油田化学基本知识和概念,提 纲,一、油田化学室的主要任务和职责 二、油田化学研究的主要内容和助剂分类 三、油水分析和油田化学剂的 四、油田化学剂的管理 五、各类油田助剂性质概述 六、各类油田助剂有害成分概述,一、油田化学室的主要任务和职责,采油工艺研究所油田化学室的主要任务就是对原油生产过程中出现的一些与油田化学有关的问题，利用油田化学的方法和思路，通过对形成原因和机理的研究，利用油田化学剂及其他相关化学手段进行预防和解决，确保原油生产工作正常开展。 1、油田化学室目前的岗位设置 目前油田化学室主要岗位设置有：油田化学岗、油水检测岗，环境检测岗，标准溶液和资料岗。 2、岗位职责及任务 油田化学岗：解决影响原油生产过程中的瓶颈问题，评价、优选、引进适应性强、效能高、价格低的油田化学剂，解决在钻井、,一、油田化学室的主要职责和任务,采油、集输等各个环节的化学问题，同时要对油田化学剂的安全使用、费用等进行监督和管理，确保安全、平稳、高效运行。 油水检测岗：负责对我厂及其周边地区的新投井油水试油样、我厂部分不正常油井油水样、每年一次的全厂水质工作大调查等水样进行物化性能分析，并对现场提出指导性意见。 环境检测岗：负责对全厂的污水定期进行检测；对生活及工作区的噪声源进行检测，对伤害等级进行评价，对于噪声超标的地方提出整改和治理意见；对排放的废水、废气和废渣进行无害化评价，确保不污染环境，达标排放。由于目前缺乏环境检测设备，环境检测部分职能没有落实，07年已经将设备需求计划上报相关部门,一、油田化学室的主要职责和任务,争取08年能正常开展这部分工作。 标准溶液及资料岗：负责本室及全厂各种溶液的配置和标定工作，对油水检测数据进行整理，形成报告。 油田化学室还担负着作业区各项化验工作的培训和技术支撑。从上面的岗位划分和职责定位来看，油田化学工作是全室工作的核心，是重点、是与我们生产联系最紧密，最直接的一项工作。,油田化学是与钻井工程、油气田开采工程（包括采油工程和油藏工程）、集输工程等诸多工程学之间的边缘科学，油田化学所要解决的问题是这些工程学提出的，因此，油田化学与这些工程学紧密联系。 油田化学的一个主要任务是改造油层，因此，油田化学与油田地质学、流体力学和渗流力学紧密联系。,二、油田化学研究的主要内容和助剂分类,二、油田化学研究的主要内容和助剂分类,1、油田化学研究的内容：,油田化学是由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成。这些部分构成了油田化学的研究对象。 油田化学研究的内容主要包括三个方面： 研究钻井、采油和原油集输等过程中存在问题的化学本质。 研究解决问题所使用的化学剂。 研究各种化学剂的作用机理和协同效应。 2、油田化学的基础知识和主要方法 利用油田化学解决问题时，所应用到的化学知识有：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、表面化学、高分子化学、胶体化学等，这些学科是支撑油田化学的基础。,二、油田化学研究的主要内容和助剂分类,表面活性剂和高分子聚合物是解决油田化学问题最常用的两类化学剂。 3、油田化学剂的分类 依据石油天然气行业标准，油田化学剂分为六大类： (1)、通用化学剂 (2) 、钻井用化学剂（分为钻井液用化学剂、固井水泥用化学剂） (3) 、采油用化学剂（分为酸化用化学剂、压裂用化学剂、采油用其他化学剂） (4) 、提高采收率用化学剂 (5) 、油气集输用化学剂 (6) 、水处理用化学剂。,二、油田化学研究的主要内容和助剂分类,通俗一点的讲，我厂目前常用的油田化学剂可以分为2类： 一是一般通用型化学剂，包括采油增注剂、粘土稳定剂、工业用盐酸、土酸、强力除垢剂、高分子、入井措施液主体（包括酸化、压力、堵水、调剖等）；二是表面活性剂，具体有措施入井液添加剂、驱油用表面活性剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、助凝剂、絮凝剂、原油破乳脱水剂、清防蜡剂、原油降粘剂，泡排剂等。 我们经常提到的油田助剂通常是指表面活性剂，但在日常管理中考虑费用时也把部分一般化学剂也考虑进去，比如减租增注剂和粘土稳定剂。,4、油田化学工作开展的基本思路： 针对油田生产中的有关油田化学问题-化学原理分析-一作用机理研究-般化学剂筛选、特殊化学剂合成-油田化学剂使用-效果分析-油田化学剂改进-油田化学剂再使用，如此周期性循环和提高。 石油工业的发展，促进和带动了油田化学学科的发展，同时，油田化学的发展，推动了勘探开发技术水平和经济效益的提高。,二、油田化学研究的主要内容和助剂分类,1、地面原油常规分析项目、仪器、方法,原油常规分析项目主要有密度、粘度、凝固点、含蜡、胶质和沥青质、硫含量、族组成、析蜡点、屈服值、机械杂质、含盐量、水含量、酸值、饱和蒸汽压、闪点（开口、闭口）、比热、爆炸极限、实沸点蒸馏、微量元素（Ni、V、As、Pb、Cu、Fe）、元素（C、H、N）等，根据油田开发、集输设计、矿场加工、地面建设、外输等目的的不同，内容有所增减。 原油采样采用GB/T4756石油和液体石油产品取样法（手工法）。,三、油水分析和油田化学剂的评价,（1） 密度 国标规定的原油密度的测定方法有三种，分别为GB/T1884石油和液体石油产品密度测定方法（密度计法），GB/T13377石油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法（毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法）、GB/T2540石油产品密度测定方法（比重瓶法）。在原油常规分析中主要用密度计法。,三、油水分析和油田化学剂的评价,（2） 粘度 原油运动粘度的测定方法主要有：GB/T265石油产品运动粘度测定法及粘度指数计算法，GB/T深色石油产品运动粘度测定法（逆流法）及粘度指数计算法，SY/T0520原油粘度测定旋转粘度计平衡法。国内石油系统普遍采用GB/T265方法来测定原油粘度。 运动粘度（t）的单位为mm2/s，动力粘度（ct）的单位为mPa.s，两者的换算关系为：ct=vtt，t为温度t时试样的密度。,三、油水分析和油田化学剂的评价,（3） 凝固点 凝点是指试样在规定条件下冷却至停止流动时的最高温度，以表示。 倾点是指在规定条件下，被冷却的试样能流动的最低温度，以表示。 凝点和倾点其物理意义基本相同，均可决定试样的低温流动性，决定贮运的条件。 测定原油凝点（倾点）的主要方法有：GB/T510石油产品凝点测定法，GB/T3535石油凝点测定法，SY/T0541原油凝点测定法。,三、油水分析和油田化学剂的评价,（4） 含蜡 、胶质和沥青质 原油蜡含量是指存在于原油中蜡的总量，以质量分数表示。 原油蜡含量的测定方法是ZBE21002原油中蜡含量测定法，该方法是用氧化铝吸附，溶剂（苯丙酮二元混合溶液）脱蜡测定原油中的蜡（包括饱和烃的蜡和芳香烃蜡的总和）含量。,三、油水分析和油田化学剂的评价,2、地层原油常规分析项目、仪器及方法,地层原油物性分析方法执行SY/T5542石油天然气行业标准，测试仪器为柱塞或活塞式PVT仪，仪器额定工作温度不低于1500.5，额定工作压力不低于50MPa。 试样分析过程包括仪器仪表标定与检定、样品检查、转样、地层原油的单次脱气、恒质膨胀试验、多次脱气实验、地层原油粘度测定等物性分析及计算过程。,三、油水分析和油田化学剂的评价,分析 数据记录表,三、油水分析和油田化学剂的评价,3、 伴生气常规分析项目 伴生气常规分析项目包括：氦、氢、氧、氮、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷和更重组分、硫化氢，测试浓度结果为摩尔百分含量。,三、油水分析和油田化学剂的评价,（1） 伴生气常规分析仪器及操作方法 伴生气常规分析采用气相色谱法，执行GB/T13610国家强制性标准。先用已知组成和准确浓度的标准混和气，在分析条件下用气相色谱进行分离，不同组分按照前后顺序经过检测器时，形成一系列峰状标准波形图，然后把需要检测的样品在同样的操作条件下重复相同的操作，把样品的波形图和标准气体的波形图进行面积或者峰高对比，从而计算出样品的相应组份浓度。,三、油水分析和油田化学剂的评价,三、油水分析和油田化学剂的评价,2、 伴生气中硫化氢（H2S）含量的分析 伴生气中硫化氢（H2S）含量的测定为碘量法，采用GB11060.1天然气中硫化氢含量的测定 碘量法。测量范围为0500mg/m3。其方法原理为：在一定温度和压力下，用过量的乙酸锌溶液吸收计量体积的气体试样中的硫化氢，生成硫化锌沉淀。加入过量的已知浓度的碘溶液和少量的盐酸，以氧化生成的硫化锌，剩余的碘用已知浓度的硫代硫酸钠标准溶液滴定，根据消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量即可计算出气体试样中硫化氢的含量。,天 然 气 色 谱 分 析 报 告,三、油水分析和油田化学剂的评价,3、水的常规分析 油气田水的常规分析方法执行SY 5523石油天然气行业标准。物理性质有：颜色、气味、透明度、沉淀物、酸度（pH值）、密度；化学性质有：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、K+Na+、硬度等，分析结果按照苏林分类法计算原生水型特性系数，进行水型判别，分为氯化钙、氯化镁、碳酸氢钠、硫酸钠四种水型。,三、油水分析和油田化学剂的评价,三、油水分析和油田化学剂的评价,(1)、水性分析所采用的方法大部分为容量罚，也就是滴定发 (2)、总矿化度（mg/L） =Ca2+Mg2+Na+K+ CO32-+HCO3-+OH-+SO42-+Cl- (3)、按下面公式以离子毫摩尔值计算确定水型。 （Na+-Cl-）/2 SO42- 1 硫酸钠型 （Na+-Cl-）/2 SO42- 1 碳酸氢钠型 （Cl- -Na+）/2 Mg2+ 1 氯化镁型 （Cl- -Na+）/2 Mg2+ 1 氯化钙型,4、油田化学剂检测和使用,（1）、采样执行标准 GB/T3723 工业用化学产品采样安全通则 GB/T6678 化工产品采样总则 GB/T6679 固体化工产品采样总则 GB/T6680 液体化工产品采样总则 GB/T13732 粒度均匀散料抽样检验通则,三、油水分析和油田化学剂的评价,（2）、溶液与试剂的制备执行标准 GB/T 6682 分析实验室用水规格和实验方法 GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备 GB/T 602 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备 GB/T 603 化学试剂 实验方法中所用制剂及制品的制备,三、油水分析和油田化学剂的评价,（3）、油田化学助剂物理化学性质测定执行标准 GB/T6324.1 有机化工产品水溶性实验方法 GB/T6368 表面活性剂 水溶液pH值的测定 电位法 GB/T 267 石油产品闪点与燃点测定法（开口杯法） GB/T 261 石油产品闪点测定法（闭口杯法） GB/T 501 石油产品凝点测定法 GB/T 3535 石油产品倾点测定法 GB/T 1632 聚合物稀溶液粘数和特性粘数测定 GB/T 265 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法 GB/T 16783 水基钻井液现场测试程序 GB/T 16782 油基钻井液现场测试程序,三、油水分析和油田化学剂的评价,（4）、油田常用化工产品质量标准及测定方法 盐酸、冰乙酸、硼酸、氢氟酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、氯化钾、碳酸钾、硅酸钠、重铬酸钠、甲醛、聚丙烯酰胺（产品、特性粘数、残留丙烯酰胺含量、水解度、粒度、溶解速度、分子量）、 水处理剂聚马来酸酐、有机膦酸盐（ATMP、EDTMP、HEDP）、聚合氯化铝等,三、油水分析和油田化学剂的评价,（5）、数据处理 GB/T 8170 数值修约规则,执行四舍六入五看前的取舍原则 （6）、包装与标志 GB/T 190 危险物包装标志 GB/T 191包装储运图示标,三、油水分析和油田化学剂的评价,四、油田化学品的管理,国家危险化学品安全管理条例 第一章 总则 第二章 危