liudexin2010511152851-油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義

1、實(shí)驗(yàn)一六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測泥漿的流變曲線 .1實(shí)驗(yàn)二常用API泥漿儀器的使用 .4實(shí)驗(yàn)三鉆井液鈣侵及處理 7實(shí)驗(yàn)四鉆井液中固相含量的測定 9實(shí)驗(yàn)五鉆井液中膨潤土含量的測定 11實(shí)驗(yàn)六堿在原油乳化中的作用 13實(shí)驗(yàn)七堵水劑的制備與性質(zhì) 17實(shí)驗(yàn)八金屬的緩蝕 21實(shí)驗(yàn)九絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用 25實(shí)驗(yàn)十鉆井液綜合性能評價 28實(shí)驗(yàn)十一驅(qū)油用聚丙烯酰胺的選擇 29附錄一大慶油田某油區(qū)油層物性 31實(shí)驗(yàn)一 六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測泥漿的流變曲線1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的應(yīng)用方法。2 .掌握如何判斷泥漿的流型及對應(yīng)流變參數(shù)的計(jì)算方法。3 .比較賓漢模式、指數(shù)模式及卡森模式與實(shí)際流變曲線的吻合程度，弄

2、清各種模式的特點(diǎn)。2 .實(shí)驗(yàn)原理1 .旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)工作原理電動機(jī)帶動外筒旋轉(zhuǎn)時，通過被測液體作用于內(nèi)筒上的一個轉(zhuǎn)矩，使與扭簧相連的內(nèi)筒 偏轉(zhuǎn)一個角度。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，一定剪功速率下偏轉(zhuǎn)的角度與液體的粘度成正比。于 是，對液體粘度的測量就轉(zhuǎn)換為內(nèi)筒的角度測量。2 .流變曲線類型、意義。流變曲線是指流速梯度和剪切應(yīng)力的關(guān)系曲線。根據(jù)曲線的形式，它可以分為牛頓型、 塑性流型、假塑性流型和膨脹性流型。為了計(jì)算任何剪切速率下的剪切應(yīng)力，常用的方法是 使不同流變模式表示的理想曲線逼近實(shí)測流變曲線，這樣，只需要確定兩個流變參數(shù)，就可 以繪出泥漿的流變曲線。牛頓模式反映的牛頓液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：=r -

3、D賓漢模式反映的是塑性液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：=0 + Y p , D指數(shù)模式反映的是假塑性流體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：=K Dn 或 Lg =lgK + n IgD卡森模式反映的是一種理想液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：11112222c .D實(shí)際流變曲線與那一種流變模式更吻合，就把實(shí)際液體看成那種流型的流體。.實(shí)驗(yàn)儀器ZNN-D6型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)；高速攪拌器。四.實(shí)驗(yàn)儀器使用要點(diǎn)1 .檢查好儀器，要求；刻度盤對零。若不對零，可松開固定螺釘調(diào)零后在擰緊。檢查同心度。高速旋轉(zhuǎn)時，外筒不得有偏擺。內(nèi)筒底與杯距不低于 1.3cm。2 .校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)倒350m1水于泥漿杯中，置于托盤上，上升托盤，使液面與外筒刻度線對齊

4、，擰緊托 盤手輪。迅速從高速到低速依次測量。待刻度盤讀數(shù)穩(wěn)定后，分別記錄各轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)定讀數(shù)0.要求：？ 600=2.0 格,? 300 = 1.0 格。3 .把水換成待測泥漿，重復(fù) 2.4 .繼續(xù)測量靜切力，方法是在600 rpm下攪1分鐘，然后將旋鈕轉(zhuǎn)到 3rpm位置，把電源關(guān)上，靜等1分鐘后啟動之，注意讀取刻盤的最大值。再重新在600 r p m下攪1分鐘，用同樣的方法讀取靜置 10分鐘3rpm下的最大值。s=0.5 x ? 3 Pa.5 .實(shí)驗(yàn)后，關(guān)閉電源，倒出泥漿，洗凈內(nèi)、外筒，擦干裝好。注意：停轉(zhuǎn)后，由于靜切力作用，刻度盤可能不回零，此時不需要再調(diào)零。五.實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的

5、使用方法。6 .檢查和校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。7 .測量泥漿在各剪切速率下的剪切應(yīng)力和1分鐘、10分鐘的切力(s1和s10)六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理剪切速率D與粘度計(jì)轉(zhuǎn)速n對應(yīng)關(guān)系：D=1.703Xn泥漿剪切應(yīng)力與粘度計(jì)讀數(shù)？對應(yīng)關(guān)系：=0.511 ?.刀 a= ? 600(mPa.s);r p=? 600 - ? 300 (mPa.s)20=0.511(2 ?300 - ? 600 )(Pa)六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測泥漿的流變曲線”原始數(shù)據(jù)記錄表姓 名：班 級：同組者:實(shí)驗(yàn)老師：實(shí)驗(yàn)日期：粘度計(jì)轉(zhuǎn)速n(r p m)6 0 03 0 02 0 01 0 063剪切速率D(s )10 2 25 1 13 4 01 7

6、01 05粘度計(jì)讀數(shù)？(格)靜切力測定：鉆井液靜止1分鐘粘度計(jì)3 rpm下的讀數(shù)： 鉆井液靜止10分鐘粘度計(jì) 3 rpm下的讀數(shù)： 36實(shí)驗(yàn)二 常用 API 泥漿儀器的使用一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握常用 API 泥漿儀器的使用和校正方法；2. 掌握現(xiàn)場測試泥漿性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。二實(shí)驗(yàn)原理在濾失介質(zhì)兩端施加一定的壓力差，在壓力差的作用下，泥漿通過濾失介質(zhì)發(fā)生濾失。三實(shí)驗(yàn)儀器1. ZNS 型失水測定儀一臺2. 漏斗粘度計(jì)一個3. 密度計(jì)一個4. 秒表一只5. 500ml 、 1000ml 泥漿杯各一個6 .PH 試紙一盒7 .20ml 量筒 2 個，待測泥漿1000ml8.GJ I 高攪機(jī)一臺四儀器使用要

7、點(diǎn)1 .ZNB 型泥漿密度計(jì)將攪拌均勻的泥漿注入杯中齊杯口為止，輕輕將蓋旋轉(zhuǎn)蓋緊，擦去外溢泥漿，然后將杠桿主刀口置于底座的刀墊上，移動游碼，是水平泡與中間兩根紅線相切，游碼左側(cè)邊線所對刻度，即為該泥漿的密度（p /cm3）.校正方法：測量清水比重應(yīng)為1.00 ，否則，須增減枰桿末端調(diào)節(jié)器中的鉛粒。注意： 每測完樣品都要把刀口住置于刀架上，保護(hù)好刀刃。 每測完樣品都要洗凈干泥漿杯。2、ZNN®漏斗粘度計(jì)用清水刷凈漏斗，用手指堵住漏斗管口，把充分?jǐn)嚢璧哪酀{經(jīng)篩網(wǎng)倒入漏斗，直至液面 到達(dá)篩網(wǎng)底部（ 700ml ） ，放開手指，記錄流滿量杯（ 500ml ）所需的時間，即為泥漿的粘度（秒）

8、。校正方法：20左右時，清水粘度為15 ± 0.5 秒。注意： 保護(hù)管嘴，不得用鐵絲等硬物穿通。 測量時，漏斗應(yīng)垂直放好。3. 打氣筒失水儀松開減壓閥，關(guān)死放空閥，打氣使氣筒壓力答達(dá)10MPa左右，然后順時針轉(zhuǎn)減壓閥，直到壓力表讀數(shù)為0.7MPa。用食指堵住泥漿杯氣接頭小孔，倒入適量的泥漿，使液面與泥漿杯內(nèi)槽相齊，放好密封圈（擦干） ，鋪一張干濾紙，擰緊泥漿杯蓋。然后裝入三通接頭，并卡好掛架及量筒。 緩慢逆時針轉(zhuǎn)放空閥， 當(dāng)壓力表指針開始下降或有進(jìn)氣聲時及時打氣， 使壓力保持為0.7MPa,見第一液滴時開始計(jì)時。 記錄 7.5 分鐘時鉆井液流出的濾液量， 取開量筒， 順時針轉(zhuǎn)放空閥，

9、 把泥漿杯中余氣放盡，取下泥漿杯。 假設(shè)瞬時濾失量為零，量筒中濾液毫升數(shù)的 2 倍即為 API 濾失量。 沖凈、擦干泥漿杯及杯蓋。4. PH 廣泛試紙將PH試紙放到待測酸堿度的樣品中浸濕后取出，待其顏色穩(wěn)定后（大約 30秒），把變色 的試紙上側(cè)顏色和標(biāo)準(zhǔn)色對照，估計(jì)出泥漿的PH值。五、步驟1. 校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、漏斗粘度計(jì)、比重計(jì)、2. 用電動攪拌器充分?jǐn)嚢枘酀{約 10 分鐘。3. 測量泥漿常規(guī)性能。常用API泥漿儀器的使用”原始數(shù)據(jù)記錄表姓 名：班 級：同組者:實(shí)驗(yàn)老師：實(shí)驗(yàn)日期：性能參數(shù)泥漿密度(g/c m 3)漏斗粘度(s )A P I濾失量(ml)泥餅厚度(mm)P H數(shù)據(jù)平行差實(shí)驗(yàn)三鉆

10、井液鈣侵及處理1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康? . 了解一般淡水鉆井液鈣侵后性能的變化規(guī)律。2 .學(xué)會鈣侵鉆井液性能的調(diào)整2 .實(shí)驗(yàn)原理1 .鉆井液鈣侵后，原來的鈉質(zhì)土變?yōu)殁}質(zhì)土，其E電位降低，水化膜變薄，粘土顆粒間 形成或增強(qiáng)絮凝結(jié)構(gòu)。從而導(dǎo)致鉆井液粘度、切力上升、失水增大。當(dāng)鈣侵盜一定程度后， 粘土顆粒繼續(xù)變粗而沉淀，此時粘土分散度明顯降低，使粘度、切力轉(zhuǎn)而下降，失水繼續(xù)增 大。鉆井液性能參數(shù)變化趨勢見下圖。2 .鈣侵鉆井液加入適量有機(jī)處理劑（稀釋劑）后，一是拆散因鈣離子作用形成較大、較 強(qiáng)的粘土絮凝結(jié)構(gòu)，使鉆井液處于適度絮凝狀態(tài)，二是保護(hù)粘土顆粒使它保持適度尺寸，不 至于結(jié)合而又變得過大，從而使鉆井液性

11、能得到改善。.儀器、藥品儀器:ZNN-D6粘度計(jì)一臺；臺稱藥品：CMC、丹寧堿液。四.實(shí)驗(yàn)步驟1.取原漿1000ml高攪5分鐘,測其性能。2 .各組按下表加石灰，根據(jù)教師要求攪拌10分鐘后測全套性能。組12345生石灰，0.050.150.20.250.33.根據(jù)加石灰后的鉆井液性能，加適量稀釋劑和降失水劑使其性能得到恢復(fù)。處理劑加量參考下表：組12345CaO,%0.050.150.200.250.3丹寧堿液,%0.511.522.5CMC,%0.050.10.150.20.25丹寧堿液配制:丹寧：燒堿=1: 11 : 2 （重量比）丹寧堿濃度=1/101/15五.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1 .將所得

12、數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果整理列表。2 .給出鉆井液粘度、動切力以及失水隨石灰加量的變化曲線并簡要解釋。實(shí)驗(yàn)四 鉆井液中固相含量的測定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握固相含量測定儀的操作方法。2學(xué)會鉆井液中固相含量的計(jì)算方法。二實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)蒸餾原理，取一定量鉆井液用電熱器將其蒸干，收集并測出冷凝的體積，用減差法即可求出鉆井液中固相含量。也可通過稱重方法算出其固相含量。三實(shí)驗(yàn)儀器ZNC 型固相含量測定儀；電動攪拌器；臺稱；量筒。四實(shí)驗(yàn)步驟1 拆開蒸餾器，稱出蒸餾杯重量： W 杯 （克）2 用注射器取10 毫升均勻鉆井液樣，注入蒸餾水杯中，稱重W 杯 +漿 （克） 。3將套筒及加熱棒擰緊在蒸餾杯上，再將蒸餾器引流管插入冷凝

13、器出口端。4 將加熱棒插頭插入電線插頭，通電加熱蒸餾，并計(jì)時間。通電約35 分鐘后冷凝即可滴入量筒，連續(xù)蒸餾至不再有液體滴出為止，切斷電源。5用環(huán)架套住蒸餾器上部，使其與冷凝分開，再用濕布冷卻蒸餾器。6記下量筒中餾出液體體積毫升數(shù)，若餾出物為水與油且分層不清時可加入13 滴破乳劑。油、水體積分別以 V油、V水表不。7取出加熱棒，用刮刀刮凈套筒內(nèi)壁及加熱棒上附者的固體，全部收集于蒸餾杯中，然后稱重W固（克）。注意事項(xiàng)：1 操作時蒸餾器必須豎直。2 蒸餾時間一般為20 分鐘，不應(yīng)超過 30 分鐘。3注意保護(hù)加熱棒和用電安全。4 若鉆井液泡多，可加數(shù)滴消泡劑。五實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：設(shè)為淡水非加重鉆井液：固

14、相含量體積百分含量（ W 杯 +漿 W 杯 ）X10 （克/100ml）固相體積百分含量=固相重量體積百分含量+土（ml/100ml）注：粘土比重土 =2.42.6 。實(shí)驗(yàn)五 鉆井液中膨潤土含量的測定一 . 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會用亞甲基蘭測定鉆井液中膨潤土含量的方法，并了解其測定原理。二實(shí)驗(yàn)原理亞甲基蘭是一種陽離子材料，在溶液中離解。當(dāng)粘土中可交換陽離子水化時，帶負(fù)電荷粘土晶片便與帶正電荷的染色離子結(jié)合生成蘭色水不溶物，此時亞甲基蘭褪色，只有當(dāng)溶液 中有游離的亞甲基蘭時才呈綠蘭色。三實(shí)驗(yàn)儀器及藥品儀器：酸式滴定管一支；125ml 三角瓶 2 個；2ml 注射器一支；洗瓶一個；電爐一個；玻璃、濾紙等。藥

15、品： 0.01N 亞甲基蘭水溶液；H2O2 （3%） ；5N H 2SO4四實(shí)驗(yàn)步驟1 用不帶針頭的注射器準(zhǔn)確取2ml 鉆井液放入三角瓶中， 加 10ml 蒸餾水。 15mlH 2O（2 3%）和 0.5ml 5N H 2SO4。2 冷卻后用 0.01N 亞甲基蘭滴定， 為了減少誤差， 開始加 5ml 亞甲基蘭， 然后每滴入 1ml 亞甲基蘭后，旋搖30 秒鐘，用玻璃沾一滴液體至濾紙上，觀察在染色固體斑點(diǎn)外是否出現(xiàn)綠蘭色圈，若無色圈繼續(xù)滴加。3 .若發(fā)現(xiàn)綠蘭色圈，但旋搖2分鐘后又消失，說明終點(diǎn)快到，小心加入0.5ml亞甲基蘭溶液，直至旋搖2分鐘后色圈仍不褪色，則達(dá)到終點(diǎn)，紀(jì)錄所耗的亞甲基蘭溶液

16、的毫升數(shù)V亞。注：若所測漿中無有機(jī)處理劑，不需要H2SO4和H2O2,也不需要加熱。五.結(jié)果處理工 人 V甲0.01 100V甲鉆井液膨潤土含量=-X 100 x 1000=1.43 x（克/100ml鉆井液）V泥70V泥六.思考題1 .為什么要加入 H2O2溶液和H2SO4?2 .為何當(dāng)綠蘭色圈出現(xiàn)后再攪拌兩分鐘色圈可能消失？3 .根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所測膨潤土含量及實(shí)驗(yàn)五的固相含量值，試指出優(yōu)劣土含量范圍。實(shí)驗(yàn)六 堿在原油乳化中的作用.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .觀察堿與原油混合后的乳化現(xiàn)象。2 .學(xué)會用不穩(wěn)定系數(shù)法確定使原油乳化的最佳堿濃度范圍。.實(shí)驗(yàn)原理堿（例如NaOH）可與原油中的酸性成份（例如環(huán)烷酸）反應(yīng)

17、，生成表面活性物質(zhì):CH3C"00H + NaOH - CH31pCH2)nCOONa + H2O這些表面活性物質(zhì)可使原油乳化形成水包油（0/w）乳狀液。水包油乳狀液的形成與穩(wěn)定性對于堿驅(qū)和稠油乳化降粘是重要的，例如堿驅(qū)中乳化-攜帶、乳化-捕集、自發(fā)乳化等機(jī)理的發(fā)生，稠油乳化降粘中原油乳化分散機(jī)理的發(fā)生都是以水包乳狀油液的形成為前提條件 的。堿濃度是影響堿對原油乳化作用的重要因素。堿濃度低時，堿與原油反應(yīng)生成的活性物質(zhì)少，不利于乳狀液的穩(wěn)定。若堿濃度過高，一方面，堿可使原油中碳鏈較長的弱酸反應(yīng)生成親油的活性物質(zhì)，這些親油的活性物質(zhì)可抵消親水活性物質(zhì)的作用，不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定，同

18、時，過量的堿具有鹽的作用，也不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定，因此，只有合適的堿濃度范圍，堿才能與原油作用形成穩(wěn)定的水包油乳狀液。乳狀液的穩(wěn)定性可用不穩(wěn)定系數(shù)（USI）表示。不穩(wěn)定系數(shù)按式6 -1定義：tV (t) dtUSI(6 -1)0t式中：USI 不穩(wěn)定系數(shù)，ml;V（t）乳化體系分出水體積與時間的變化函數(shù);t乳化體系靜止分離的時間,min。從定義式可以看出，不穩(wěn)定系數(shù)越小，乳狀液的穩(wěn)定性越好。.實(shí)驗(yàn)儀器與藥品1 .儀器電子天平(感量0.001g)、10ml具塞刻度試管、秒表、滴管、試管架。2 .藥品氫氧化鈉、原油、蒸儲水。4 .實(shí)驗(yàn)步驟1 .取10ml具塞刻度試管10支，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

19、0.0、1.0 X 10-4、2.5X I。-4、5X 10-4、 1.0X10-3、4.0X10-3、5.0X10-3、8.0 X 10-3、1.0X10-2、2.0X 10-2 的氫氧化鈉溶液各 5ml,分 別用滴管準(zhǔn)確加入原油 5ml,蓋上試管塞子，每支試管各上下震蕩30次。2 .將震蕩后的試管立即垂直放在試管架上，同時開始計(jì)時，并每隔3min記錄一次試管中分出水的體積(若分出水的速度較快，可每隔lmin記錄一次)，共記錄30min。3 .取乳化最穩(wěn)定的試管重新振蕩30次，用分散法判別乳狀液類型。5 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1 .求出堿在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下乳化原油的不穩(wěn)定系數(shù)。(1)在坐標(biāo)紙上繪制分出

20、水的體積與時間的關(guān)系(V-t)曲線，注意每個堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的V-t曲線都應(yīng)在同一規(guī)格坐標(biāo)中繪出。(2)將V-t曲線與時間軸所包面積剪下，在電子天平上稱其質(zhì)量W1。(3)在坐標(biāo)紙上剪下已知面積 (A0,單位為ml min)的方框稱取其質(zhì)量 W0。(4)不穩(wěn)定系數(shù)按式6 -2求出：tUSI(6 -2)0 V出W1 AptW0 t2 .繪制USIco(NaOH)的關(guān)系曲線，找出使原油乳化的最佳堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍，并解釋曲 線的變化規(guī)律。3 .將實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)處理結(jié)果以表格或圖的形式表達(dá)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六思考題1. 為什么堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或過低都不能形成穩(wěn)定的水包油乳狀液2. 原油酸值的高低對堿與原油的乳化

21、作用有何影響?3. 綜述水包油乳狀液的形成與穩(wěn)定性在堿驅(qū)中的作用。v mt m nV mt m nV mt m nV mt n mV mt n ml V mt n mV mt n mV mt m nV mt n mV mt n mH O N 3時間及分出水的體積l m據(jù)數(shù)化變的間時隨積體水出分字簽1師教導(dǎo)指:期日驗(yàn)實(shí):者組同:級班:名姓錄記始原驗(yàn)實(shí)用作的中化乳油原在堿實(shí)驗(yàn)七 堵水劑的制備與性質(zhì)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會幾種堵水劑的制備方法。2. 掌握幾種堵水劑的形成機(jī)理及其使用性質(zhì)。二實(shí)驗(yàn)原理堵水劑是指從油、水井注入地層，能減少地層產(chǎn)出水的物質(zhì)。從油井注入地層的堵水劑稱油井堵水劑 （ 或簡稱堵水劑）

22、 ，從水井注入地層的堵水劑稱為調(diào)剖劑。常用的堵水劑有凍膠型堵水劑、凝膠型堵水劑、沉淀型堵水劑和分散體型堵水劑，這些堵水劑的形成機(jī)理和使用性質(zhì)各不相同。1. 凍膠型堵水劑凍膠 （如鋯凍膠 ）是由高分子（ 如 HPAM ） 溶液轉(zhuǎn)變而來，交聯(lián)劑 （如鋯的多核羥橋絡(luò)離子 ）可以使高分子間發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體（ 如水 ） 包在其中，從而使高分子溶液失去流動性，即轉(zhuǎn)變?yōu)閮瞿z。鋯凍膠是油田常用的凍膠型堵水劑。 鋯凍膠是由鋯的多核羥橋絡(luò)離子與HPAM 中的羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成的。體系的 pH 值可影響多核羥橋絡(luò)離子的形成及HPAM 分子中羧基的量，因此， pH 值可影響鋯凍膠的成凍時間和凍膠強(qiáng)度

23、。2. 凝膠型堵水劑凝膠是由溶膠轉(zhuǎn)變而來。當(dāng)溶膠由于種種原因 （ 如電解質(zhì)加入引起溶膠粒子部分失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生有限度聚結(jié)） 形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液體包在其中，從而使整個體系失去流動性時，即轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。油田堵水中常用的是硅酸凝膠。硅酸凝膠由硅酸溶膠轉(zhuǎn)化而來，硅酸溶膠由水玻璃（又名硅酸鈉，分子式Na2O?mSO2）與活化劑反應(yīng)生成。活化劑是指可使水玻璃先變成溶膠而隨后又變成凝膠的物質(zhì)。鹽酸是常用的活化劑，它與水玻璃的反應(yīng)如下 :Na2O?mSiO2 + 2HCl - H2O?mSiO2 + 2NaCl由于制備方法不同，可得兩種硅酸溶膠，即酸性硅酸溶膠和堿性硅酸溶膠。這兩種硅酸溶膠都可在一定的條件（如溫

24、度、pH值和硅酸含量）下，在一定時間內(nèi)膠凝。評價硅酸凝膠堵水劑常用兩個指標(biāo)，即膠凝時間和凝膠強(qiáng)度。膠凝時間是指硅酸體系自生成至失去流動性的時間。凝膠強(qiáng)度是指凝膠單位表面積上所能承受的壓力。3. 沉淀型堵水劑沉淀型堵水劑由兩種可反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)組成。水玻璃- 氯化鈣是油田最常用的沉淀型堵水劑，它通過如下反應(yīng)產(chǎn)生沉淀Na2O?mSiO2 + CaCl2 f CaO2?mSiO2 + 2NaCl4. 懸浮體型堵水劑懸浮體是指溶解度極小但顆粒直徑較大（ 大于10-5cm） 的固體顆粒分散在溶液中所形成的粗分散體系。分散體系中的固體顆?？梢栽诙嗫捉橘|(zhì)的喉道處產(chǎn)生堵塞作用。油田中常用的分散體型堵水劑是粘

25、土懸浮體型堵水劑。粘土懸浮體中的粘土顆?？捎镁酆衔?（ 如 HPAM ） 絮凝產(chǎn)生顆粒更大、堵塞作用更好的絮凝體堵水劑。絮凝是聚合物 （ HPAM ）在粘土顆粒間通過橋接吸附形成。.實(shí)驗(yàn)儀器與藥品1. 儀器100ml 燒杯， 10ml 具塞刻度試管， 5ml、 25ml 量筒，玻璃棒，廣泛pH 試紙。2. 藥品聚丙烯酰胺，氧氯化鋯，水玻璃，氯化鈣，鹽酸，粘土。四實(shí)驗(yàn)步驟1. 鋯凍膠堵水劑的制備與性質(zhì)取3個100ml燒杯，用量筒各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5X10-3的聚丙烯酰胺水溶液25ml,其中一個燒杯中滴加6滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 X 10-2的鹽酸，另一燒杯中滴加 4滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 X 10-2的 NaOH

26、 ，攪拌均勻，用廣泛pH 試紙測定三個燒杯中聚丙烯酰胺溶液的 pH 值，然后向三份聚丙烯酰胺溶液中分別加入2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5X10-3的ZrOCl 2溶液（注意：邊用玻璃棒攪拌，邊緩慢加入 ） ，觀察并記錄凍膠形成的現(xiàn)象（ 注意記錄成凍時間 ） 和凍膠的強(qiáng)度（ 用玻璃棒挑起程度衡量 ）。2. 硅酸凝膠堵水劑的制備與性質(zhì)取三支 10ml 具塞刻度試管，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1 的水玻璃5ml ，用滴管向三支試管中依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1 的鹽酸 10 滴、 15滴、 20 滴并搖勻，觀察凝膠的生成并記錄膠凝時間， 待三支試管中全部膠凝后用玻璃棒插入凝膠，從玻璃棒插入的難易排出三種凝膠強(qiáng)度的順 序

27、。3. 水玻璃氯化鈣沉淀型堵水劑的制備與性質(zhì)取一支 10ml 的具塞刻度試管，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 的水玻璃 5ml ，然后用滴管逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1 的氯化鈣溶液，搖勻，觀察硅酸鈣沉淀的生成情況。4. 粘土 HPAM 絮凝體堵水劑的制備與性質(zhì)取三支10ml具塞刻度試管，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1 x 10-2的粘土（鈉土基膨潤土）懸浮體 5ml,然后分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1X 10-3的聚丙烯酰胺溶液 0.5ml、2ml、5ml,搖勻，觀察絮凝現(xiàn)象。五實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理用表格形式表達(dá)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)，并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。六、思考題1. 解釋 pH 值對鋯凍膠生成的影響。2. 本實(shí)驗(yàn)中制備的硅酸凝膠是堿性硅

28、酸凝膠還是酸性硅酸凝膠，解釋原因。劑堵型淀 沉鈣化氯 二璃玻水劑堵體凝絮MAPH 土粘況情凝絮年為0 M， 義數(shù)1 H m 東分1的（劑堵膠凝酸硅目項(xiàng)度） 強(qiáng)序 膠排 凝（間）時n凝m膠（一 i .量0 C ）木系的（劑堵膠凍錯目 項(xiàng)） 度起 強(qiáng)挑 膠否 凍是（間） 時n 凍m 成（值H P11 0 H O % 加分1的或（型類 劑堵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象j字簽<師教導(dǎo)指:期日驗(yàn)試:者組同:級班 ：名姓錄記始原驗(yàn)實(shí)質(zhì)性與備制的劑水堵實(shí)驗(yàn)八金屬的緩蝕.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握一種測定鋼鐵腐蝕速度的方法（靜態(tài)掛片失重法）。2 . 了解緩蝕劑的緩蝕機(jī)理。.實(shí)驗(yàn)原理鋼鐵在酸性介質(zhì)中的腐蝕是電化學(xué)腐蝕。若在鹽酸

29、中，鋼鐵的腐蝕反應(yīng)為:陽極反應(yīng)：Fe - Fe2+ 2e陰極反應(yīng)：2HCl + 2e - H2 f + 2C1+)電池反應(yīng)：Fe + 2HC1 FeCl2 + H2 T為了減小酸性介質(zhì)對金屬的腐蝕，常用的方法是在酸性介質(zhì)中加入緩蝕劑。按作用機(jī)理,酸性介質(zhì)緩蝕劑可分為吸附膜型 （如甲醛）和“中間相”型（如丁煥醇）兩類。為了定量地表示緩蝕劑的緩蝕作用，可以測定鋼鐵在加與不加緩蝕劑的介質(zhì)中的腐蝕速度。在測定腐蝕速度的方法中最常用的是掛片失重法。當(dāng)用掛片失重法測定鋼鐵腐蝕速度時，可將一已知質(zhì)量并已知表面積的試片放在腐蝕介質(zhì)（例如鹽酸和加有緩蝕劑的鹽酸 ）中，經(jīng)過一定時間，再稱它的質(zhì)量，求得失量，即可按

30、式8 -1計(jì)算鋼鐵的腐蝕速度。(8-1)mAo t式中：一腐蝕速度，g/（m2-h）;m一試片的失量，g;A0一試片的表面積，m2;t腐蝕時間，ho緩蝕劑的緩t率按式1-2計(jì)算。緩蝕率=1 100%0(1-2)式中：0、 i 一分別為試片在不加與加緩蝕劑的介質(zhì)中的腐蝕速度。三.實(shí)驗(yàn)儀器、材料與藥品1 .儀器和材料電子天平（感量 0.000lg）、游標(biāo)卡尺、紅外干燥箱、鐐子、試片、 50ml具塞試管、5ml 量筒、試管架、砂紙、脫脂棉、濾紙。2 .藥品鹽酸、甲醛、丁煥醇、丙酮、乙醇。四.實(shí)驗(yàn)步驟1 .將4片金屬腐蝕試片分別依次用布砂紙、水砂紙和金相砂紙磨平、磨亮，用脫脂棉擦 凈鐵屑，再用游標(biāo)卡尺

31、測量它的長、寬、厚和圓孔直徑。2 .將試片在11?勺丙酮一乙醇溶液中洗去油污后，放在潔凈的濾紙上，置于紅外干燥箱 中烘干，用電子天平按其編號準(zhǔn)確稱取質(zhì)量。3 .取4個50ml具塞試管，各加入 30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的鹽酸，第一個試管中加入 2ml 蒸儲水，第二個試管中加入 2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.125的甲醛，第三個試管中加入 2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為0.125的丁煥醇，最后一個試管中加入 1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.125的甲醛和1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.125 的丁煥醇，蓋好瓶塞搖勻備用。4 .將稱好質(zhì)量的試片用鐐子小心放入上述試管中，準(zhǔn)確記錄加入的時間和室溫。注意觀察氣泡從試片表面析出的速度。0.5h后，用鐐

32、子將試片從酸液中取出，立即用自來水洗去殘留在試片上的酸并用潔凈濾紙蘸去部分自來水，然后放入11 ?勺丙酮一乙醇溶液中洗滌，最后放在紅外干燥箱中烘干，稱其質(zhì)量。五、結(jié)果處理1. 根據(jù)試片的長、寬、厚和圓孔的直徑，計(jì)算試片的表面積。2. 計(jì)算試片在加與不加緩蝕劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1 鹽酸中的腐蝕速度。3. 計(jì)算三種緩蝕劑的緩蝕率。六、思考題1. 解釋丁炔醇的緩蝕機(jī)理，并說明低溫緩蝕效果差的原因。2. 說明試片的光潔度對腐蝕速度有何影響?3. 比較三種緩蝕劑的緩蝕效果并說明原因。象現(xiàn)驗(yàn)實(shí)f g蝕J 腐重) m( 徑 孔)m( 厚)m( 寬)m( 長號編片試劑蝕緩 目項(xiàng)-劑蝕緩加不醛 甲醇快丁醇快丁+

33、醛甲字簽<師教導(dǎo)指:期日驗(yàn)實(shí):者組同:級班:名姓錄記始原驗(yàn)實(shí)蝕緩的屬金實(shí)驗(yàn)九 絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察絮凝劑 （ 即混凝劑與助凝劑 ） 凈化水的現(xiàn)象， 了解絮凝劑在污水處理中的作用機(jī)理和使用性質(zhì)。2. 掌握一種尋找絮凝劑最適宜質(zhì)量濃度的方法。二實(shí)驗(yàn)原理水的凈化可使用各種絮凝劑。在絮凝劑中，能使水中泥沙聚沉的物質(zhì)叫混凝劑。常用的混凝劑主要有無機(jī)陽離子型聚合物，如羥基鋁、羥基鋯等，這些無機(jī)陽離子型聚合物可在水中解離，給出多核羥橋絡(luò)離子，中和固體懸浮物表面的負(fù)電性。此外，也可用三氯化鐵、三氯化鋁和氧氯化鋯等化學(xué)劑通過水解、 絡(luò)合、 羥橋作用， 形成多核羥橋絡(luò)離子， 起到羥基

34、鋁、羥基鋯同樣的作用?；炷齽┎⒎怯玫迷蕉嘣胶谩Ｒ蚧炷齽┦褂脻舛冗^高將使泥沙表面吸附過量的鐵離子而帶正電，致使鐵的多核羥橋絡(luò)離子對它失去聚沉作用。因此，混凝劑的使用應(yīng)有一個最適宜的質(zhì)量濃度。配合混凝劑使用，從而使它的凈化效果提高、用量減少的物質(zhì)叫助凝劑。助凝劑多是水溶性高分子。高分子的分子（或其締合分子）可將被混凝劑聚結(jié)起來的泥沙顆粒進(jìn)一步聚結(jié)，從而加快它的聚沉速度。常用的助凝劑有部分水解聚丙烯酰胺、鈉羧甲基纖維素和褐藻酸鈉等。同樣，助凝劑也并非用得越多越好。因助凝劑超過一定質(zhì)量濃度，就可在水中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，反而妨礙了泥沙顆粒的聚沉。因此，助凝劑的使用也有一個最適宜的濃度。三實(shí)驗(yàn)儀器、藥品與材料

35、1. 實(shí)驗(yàn)儀器電子天平（感量0.001g）、具塞比色管、小滴瓶、小燒杯、溫度計(jì)。2. 藥品與材料三氯化鐵 （ 化學(xué)純 ） 、部分水解聚丙烯酰胺 （ 工業(yè)品 ） 。污水 （ 在 1L 水中加入 60g 高嶺土，高速攪拌20min 后，在室溫下密閉養(yǎng)護(hù)24h） 。四、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程中用目視比色法觀察絮凝劑的凈水現(xiàn)象和作用效果，以表格形式記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。1. 單獨(dú)使用混凝劑，測定實(shí)驗(yàn)條件下凈化污水所需混凝劑的最適宜濃度。2. 單獨(dú)使用助凝劑，測定實(shí)驗(yàn)條件下助凝劑的最適宜使用濃度。3. 助凝劑配合混凝劑使用，確定在助凝劑存在下混凝劑的最適宜濃度。五數(shù)據(jù)處理計(jì)算凈化污水所用混凝劑和助凝劑的

36、最適宜質(zhì)量濃度（用 mg/L 表示） 。六實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1. 分別說明混凝劑和助凝劑的作用機(jī)理。2. 為何混凝劑和助凝劑都有最適宜的使用濃度？3. 若水中的懸浮物不是固體顆粒， 而是小油珠， 請問本實(shí)驗(yàn)用的絮凝劑是否有凈化水的作用 ?654321號編驗(yàn)實(shí)) 滴 盤 凝 混 入 加 獨(dú) 單象現(xiàn)驗(yàn)實(shí)錄記并察觀) 滴 盤 凝 助 入 加 獨(dú) 單象現(xiàn)驗(yàn)實(shí)錄記并察觀用使劑凝混合配劑凝助象現(xiàn)驗(yàn)實(shí)錄記并察觀j字簽1師老導(dǎo)指:期日驗(yàn)實(shí):者組同:級班:名姓錄記始原驗(yàn)實(shí)用應(yīng)的中理處水污在劑凝絮實(shí)驗(yàn)十 鉆井液綜合性能評價一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并結(jié)合課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，了解鉆井液的基本性能，學(xué)會鉆井液基本性能的測定方法。2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對給定鉆井液的性能進(jìn)行綜合評價。二實(shí)驗(yàn)原理鉆井液主要性能包括密度、流變性能、濾失造壁性能和潤滑性能、防塌性能和抗溫性能等，對這些綜合性能進(jìn)行評價，有利于對鉆井液整體性能做出綜合評判，便于進(jìn)一步改善鉆井液