特殊油氣井化學(xué)工作液

前言

油田化學(xué)是近幾十年發(fā)展起來的一個交差學(xué)科，針對油氣田開發(fā)、生產(chǎn)過程中的化學(xué)問題，涉及石油鉆井、固井、完井、油氣增產(chǎn)的酸化、壓裂、提高采收率等各方面，是化學(xué)和石油工程結(jié)合的特殊學(xué)科。石油開發(fā)中的泥漿工程師、固井工程師、采油工程師、井下作業(yè)工程師都要具備油田化學(xué)知識。油田化學(xué)已經(jīng)是油氣田開發(fā)、生產(chǎn)中必需的知識，也是保證油氣正常生產(chǎn)的技術(shù)。隨著石油化工的發(fā)展，一些高性能，專用性的高分子材料、表面活性劑和無機材料相繼問世，高分子工業(yè)、表面活性劑工業(yè)和無機材料有了突飛猛進的發(fā)展。由于這些材料具有多種應(yīng)用功能，在原油勘探開發(fā)（鉆井、固井）、油井增產(chǎn)、提高采收率、稠油開采輸送、石油工程材料保護、油田環(huán)境治理中都是必不可少的化學(xué)品。 目前油田化學(xué)方面的叢書很少，為此我們編寫了《油田化學(xué)叢書》。本套叢書在高分子、表面活性劑、石油地質(zhì)及開發(fā)知識的基礎(chǔ)上，介紹了高分子材料、表面活性劑和無機材料在石油工程各環(huán)節(jié)中應(yīng)用研究的最新進展，由西南石油大學(xué)油田化學(xué)教研室組織編寫。作者根據(jù)多年來在高分子材料、表面活性劑和無機材料及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷的探討，將相關(guān)的研究工作和心得融合在書中。本叢書包括《油田用聚電解質(zhì)的合成及應(yīng)用》、《油田化學(xué)品的制備及現(xiàn)場應(yīng)用》、《表面活性劑及其在石油工程中的應(yīng)用》和《特殊油氣井化學(xué)工作液》四冊。分別介紹了鉆井、固井、完井、酸化、壓裂、提高采收率等方面用離子型聚合物的合成、應(yīng)用、特性、作用機理；油田化學(xué)品的主要制備方法，油氣田鉆井、固井、酸化、壓裂、堵水調(diào)剖、化學(xué)驅(qū)油、防垢除垢、腐蝕與保護、集輸和水處理方面化學(xué)品的制備及現(xiàn)場應(yīng)用方法；表面活性劑在石油工程各環(huán)節(jié)中應(yīng)用研究的最新進展；改善工作液材料、處理劑及工作液配方在固井、酸化、壓裂、三次采油等方面的應(yīng)用。本套叢書可作為油氣田應(yīng)用化學(xué)、石油工程、油氣田材料工程學(xué)等學(xué)科的本科高年級學(xué)生、研究生課外閱讀書籍，也可作為相關(guān)油田化學(xué)工程技術(shù)人員和油田化學(xué)助劑生產(chǎn)單位技術(shù)人員參考用書。西南石油大學(xué)油田化學(xué)教研室2012年2月特殊油氣井的地層構(gòu)造、油氣儲層條件及油氣物性較常見油氣井有一定的差異，因此鉆采工藝、鉆采設(shè)備對入井化學(xué)工作液的施工性能在某些方面有特定要求。這類工作液體系稱為“非常規(guī)工作液體系”，是國內(nèi)外原油開采研究和應(yīng)用的熱點。特殊油氣井化學(xué)工作液體系是適用于高溫低溫、高壓低壓、高滲低滲、高含鹽或鹽膏層、泥頁巖、泥質(zhì)灰?guī)r、溶洞或裂縫發(fā)育儲層、稠油等不勝枚舉的井況施工工作液體系。隨著近十年來對油氣開采的安全、環(huán)境保護、儲層保護工作的開展，特殊油氣井化學(xué)工作液體系更凸顯其重要性。目前我國石油工業(yè)在該領(lǐng)域的應(yīng)用以經(jīng)驗為主，理論研究、材料研究和可供應(yīng)用的化學(xué)劑研究尚不充分。本書作者在部分總結(jié)同行工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)長期對改善工作液材料、處理劑及工作液配方等應(yīng)用，在固井、酸化、壓裂、三次采油等方向進行了一系列的探討。由于地層構(gòu)造、油層及流體物理化學(xué)性質(zhì)和鉆采工藝技術(shù)的復(fù)雜性，本書的不足之處在所難免，敬請讀者熱心指正。本書是油田化學(xué)叢書之一，第1章由陳大鈞教授編著，第2、3章由陳馥教授編著，第4章由韓利娟副教授、葉仲斌教授編著。本書經(jīng)西南石油大學(xué)羅平亞院士、化學(xué)化工學(xué)院葉仲斌院長、四川大學(xué)余孝其教授仔細審閱和修改。研究生李競、焦利賓、余志勇、侯凡、熊俊杰等參與了收集整理資料工作，在此一并感謝。本書可作為油氣田應(yīng)用化學(xué)、石油工程、油氣田材料工程學(xué)等學(xué)科的大專院校師生課外閱讀書籍，也可供相關(guān)油田化學(xué)研究人員，工程技術(shù)人員和油田化學(xué)助劑生產(chǎn)單位技術(shù)人員參考。編者2012年2月

內(nèi)容概要

　　《油田化學(xué)叢書：特殊油氣井化學(xué)工作液》介紹了特殊油氣井化學(xué)工作液，包括特殊油氣井固井水泥漿、壓裂液、酸化液及三次采油中的調(diào)剖、驅(qū)油體系。書中對化學(xué)助劑、入井材料、研究方法、入井施工工藝技術(shù)等都作了詳盡描述。內(nèi)容豐富、實驗可靠、資料詳實。部分觀念對傳統(tǒng)專業(yè)經(jīng)驗有一定的補充和修正，可供石油行業(yè)廣大油氣田化學(xué)研究和施工人員、大專院校師生及油氣田化學(xué)助劑生產(chǎn)廠家、公司及其技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 特殊油氣井固井水泥漿體系
1.1 低密度水泥漿體系
1.1.1 引言
1.1.2 漂珠低密度水泥
1.1.3 粒徑及顆粒級配
1.2 抗高溫蒸汽作業(yè)水泥體系
1.2.1 意義
1.2.2 外滲材料研究
1.2.3 外加劑研究
1.2.4 水泥體系及評價
1.3 含鹽水泥漿體系
1.3.1 含鹽水泥漿
1.3.2 鹽水?聚合物體系對鹽膏層的沖刷實驗
1.4 防氣竄水泥漿體系
1.4.1 氣竄及防氣竄原理和工藝措施
1.4.2 防氣竄水泥漿體系
1.5 抗腐蝕水泥漿體系
1.5.1 CO2和H2S的腐蝕機理
1.5.2 提高水泥石保護能力的方法
1.5.3 外加劑的選擇
1.5.4 抗腐蝕性能531.6 纖維水泥體系
1.6.1 纖維水泥的作用
1.6.2 纖維水泥增塑原理
1.6.3 纖維材料
1.6.4 增塑劑的研制
1.6.5 纖維水泥現(xiàn)場應(yīng)用
參考文獻
第2章 特殊油藏酸化液體系
2.1 概述
2.2 膠凝酸前置液酸壓技術(shù)
2.2.1 膠凝酸液體系
2.2.2 膠凝酸前置液酸壓原理
2.2.3 膠凝酸體系性能
2.2.4 現(xiàn)場應(yīng)用
2.3 微乳化酸酸化技術(shù)
2.3.1 微乳酸液體系
2.3.2 微乳酸深部酸化機理
2.3.3 微乳酸性能
2.3.4 現(xiàn)場應(yīng)用
2.4 泡沫酸酸化技術(shù)
2.4.1 泡沫酸液體系
2.4.2 泡沫酸酸化原理
2.4.3 泡沫酸性能
2.4.4 現(xiàn)場應(yīng)用
2.5 清潔自轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)
2.5.1 清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系
2.5.2 自轉(zhuǎn)向原理
2.5.3 清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系
2.5.4 現(xiàn)場應(yīng)用
2.6 多氫酸酸化技術(shù)
2.6.1 多氫酸液體系
2.6.2 多氫酸酸化原理
2.6.3 多氫酸體系
2.6.4 現(xiàn)場應(yīng)用
參考文獻
第3章 特殊油氣藏壓裂液體系
3.1 常規(guī)壓裂液
3.1.1 天然植物膠壓裂液
3.1.2 纖維素衍生物壓裂液
3.1.3 合成聚合物壓裂液
3.2 超分子聚合物壓裂液
3.2.1 疏水締合水溶性聚合物締合機理
3.2.2 疏水締合聚合物的一般合成方法
3.2.3 疏水締合水溶性聚合物壓裂液優(yōu)點
3.2.4 適用地層
3.3 酸性壓裂液
3.3.1 酸性壓裂液優(yōu)點
3.3.2 適用地層
3.3.3 現(xiàn)場施工
3.4 低分子聚合物壓裂液
3.4.1 低分子聚合物壓裂液特點
3.4.2 適用地層
3.4.3 室內(nèi)研究和現(xiàn)場施工
3.5 泡沫壓裂液
3.5.1 泡沫壓裂液的組成
3.5.2 二氧化碳泡沫壓裂的增產(chǎn)作用機理
3.5.3 適用地層
3.5.4 現(xiàn)場應(yīng)用
3.6 清潔壓裂液
3.6.1 清潔壓裂液形成機理
3.6.2 清潔壓裂液的特點
3.6.3 清潔壓裂液的流變性能和應(yīng)用性能
3.6.4 適用地層
3.6.5 清潔壓裂液的現(xiàn)場施工工藝及應(yīng)用情況
3.7 CO2混相VES泡沫壓裂液
3.7.1 CO2混相VES泡沫壓裂液形成機理
3.7.2 CO2混相VES泡沫壓裂液室內(nèi)研究
3.7.3 適用地層1463.8 油基壓裂液
3.8.1 稠化油壓裂液
3.8.2 油基凍膠壓裂液
3.8.3 油基壓裂液基本特點
3.8.4 適用地層
3.8.5 油基壓裂液的配制施工工藝
3.9 清水壓裂
3.9.1 清水壓裂特點
3.9.2 清水壓裂的增產(chǎn)機理
3.9.3 清水壓裂與凍膠壓裂的不同點
3.9.4 清水壓裂的優(yōu)點
3.9.5 清水壓裂的缺點
3.9.6 清水壓裂適應(yīng)性
3.9.7 清水壓裂基本工藝設(shè)計
3.9.8 清水壓裂技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用
3.9.9 混合清水壓裂153參考文獻
第4章 提高采收率用化學(xué)劑
4.1 聚合物驅(qū)油用化學(xué)劑
4.1.1 原油采收率及影響因素
4.1.2 聚合物驅(qū)油原理
4.1.3 用于提高采收率的聚合物
4.1.4 高溫高鹽油藏化學(xué)驅(qū)用聚合物
4.1.5 聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)在渤海綏中36-1油田的應(yīng)用
4.2 表面活性劑驅(qū)油用化學(xué)劑
4.2.1 表面活性劑驅(qū)油原理
4.2.2 驅(qū)油用表面活性劑186參考文獻
附錄11#微乳酸粒徑分布圖
附錄22#微乳酸粒徑分布圖
附錄33#微乳酸粒徑分布圖

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   （4）粉煤灰 粉煤灰的化學(xué)成分是以SiO2、Al2O3為主，并含有少量Fe2O3、CaO、Na2O、K2O和SO3等。活性主要來自活性SiO2（玻璃體SiO2）和活性Al2O3（玻璃體Al2O3）在一定堿性條件下的水化作用。粉煤灰是以顆粒形態(tài)存在的，且這些顆粒的礦物組成、粒徑大小、形態(tài)各不相同。人們通常將其形狀分為珠狀顆粒和渣狀顆粒兩大類。 粉煤灰在常溫，特別是在水熱處理條件下，與氫氧化鈣或其他堿土金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強度和耐久性的材料。依靠自身密度低于水泥并有一定活性可以部分替代水泥，可增加配置水泥漿的用水量，但受其密度和水泥漿性能的影響，摻量及用水量是有限的，因此粉煤灰降低水泥漿密度是有限的。 （5）火山灰、膨潤土、珍珠巖火山灰由巖石、礦物、火山玻璃碎片組成，是細微的火山碎屑物。火山的固態(tài)及液態(tài)噴出物經(jīng)急冷而一定程度上保持部分內(nèi)能而具有活性，火山灰的量最多，分布最廣，它們常呈深灰、黃、白等色，堆積壓緊后成為凝灰?guī)r?；鹕交抑写嬖谥欢〝?shù)量的活性二氧化硅、活性氧化鋁等活性組分。這些活性組分與氫氧化鈣反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣或水化硫鋁酸鈣等反應(yīng)產(chǎn)物。 膨潤土具有很強的吸濕性，能吸附相當(dāng)于自身體積8～20倍的水而膨脹至30倍；在水介質(zhì)中能分散成膠體懸浮液，并具有一定的黏滯性、觸變性和潤滑性，它和泥沙等的摻和物具有可塑性和黏結(jié)性，有較強的陽離子交換能力和吸附能力。灼燒膨潤土后急冷磨細，亦稱為人工火山灰，具有一定活性。 珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，因其具有珍珠裂隙結(jié)構(gòu)而得名，膨脹珍珠巖是經(jīng)過高溫灼燒、膨脹急冷后形成的，因此其粉末具有很高的活性。珍珠巖的主要成分也是SiO2，具有很強的吸水性能。 這三種物質(zhì)都能通過適當(dāng)增加用水量從而達到降低水泥漿體系密度的目的。 （6）促凝劑 在早強低密度水泥漿體系中，一方面由于該水泥漿體系的水固比較大使其早期抗壓強度較低；另一方面為了使水泥漿具有較長的稠化時間而加入了一定的緩凝劑，使得水泥石的早期抗壓強度進一步降低，為了使水泥石在短期內(nèi)具有較高的早期抗壓強度，必須在水泥漿中加入一定的促凝劑。

編輯推薦

《特殊油氣井化學(xué)工作液》可作為油氣田應(yīng)用化學(xué)、石油工程、油氣田材料工程學(xué)等學(xué)科的本科高年級學(xué)生、研究生課外閱讀書籍，也可作為相關(guān)油田化學(xué)工程技術(shù)人員和油田化學(xué)助劑生產(chǎn)單位技術(shù)人員參考用書。

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