油田化學(xué)復(fù)習(xí)題及答案-84701426571424257

1、-、名詞解釋。1 .鋁氧八面體：一個鋁原子與六個氧原子構(gòu)成的鋁原子在中間，氧原子在六個頂點(diǎn)的八面體結(jié)構(gòu)。2 .晶格取代：晶格中發(fā)生離子取代而晶體結(jié)構(gòu)不變。3 .速凝劑：縮短水泥漿凝固時間，加速硬化過程，可以縮短開鉆時間，減少失水，防止氣竄。4 .表面活性劑：少量存在就能降低水的表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。5 .乳狀液：一種液體以細(xì)小液滴分散在另外一種互不相溶的液體中所形成的分散體系，稱為乳狀液。6 .稠油：指在油層溫度下脫氣原油的粘度超過100MPa.S原油。7 .雙液法調(diào)剖：向油層注入由隔離液隔開的兩種可相互發(fā)生反應(yīng)的液體，當(dāng)將這兩種液體向油層內(nèi)部推至一定距離，隔離液將變薄至不起隔離作用，

2、而這兩種液體就可發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生封堵地層的物質(zhì)。8 .取代度：指在纖維素分子每個鏈節(jié)上有三個羥基，羥基上的氫被取代而生成醍的個數(shù)。也稱作醛化度。9 .凍膠：就是高聚物分子在外界條件作用下相互聯(lián)結(jié)而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙中填滿了液體。10 .油井結(jié)蠟：在采油過程中，由于地層溫度壓力降低以及輕質(zhì)烷燒的逸出，溶解在原油中的石蠟會以晶體的形式析出，并依附在油管壁、套管壁、抽油泵以及其它采油設(shè)備上，形成蠟沉積物。11 .臨界膠束濃度：表面活性劑形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。12 .注水井調(diào)剖：在注水井注入化學(xué)劑、降低高滲透層段的吸水量，從而相應(yīng)提高注水壓力，達(dá)到提高中、低滲透層段吸水量，

3、改善注水井吸水剖面，提高注入水體積波及系數(shù)，改善水驅(qū)狀況的方法。13 .聚合度：聚合物分子所含單體單元的數(shù)目稱為聚合度。14 .單體：合成高分子的原料稱單體。15 .表面活性劑HLB值：表面活性劑的親水能力與親油能力的平衡關(guān)系值，是一個相對的數(shù)值，HLB值越小，親油性越強(qiáng)；HLB值越大，親水性越強(qiáng)。16 .稠環(huán)芳香燒：有兩個或兩個以上的苯環(huán)分別共用兩個相鄰的碳原子而成的芳香煌。17 .交聯(lián)劑：能使線型高分子化合物產(chǎn)生交聯(lián)的物質(zhì)叫交聯(lián)劑。18 .單液法：指向油層注入一種液體，這種液體所帶的物質(zhì)或隨后變成的物質(zhì)可封堵高滲19 .透層或大孔道稱為單液法。20 .界面：相與相之間的接觸面。21 .波及

4、系數(shù)：驅(qū)油劑波及到的油層體積與整個油層體積之比。22 .滲透水化：由于濃度差引起的遠(yuǎn)程的粘土與水之間的作用。24.相：是指在沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同、成分相同的均勻物質(zhì)的聚集O25 .流度：是流體流過孔隙介質(zhì)能力的量度。它的數(shù)值等于孔隙介質(zhì)的有效滲透率與流體粘度的比值。26 .晶層：由于單元晶格的大小相近似，四面體片和八面體片很容易沿C軸迭合而成為同一的結(jié)構(gòu)層，這樣的結(jié)構(gòu)層稱為單元結(jié)構(gòu)層，簡稱晶層。27 .吸附：物質(zhì)在兩相界面上自動濃集（界面濃度大于體液濃度）的現(xiàn)象，稱為吸附。28 .堵漏劑：防止鉆井液漏失進(jìn)入地層，果木殼、云母、礦渣、DF-1（單向壓力封閉劑）。29 .潤滑劑：

5、lubricant:減少鉆具與井壁的摩擦阻力，降低扭矩，減少磨損和提高有效馬力，減少卡鉆風(fēng)險。動植物油改性。二、判斷正誤題。正確的用（T）表示，錯誤的用（F）表示。1 .粘土顆粒分散度越高，CEC值（陽離子交換容量）越大。（T）2 .水泥漿轉(zhuǎn)化為水泥石需經(jīng)過水化、凝結(jié)和硬化三個過程。（T）3 .CMC（竣甲基纖維素鈉鹽）可作水泥的降失水劑和促凝劑。（F）4,用Mw/Mn可表示聚合物的多分散性。（T）5 .酸化時用鹽酸是為了溶解粘土礦物。（F）6 .調(diào)剖和堵水的都可以解決油井出水問題。（T）7 .酸化時酸化過渡會引起油井出砂。（T）8 .單液法和雙液法堵水的工藝不同。（T）9 .離子交換吸附反應(yīng)

6、是同號離子之間相互交換。（T）10 .表面活性劑分子中同時存在易溶于水的親水基和易溶于油的親油基。（T）11 .高嶺石的基本結(jié)構(gòu)層是由一個硅氧四面體片和一個鋁氧八面體片結(jié)合而成，屬于1:1層型粘土礦物。（T）12 .乙醇、乙酸能使表面張力降低，所以可以做為表面活性劑使用。（F）13 .稠油是指在油層溫度下脫氣原油的粘度超過1000mPa-s的原油。（F）14 .水溶性表面活性劑是通過改變結(jié)蠟表面的性質(zhì)而起防蠟作用的。（T）15 .油溶性表面活性劑主要是改變蠟晶表面性質(zhì)而起防蠟作用。（T）16 .平均分子量和分子量分布是控制高聚物性能的重要指標(biāo)。（T）17 .膨潤土的主要成分是蒙脫石，因此膨潤土

7、也曾被定義為含有不少于85%蒙脫石的細(xì)顆粒粘土礦物。（T）18 .分散性降粘劑主要是高價陰離子，以天然聚合物改性產(chǎn)品為主，主要有丹寧類、木質(zhì)素磺酸鹽類等。（T）19 .常用的油井水泥緩凝劑有木質(zhì)素磺酸鈣（D13,150OC,0.1-1.5%）,CMHEC,高濃度的NaCl（可至飽和），纖維素（D8,0.05-0.5%）,羥基有機(jī)酸（D30,0.2%）（T）20 .對于HPAM，絮凝最佳的PH值是在78范圍。（T）21 .粘土表面的負(fù)電荷完全是由晶格取代產(chǎn)生的。（F）22 .鉆井液降濾失劑主要是用來維持鉆井液穩(wěn)定性的。（F）23 .LS（木質(zhì)素磺酸鹽）可作水泥的分散劑和緩凝劑。（T）24 .HL

8、B值是選擇表面活性劑的唯一依據(jù)。（F）25 .酸化時用氫氟酸是為了溶解粘土礦物。（T）26 .陽離子表面活性劑主要用作洗滌劑。（F）27 .沉淀法和HPAM選擇性堵水都是通過化學(xué)反應(yīng)堵塞水層起到堵水作用的。（F）28 .無機(jī)鹽類粘土防膨劑以鉀鹽防膨能力最好。（T）三、填空題。1、降濾失劑主要包括褐煤、CMC、瀝青。2、粘土表面所帶的電荷分為正電荷、可變負(fù)電荷、永久負(fù)電荷。3、表面活性劑分子的親油基碳鏈越長，相外吸引力越大，豆吸引力越小，溶it表面張力下降得越多。4、常用的平均分子量的表示方式有：數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量。5、油井水泥主要含有的幾種礦物是硅酸三鈣、硅酸二鈣、

9、鋁酸三鈣。6、燒堿主要用于調(diào)節(jié)鉆井液的PH值,或者與丹寧、褐煤等酸性處理劑一起配合使用，使其有效成分溶解發(fā)揮作用。7、木質(zhì)素磺酸鈉的主要作用是防止水泥過快凝結(jié)*長水泥漿稠化時8、粘土顆粒的幾種連接方式是面一面，邊一面,一一邊連接。9、粘土礦物的基本構(gòu)造單元是硅氧四面體、硅氧四面體片。10、最常見的三種粘土礦物分別為高嶺石、伊利石、蒙脫石。11、水泥漿轉(zhuǎn)化為水泥石需經(jīng)過水化、凝結(jié)和硬化三個過程。12、在相同濃度下，無機(jī)鹽類粘土防膨劑以鉀鹽防膨能力最好。13、粘土礦物的基本構(gòu)造單元是硅氧四面體、硅氧四面體片14、按鉆井液材料的化學(xué)性質(zhì)和組成分類,機(jī)處理劑、表面活性劑。15、表面活性劑形成膠束的最高

10、濃度稱為16、通常將鉆井液濾失量可分為三種類型,鉆井液可分為鉆井液原材料、無機(jī)處理劑、有臨界膠束濃度。分別為瞬時濾失量、靜態(tài)濾失量、動態(tài)濾失量。17、注水井調(diào)剖法通常分為兩種：單液法、雙液法18、HLB代表親水親油能力的平衡關(guān)系,HLB是一個相對值。通常將親油性強(qiáng)的油酸白HHLB值規(guī)定為1,而將親水性強(qiáng)的油酸鈉的HLB值規(guī)定為1819、硅酸鈉俗名水玻璃、泡花堿，分子式為Na2O.nSiO2,n稱為水玻璃的模數(shù)。n值在3以上的稱為中性水玻璃。20、結(jié)蠟分成三個階段析蠟階段、蠟晶長大階段、沉積階段。21、鋁氧八面體是一個鋁原子與六個氧原子構(gòu)成的鋁原子在中間，氧原子在六個頂點(diǎn)的八面體結(jié)構(gòu).四、寫出下

11、列表面活性劑的分子式，并指出表面活性劑的類型以及用途。1 .十六烷基磺酸鈉(1) CHCHjJuSOjNa答：陰離子型表面活性劑；用途:乳化劑；2 .對十四烷基苯磺酸鈉SO»N8答：陰離子型表面活性劑；用途：抑制腐蝕；陽離子型表面活性劑；用途:起泡劑;五、簡答題。1、在鉆井過程中鉆遇某一油層發(fā)生縮徑，經(jīng)分析該層巖石粘土礦物中含有蒙脫石65%伊利石20麻口高山I石15%請利用粘土礦物結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識予以解釋并提出你的解決方案。（20分）.答：粘度的礦物結(jié)構(gòu)：1. 高嶺石晶層構(gòu)造：一層T和一層O組成；所有的T的尖頂都朝著同樣的方向指向鋁氧八面體。Si-O四面體和Al-O八面體由共用的氧原子

12、連結(jié)在一起。這種礦物就是上述層片在C軸方向一層層地重疊，而在a、b方向無限延伸所形成。層與層之間有氫鍵，因而晶胞間聯(lián)結(jié)緊密，晶格底面距僅為7.2?。這就決定了高嶺石的性質(zhì)：陽離子交換容量小，35meq/g,水分不易進(jìn)入晶層中間，為非膨脹性粘土礦物，水化性能差，造漿性能不好。2. 蒙脫石晶體構(gòu)造：由兩層硅氧四面體片夾一層鋁氧八面體片組成。即TOT型。每個四面體頂端的氧都指向構(gòu)造層的中央，而與八面體共用。同高嶺石一樣，構(gòu)造單位沿a、b軸方向無限沿伸，同時沿c軸方向一層層重疊。由于晶胞兩邊均為氧，晶胞間以分子間作用力連接，晶胞間連接不緊密，水分子易進(jìn)入兩個晶胞間發(fā)生膨脹。水化分散性較好。3. 伊利石

13、伊利石晶體構(gòu)造同蒙脫石。但伊利石中硅氧四面體中有較多的硅被鋁取代，取代所缺的正電荷由處在相鄰兩個硅氧層之間的K+補(bǔ)償。因?yàn)镵+存在于晶層之間，并進(jìn)入相鄰氧層的孔穴中不易脫去，使晶胞間拉得很緊，水分不易進(jìn)入層間，也就不易發(fā)生膨脹。（K+離子的直徑為2.60?,而硅氧四面體所連成的六角氧環(huán)其內(nèi)切圓直徑為2.66?,二者相近。）由于該層巖石粘土礦物中含有蒙脫石65%伊利石20%F口高山|石15%蒙脫石的含量很高，巖層很容易水化膨脹，導(dǎo)致巖石中的粘土礦物體積增大，井眼空間體積縮小。這樣在鉆井的過程中就很容易發(fā)生縮徑。14分對于這種地層就要采取抑制粘土水化膨脹的措施?？杉尤霟o機(jī)鹽比如KCl,壓縮粘土顆粒

14、表面的雙電層，減少粘土顆粒表面雙電層斥力，從而起到抑制井眼縮徑發(fā)生。2、粘土防膨劑的類型，請舉出3種并說明其原理答：1.酸：無機(jī)酸HCl、NHSOH等和有機(jī)酸甲酸、乙酸等。原理：氫離子與粘土表面陽離子交換，使之轉(zhuǎn)化為氫土。而氫離子水化半徑小，易與粘土表面接近，壓縮了粘土表面擴(kuò)散雙電層，使粘土不易水化膨脹和分散。2、鹽：NaCl、KCl、NHCl、CaCl2等。機(jī)理：鹽在水中離解產(chǎn)生的陽離子吸附于粘土表面，使粘土表面的擴(kuò)散雙電層受到壓縮，負(fù)電性減弱，減少了粘土顆粒間的靜電斥力，從而使粘土膨脹受到抑制。K+和NH+防膨效果優(yōu)于其它陽離子。3 .多核羥橋絡(luò)離子：羥基鋁、羥基銘等三價或三價以上的金屬離

15、子如Al3+、Cr3+和Zr3+、個4+等在一定條件下，組成多核羥橋絡(luò)離子，具有很高的正電價，而且其結(jié)構(gòu)與粘土相似，所以能緊密地吸附在粘土表面上，有效地抑制粘土膨脹。4 .陽離子活性劑：主要是水溶于鏤鹽活性劑，如：季鏤鹽，口比咤鹽等。機(jī)理：陽離子活性劑可吸附于帶負(fù)電的粘土表面，中和粘土表面的負(fù)電荷，形成吸附層，抑制粘土膨脹。5 .陽離子聚合物：主要是能在水中解離出帶正電基團(tuán)的水溶性聚合物。機(jī)理：帶正電的聚合物多點(diǎn)吸附于粘土表面，中和負(fù)電荷，抑制粘土膨脹。3、FCLS有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：(1)由于鐵銘鹽分子中有磺酸基，F(xiàn)e2+和Cr3+與木質(zhì)素磺酸鹽又形成了較穩(wěn)定的螯合物，所以鐵銘鹽是一種抗鹽

16、、抗鈣的有效降粘劑；能用于淡水、海水和飽和鹽水鉆井液中，并可用于各種鈣處理鉆井液中(2)因?yàn)榉肿又谢撬峄牧蛟又苯优c碳原子相連，加上鐵和銘離子與木質(zhì)素磺酸之間有螯合作用(木質(zhì)素磺酸分子與金屬離子絡(luò)合時，一個分子同時有兩個官能團(tuán)與同一個離子絡(luò)合稱螯合)，所以鐵銘鹽的熱穩(wěn)定性很高，可以抗150c以上的高溫。(3)鐵銘鹽的水溶性決定于其磺化度，磺化度高，水溶性大。(4)對鉆井液有稀釋作用缺點(diǎn)：(1)使用時鉆井液的PH值要高，稀釋效果才更好，這是不利于井壁穩(wěn)定的。(2)使用時引起鉆井液發(fā)泡。(3)鐵銘鹽含重金屬銘，在制造和使用過程中造成環(huán)境污染，這與環(huán)境保護(hù)的要求是相違背的。由于這一原因，國內(nèi)外已經(jīng)

17、禁止使用鐵銘鹽。4、酸處理常用酸有哪些？試舉3種酸并說明其作用。答：主要有HCl、氫氟酸、土酸、氨基磺酸醋酸、甲酸，有機(jī)酸等(答出三種就可以)。鹽酸：用于清除各種鈣鹽、鐵鹽沉淀造成的近井地帶堵塞。氫氟酸：用于溶解粘土類堵塞物或膠結(jié)物，也可溶解砂巖中的硅質(zhì)物質(zhì)。其反應(yīng)如下。SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O;一般情況下，常將12%鹽酸與3%氫氟酸混合使用，稱為土酸。多用于砂巖酸化；氨基磺酸：NH2SO3H,固體粉末，可與Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等反應(yīng)生成可溶性氨基磺酸鹽。反應(yīng)類似于鹽酸，但溶解度較低。隨溫度升高，溶解度增加。常以固體棒狀投入注水井中或配成水溶液注入井中。碳酸：

18、用碳酸處理地層，可以溶解碳酸鹽；CaCO3+H2O+CO2=CaHCO3)2MgCO3+H2O+CO2=MgHCO3)2CaHCO3)2和MgHCO3)2溶于水，隨水流走，從而提高了地層滲透率。碳酸中的CO2可溶于油中，減少油的粘度，使油易于排出。甲酸、乙酸等有機(jī)酸：與碳酸鹽反應(yīng)生成溶于水的有機(jī)酸鹽。潛在酸：在一定條件下能夠產(chǎn)生酸的物質(zhì)。5、膨潤土的主要成分是什么？它在鉆井液中主要起何作用？答：膨潤土包括鈉膨潤土和鈣膨潤土，是配制水基鉆井液的基礎(chǔ)原料。其主要礦物成分是蒙脫石。膨潤土加人淡水或淡水鉆井液里，有下列一個或多種作用：提高井眼的清潔能力；減少水滲人或?yàn)V失到滲透性地層；形成低滲透率的薄泥

19、餅；在膠結(jié)不良的地層里，改善井眼的穩(wěn)定性；為了避免或克服井漏。6、試述純堿、燒堿在鉆井液中的作用和作用原理。答：純堿能通過離子交換和沉淀作用使鈣粘土變?yōu)殁c粘土：Ca-粘土+NaCMNsHF占±十CaCQ。從而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入適量純堿可使新漿的失水下降，粘度、切力增大。但過量的純堿要產(chǎn)生壓縮雙電層的聚結(jié)作用，反使失水增大。燒堿主要用于調(diào)節(jié)鉆井液的PH值，或者與丹寧、褐煤等酸性處理劑一起配合使用，使其有效成分溶解發(fā)揮作用。還可控制鉆井液中Ca2+濃度。作用機(jī)理：通過沉淀、中和、水解、絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，除去有害離子，控制PH值，使有機(jī)處理劑變成能起作用的溶解態(tài)，形成螫合

20、物等。7、試論述油井堵水劑的分類？HPAM屬于哪類堵水劑，其作用機(jī)理是什么？答：分為非選擇性堵水劑和選擇性堵水劑。非選擇性堵水：所用堵劑對水和油都沒選擇性，既可堵水，也可堵油。適用于堵單一水層或高含水層。選擇性堵水：適用于封堵不易用封隔器將它與油層分隔開的水層。選擇性堵劑利用油和水或油層和水層的差別達(dá)到選擇性堵水的目的。HPAM部分水解聚丙烯酰胺1） HPAM溶于水使用，能優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層；2）在水層，HPAM的-CONH2和-COOH可通過氫鍵吸附在地層表面而保留在水層；在油層，由于表面為油所覆蓋，所以HPAM不吸附在油層，也不易保留在油層。3）在水層，HPAM未吸附部分由于鏈節(jié)帶負(fù)電而向水中伸展，對水有較大的流動阻力，起到堵水作用。若水層中有油通過，由于HPAM不能在油中伸展，因此對油的流動阻力很小。另外，HPAM可按含水飽和度的大小進(jìn)入地層，并按含水飽和度的大小調(diào)整地層對液體的