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

/目錄實(shí)驗(yàn)一六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)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(cè)定……………9實(shí)驗(yàn)五鉆井液中膨潤土含量的測(cè)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(píng)價(jià)……………………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(cè)泥漿的流變曲線一.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(duì)應(yīng)流變參數(shù)的計(jì)算方法。2．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,弄清各種模式的特點(diǎn).二.實(shí)驗(yàn)原理1．旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)工作原理電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外筒旋轉(zhuǎn)時(shí),通過被測(cè)液體作用于內(nèi)筒上的一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使與扭簧相連的內(nèi)筒偏轉(zhuǎn)一個(gè)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(duì)液體粘度的測(cè)量就轉(zhuǎn)換為內(nèi)筒的角度測(cè)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(cè)流變曲線，這樣，只需要確定兩個(gè)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:=η·D賓漢模式反映的是塑性液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:=0+ηp·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·lgD卡森模式反映的是一種理想液體,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: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。三．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；①刻度盤對(duì)零.若不對(duì)零,可松開固定螺釘調(diào)零后在擰緊.②檢查同心度.高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，外筒不得有偏擺。③內(nèi)筒底與杯距不低于1.3cm。2.校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)①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(duì)齊，擰緊托盤手輪。②迅速從高速到低速依次測(cè)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)￠．要求:?600＝2。０格，?300＝1。0格。3．把水換成待測(cè)泥漿，重復(fù)２。4。繼續(xù)測(cè)量靜切力,方法是在６０0rpm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(dòng)之,注意讀取刻盤的最大值。再重新在600rpm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×?３Pa．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(shí)不需要再調(diào)零。五.實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的使用方法.2.檢查和校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。3.測(cè)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(duì)應(yīng)關(guān)系:Ｄ＝1。7０3×n泥漿剪切應(yīng)力與粘度計(jì)讀數(shù)?對(duì)應(yīng)關(guān)系：=0。511?．ηa=?60０（ｍＰａ.s）；ηp=?600—?300(ｍPa。ｓ)0=0.511（2?30０-?600)（Pa)“六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)泥漿的流變曲線”原始數(shù)據(jù)記錄表姓名:班級(jí):同組者：實(shí)驗(yàn)老師:實(shí)驗(yàn)日期：粘度計(jì)轉(zhuǎn)速n（ｒｐｍ）６003０02０010０6３剪切速率Ｄ（ｓ)1０２2５１1３４０1７0１0５粘度計(jì)讀數(shù)?（格）靜切力測(cè)定：鉆井液靜止1分鐘粘度計(jì)3rpm下的讀數(shù)：鉆井液靜止10分鐘粘度計(jì)3rpｍ下的讀數(shù)：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(chǎng)測(cè)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(cè)定儀一臺(tái)2．漏斗粘度計(jì)一個(gè)3。密度計(jì)一個(gè)4.秒表一只５．５0０ml、100０ｍl泥漿杯各一個(gè)６.PH試紙一盒7.２0ｍl量筒２個(gè)，待測(cè)泥漿1000ml8。GJ—I高攪機(jī)一臺(tái)四。儀器使用要點(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(dòng)游碼,是水平泡與中間兩根紅線相切，游碼左側(cè)邊線所對(duì)刻度,即為該泥漿的密度（ρ/cm3）.校正方法:測(cè)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(cè)完樣品都要把刀口住置于刀架上,保護(hù)好刀刃.每測(cè)完樣品都要洗凈干泥漿杯。２、ZNＮ型漏斗粘度計(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(shí)間,即為泥漿的粘度（秒).校正方法：20℃左右時(shí)，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(cè)量時(shí),漏斗應(yīng)垂直放好。３.打氣筒失水儀①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(shí)針轉(zhuǎn)減壓閥，直到壓力表讀數(shù)為0。7MPa.②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(shí)針轉(zhuǎn)放空閥，當(dāng)壓力表指針開始下降或有進(jìn)氣聲時(shí)及時(shí)打氣,使壓力保持為0．７MPa，見第一液滴時(shí)開始計(jì)時(shí).記錄７.5分鐘時(shí)鉆井液流出的濾液量,取開量筒，順時(shí)針轉(zhuǎn)放空閥，把泥漿杯中余氣放盡,取下泥漿杯。假設(shè)瞬時(shí)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(cè)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(duì)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(dòng)攪拌器充分?jǐn)嚢枘酀{約10分鐘。3.測(cè)量泥漿常規(guī)性能?！俺Ｓ肁PＩ泥漿儀器的使用”原始數(shù)據(jù)記錄表姓名:班級(jí):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/cm3）漏斗粘度(s）ＡＰI濾失量（ｍl）泥餅厚度（ｍm）ＰＨ數(shù)據(jù)平行差實(shí)驗(yàn)三鉆井液鈣侵及處理一．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(huì)鈣侵鉆井液性能的調(diào)整二．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ξ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(shí)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(shì)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，從而使鉆井液性能得到改善。三．儀器、藥品儀器:ZNN－D6粘度計(jì)一臺(tái)；臺(tái)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(cè)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(cè)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＝1:1～１:2（重量比）丹寧堿液濃度=１／1０～1／15五.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1。將所得數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果整理列表.2．給出鉆井液粘度、動(dòng)切力以及失水隨石灰加量的變化曲線并簡(jiǎn)要解釋。實(shí)驗(yàn)四鉆井液中固相含量的測(cè)定一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握固相含量測(cè)定儀的操作方法。２.學(xué)會(huì)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(cè)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(cè)定儀；電動(dòng)攪拌器；臺(tái)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?。?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(shí)間。通電約3~5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(shí)可加入1~3滴破乳劑。油、水體積分別以V油、V水表示。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杯+固（克）。注意事項(xiàng)：１．操作時(shí)蒸餾器必須豎直.2。蒸餾時(shí)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:固相含量體積百分含量（W杯＋漿－Ｗ杯）×1０（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=２．4~2.6.實(shí)驗(yàn)五鉆井液中膨潤土含量的測(cè)定一。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)用亞甲基蘭測(cè)定鉆井液中膨潤土含量的方法,并了解其測(cè)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(shí),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(shí)亞甲基蘭褪色，只有當(dāng)溶液中有游離的亞甲基蘭時(shí)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(gè);２ml注射器一支;洗瓶一個(gè)；電爐一個(gè);玻璃、濾紙等.藥品：０．01Ｎ亞甲基蘭水溶液；H2O2（3％）；5NH2SＯ4四．實(shí)驗(yàn)步驟1．用不帶針頭的注射器準(zhǔn)確?。瞞l鉆井液放入三角瓶中,加１０ml蒸餾水。1５mlH２O2(3％)和０．5ml5NH2SＯ４。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的毫升數(shù)Ｖ亞。注：若所測(cè)漿中無有機(jī)處理劑，不需要H2ＳO4和H2O2，也不需要加熱。五。結(jié)果處理鉆井液膨潤土含量=××1000=1。4３×（克/100ml鉆井液）六．思考題為什么要加入H2Ｏ2溶液和H２SO4?為何當(dāng)綠蘭色圈出現(xiàn)后再攪拌兩分鐘色圈可能消失？根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所測(cè)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一。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(huì)用不穩(wěn)定系數(shù)法確定使原油乳化的最佳堿濃度范圍。二.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),生成表面活性物質(zhì)：這些表面活性物質(zhì)可使原油乳化形成水包油（O/w）乳狀液.水包油乳狀液的形成與穩(wěn)定性對(duì)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(duì)原油乳化作用的重要因素。堿濃度低時(shí)，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,同時(shí)，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:(６-1）式中：—不穩(wěn)定系數(shù)，ml；-乳化體系分出水體積與時(shí)間的變化函數(shù)；—乳化體系靜止分離的時(shí)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.三.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、蒸餾水.四。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0.0、１.0×1０—4、2。５×10-4、５×10-４、１.０×１0－３、4。0×10-3、5。0×1０—3、8.０×10-３、1．0×10—2、2.０×１0－２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(shí)開始計(jì)時(shí),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。五。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)紙上繪制分出水的體積與時(shí)間的關(guān)系（V—ｔ）曲線,注意每個(gè)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(shí)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：(６-2）2。繪制USＩ-ω（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(duì)堿與原油的乳化作用有何影響？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。堿在原油乳化中的作用實(shí)驗(yàn)原始記錄姓名:班級(jí):同組者:實(shí)驗(yàn)日期：指導(dǎo)教師(簽字)：分出水體積隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)VmltminVmltminVmltmｉnVｍltminVmltｍｉnＶmltmiｎＶmltminVｍltmiｎＶmltmiｎVmltminω（NaOH）時(shí)間及分出水的體積USI/ml實(shí)驗(yàn)七堵水劑的制備與性質(zhì)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?學(xué)會(huì)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(jiǎn)稱堵水劑),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(dòng)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(shí)間和凍膠強(qiáng)度。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(gè)體系失去流動(dòng)性時(shí)，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?；罨瘎┦侵缚墒顾Ａ茸兂扇苣z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（如溫度、pH值和硅酸含量)下,在一定時(shí)間內(nèi)膠凝。評(píng)價(jià)硅酸凝膠堵水劑常用兩個(gè)指標(biāo)，即膠凝時(shí)間和凝膠強(qiáng)度。膠凝時(shí)間是指硅酸體系自生成至失去流動(dòng)性的時(shí)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→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粒可以在多孔介質(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）三。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(gè)１00ml燒杯,用量筒各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5×10-3的聚丙烯酰胺水溶液２5ml,其中一個(gè)燒杯中滴加6滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×10－2的鹽酸，另一燒杯中滴加4滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１×10—２的NaOH，攪拌均勻，用廣泛pH試紙測(cè)定三個(gè)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5×10-３的ZrOCl2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(shí)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(shí)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.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１×１０－2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1×10-３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(duì)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酸凝膠還是酸性硅酸凝膠,解釋原因。水玻璃—氯化鈣沉淀型堵劑堵水劑的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)原始記錄姓名:班級(jí):同組者:試驗(yàn)日期：指導(dǎo)教師(簽字):粘土—HＰAM絮凝體堵劑絮凝情況加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×10－3的HPＡM（ml）硅酸凝膠堵劑項(xiàng)目凝膠強(qiáng)度（排序）膠凝時(shí)間(min)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０。1的HCI（滴）鋯凍膠堵劑項(xiàng)目凍膠強(qiáng)度（是否挑起)成凍時(shí)間(min)pＨ值加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×10－2的HCl或ＮaＯH（滴）堵劑類型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)八金屬的緩蝕一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握一種測(cè)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。二．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↑+2Cl—+)電池反應(yīng)：Ｆe+2HCl→FeCl2＋H2↑為了減小酸性介質(zhì)對(duì)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(如丁炔醇）兩類。為了定量地表示緩蝕劑的緩蝕作用，可以測(cè)定鋼鐵在加與不加緩蝕劑的介質(zhì)中的腐蝕速度。在測(cè)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(cè)定鋼鐵腐蝕速度時(shí),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(shí)間,再稱它的質(zhì)量，求得失量，即可按式８—1計(jì)算鋼鐵的腐蝕速度。(8-1）式中：-腐蝕速度，g/(ｍ2·h）；—試片的失量,ｇ；—試片的表面積，m2;—腐蝕時(shí)間，h。緩蝕劑的緩蝕率按式1－2計(jì)算。緩蝕率=(1-2）式中：—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、鑷子、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、丁炔醇、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)卡尺測(cè)量它的長、寬、厚和圓孔直徑。2.將試片在1?1的丙酮-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(hào)準(zhǔn)確稱取質(zhì)量。3。取4個(gè)50mｌ具塞試管,各加入30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的鹽酸,第一個(gè)試管中加入２ml蒸餾水,第二個(gè)試管中加入2ｍl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．１２5的甲醛，第三個(gè)試管中加入2ｍｌ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.125的丁炔醇，最后一個(gè)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的丁炔醇,蓋好瓶塞搖勻備用。4.將稱好質(zhì)量的試片用鑷子小心放入上述試管中，準(zhǔn)確記錄加入的時(shí)間和室溫。注意觀察氣泡從試片表面析出的速度。0.5ｈ后，用鑷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１?1的丙酮—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(duì)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。金屬的緩蝕實(shí)驗(yàn)原始記錄姓名：班級(jí)：同組者：實(shí)驗(yàn)日期:指導(dǎo)教師（簽字）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象腐蝕后質(zhì)量（g）腐蝕前質(zhì)量（g）孔徑(m）厚（ｍ）寬(m)長(m）試片編號(hào)項(xiàng)目緩蝕劑不加緩蝕劑甲醛丁炔醇甲醛+丁炔醇實(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，起到羥基鋁、羥基鋯同樣的作用?；炷齽┎⒎怯玫迷蕉嘣胶?。因混凝劑使用濃度過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(duì)它失去聚沉作用。因此,混凝劑的使用應(yīng)有一個(gè)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(gè)最適宜的濃度.三．實(shí)驗(yàn)儀器、藥品與材料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(cè)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(cè)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(qǐng)問本實(shí)驗(yàn)用的絮凝劑是否有凈化水的作用?絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原始記錄姓名：班級(jí):同組者：實(shí)驗(yàn)日期:指導(dǎo)老師(簽字)：6#5＃4＃3#2#１＃實(shí)驗(yàn)編號(hào)單獨(dú)加入混凝劑（滴）觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象單獨(dú)加入助凝劑(滴）觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象助凝劑配合混凝劑使用觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)十鉆井液綜合性能評(píng)價(jià)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(huì)鉆井液基本性能的測(cè)定方法。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)給定鉆井液的性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。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(duì)這些綜合性能進(jìn)行評(píng)價(jià),有利