上有烃基和和亲水基，则最好处于对位；有两个或两个亲水基的活性剂不宜做乳化剂。破乳剂分子结构要求与乳化剂的要求一样，亲水基与亲油基必须取得平衡，有力于吸附到油水界面，顶替原来的保护膜乳化剂分子。其他则与乳化剂的要求相反，亲水基可位于烃链中部，破乳剂分子的非极性部分的烃链最好有分支，这种不规整结构不利于非极性部分的横向结合，是生成的新膜强度降低；非极性部分若有苯基，则应在烃基的中部，若苯基上有烃基和亲水基，则他们最好处于邻位或间位；分子最好有两个或两个以上的亲水基。（2）清蜡剂原油是含有石蜡的烃类混合物。石蜡是C13~C60的碳氢化合物，其中大部分是直链碳氢化合物。当原油接触到一个温度低于临界浊点的表面，即出现蜡沉积。蜡沉积的原理有