油田水处理及相关化学药剂

引言概述油田化学药剂在油田开发中起到了非常重要的作用。

随着油田勘探和开采技术的不断发展，油井储层的复杂性也越来越高，对化学药剂的需求也日益增加。

本文将对油田化学药剂的应用进行详细阐述，以及其在油田开发中的作用。

正文内容一、油田化学药剂的类别1.表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂非离子表面活性剂两性离子表面活性剂天然表面活性剂2.缓蚀剂有机缓蚀剂焦磷酸盐缓蚀剂无机缓蚀剂3.结垢阻垢剂有机结垢阻垢剂硅酸盐类结垢阻垢剂磷酸盐类结垢阻垢剂4.抑制剂乳化剂水井杀菌剂5.残渣处理剂焦油漆油处理剂酚类残渣处理剂油剂煤焦油类残渣处理剂二、油田化学药剂的应用领域1.油井酸化酸化剂的选择及应用酸化剂的配方设计酸化工艺的优化2.油井水泥浆水泥浆的配方设计水泥浆的性能改良剂水泥浆的加固工艺3.储层改造改造液的配方及应用储层改造技术的优化4.油井液体钻井液的选择及应用技术钻井液的性能改良剂钻井液的环境友好型5.油田废水处理废水处理剂的选择及应用废水处理剂的配方设计废水处理技术的优化三、油田化学药剂的作用机制1.表面活性剂的作用机制降低油水界面张力提高能量漏斗效应2.缓蚀剂的作用机制阻断金属电极与电解质之间的接触形成复合物保护膜3.结垢阻垢剂的作用机制抑制晶体形核及生长改变结晶形态和尺寸4.抑制剂的作用机制改变油水分散相联系杀灭和防止微生物生长5.残渣处理剂的作用机制促进残渣分解清除残渣沉积四、油田化学药剂的未来发展方向1.绿色环保型化学药剂的研发2.高性能化学药剂的开发与运用3.智能化、自动化的药剂配方设计和控制技术4.多功能化学药剂的研究与推广5.药剂应用技术的改良和创新五、总结油田化学药剂在油田开发中发挥着不可替代的作用。

通过对不同类型化学药剂的详细阐述，可以更好地了解它们的应用领域和作用机制。

未来，随着技术的不断进步，油田化学药剂发展的重点将放在绿色环保、高性能、智能化和多功能化等方面，以更好地满足油田开发的需求。

石油开采常用化学药剂（二）引言概述：石油开采过程中，化学药剂起着至关重要的作用。

它们能够提高采收率、降低成本、增长生产能力以及改善石油品质。

本文将详细介绍石油开采中常用的五类化学药剂，包括表面活性剂、酸化剂、聚合物、缓蚀剂和防水剂。

正文内容：一、表面活性剂（1）胺类表面活性剂：胺类表面活性剂在油井中应用广泛，能够在水和油之间形成胶体稳定剂。

这种表面活性剂能够降低油井油水界面张力，从而提高油井采收率。

（2）磺化剂：作为一种阳离子表面活性剂，磺化剂具有优异的乳化分散性能。

它们能够稳定石油乳液、减小油水界面张力、分离含水油井和调整油井性质，提高油井产能。

二、酸化剂（1）盐酸：盐酸是酸化剂中最常用的一种。

它能够溶解油井中的碳酸盐岩等不溶性物质，从而扩大油井孔隙，提高单井产量。

（2）硝酸：硝酸具有较强的氧化性能，能够溶解石油中的杂质和残留物。

硝酸在油井酸化处理中广泛应用，可有效清除油井堵塞物。

三、聚合物（1）聚丙烯酰胺：聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物，具有优异的高温稳定性和吸水性。

在石油开采过程中，聚丙烯酰胺可用于改善水驱油井的流体性能，提高油井产能。

（2）聚合物驱油剂：聚合物驱油剂是一种高分子量大的聚合物，具有降低油水界面张力、减小相间摩擦力以及增加聚合物黏度的作用。

这些特性使得聚合物驱油剂可提高石油采收率，减少浪费。

四、缓蚀剂（1）有机磷酸盐缓蚀剂：有机磷酸盐缓蚀剂可形成稳定的金属膜，阻止金属腐蚀。

它们广泛用于防止铁和钢材料在石油开采过程中的腐蚀。

（2）氮基缓蚀剂：氮基缓蚀剂具有较强的缓蚀性能，可以保护金属设备免受腐蚀。

氮基缓蚀剂在石油开采中应用广泛，能够延长设备寿命，减少维护成本。

五、防水剂（1）有机硅防水剂：有机硅防水剂具有良好的耐高温性能和抗油性能。

它们能够渗透到油井表面形成硅酸胶体，防止水的进入，提高油井产能。

（2）矿物油防水剂：矿物油防水剂是一种非离子型防水剂，具有良好的渗透性和润湿性。

它们能够有效预防水进入油井，降低油井水合物含量，提高产能。

石油开采常用化学药剂（二）引言概述：石油开采是一个复杂而关键的过程，在这个过程中，常用的化学药剂发挥着重要作用。

本文将介绍石油开采中使用的几种常见化学药剂，包括增稠剂、酸化剂、杀菌剂、保护剂和抗腐剂。

通过对这些化学药剂的详细解读，希望能够为相关行业提供有益的信息和指导。

一、增稠剂1. 水性增稠剂：改善水性钻井液的黏度，提高抗剪切能力。

2. 油性增稠剂：增加油基钻井液的稠度，防止油水泥浆中的油分离。

3. 聚酰胺增稠剂：增加水性钻井液和泥浆的黏度，改善承载能力。

4. 聚碳酸酯增稠剂：提高水基钻井液的黏度和胶结性能，避免漏失问题。

5. 天然胶增稠剂：增加水基钻井液的黏度和粘度，改善泥浆性能。

二、酸化剂1. 羟胺酸化剂：中和碱性物质，调节钻井液的pH值，防止地层侵蚀。

2. 高效酸化剂：快速降低pH值，促进石油开采中的溶解作用。

3. 有机酸化剂：改变岩石结构，增强裂缝网络的连通性。

4. 拉酸酶酸化剂：适用于高温环境，提高酸浆的酸性和可控性。

5. 压裂酸化剂：用于压裂作业，促进裂缝的发育和稳定。

三、杀菌剂1. 醇类杀菌剂：通过改变微生物基因组结构，杀灭细菌和真菌。

2. 氧化剂杀菌剂：氧化微生物细胞中的重要生物分子，破坏其正常功能。

3. 温和杀菌剂：在保持环境整体平衡的同时，杀灭微生物。

4. 同步杀菌剂：通过多重作用机制，快速杀灭细菌、藻类和真菌。

5. 离子杀菌剂：释放有害离子杀灭微生物，避免细菌耐药性产生。

四、保护剂1. 防腐剂：保护机械设备免受腐蚀和磨损，延长使用寿命。

2. 粘度降低剂：防止黏糊现象，提高石油流动性。

3. 封堵剂：阻止石油外泄和污染地下水，保护环境安全。

4. 缓蚀剂：降低水中的氧化电位，减少金属的腐蚀速率。

5. 微生物阻垢剂：抑制微生物的生长，减少垢层的形成。

五、抗腐剂1. 缓蚀剂：减缓金属材料的腐蚀速率，延长设备的使用寿命。

2. 环境友好型抗腐剂：具有低毒性和高生物降解性，对环境影响小。

油田加药装置在油田开发中广泛应用，但是在工作过程中常遇到油稠、结蜡、腐蚀等问题，这样会给正常工作带来不小的麻烦，为了解决这些问题，常常需要加一些药剂，宝恒泵业为大家介绍常用药剂介绍。

1，破乳剂（破乳降粘）原理：对于含水原油因形成油包水乳状液而导致粘度明显上升，可用破乳剂进行破乳降粘，同时在杆管表面形成水润湿膜，起到减阻作用。

使用方法：适用于原油本身粘度不太高的油井加药量100-200mg/l。

2，缓蚀剂原理：缓蚀剂在金属表面形成一层吸附膜或沉淀膜或氧化膜，把金属表面与水隔开，起到保护作用。

使用方法：最好采用连续加药，以提高缓蚀剂效果。

用量50-100mg/t，稀释倍数至少3倍。

3，阻垢剂原理：把阻垢剂水溶液加入回注水中，抑制水垢的形成。

油田用水结垢是油田生产中不可避免的问题、它随着油田产出水量增加而日益突出，结垢问题严重影响了油田生产。

采油工艺采用污水回注处理，回注水含有大量的钙、镁以及锶、钡等离子，相应带来管线的钙镁结垢、腐蚀等问题。

注水管线的结垢可造成堵管、泵卡、注水压力升高等故障，从而导致注水效率下降、油井产量大大减少等严重危害。

因此，油田进行污水回注时必须投加回注水阻垢剂。

目前有三种类型产品，有机膦酸类，羧酸类与聚合物类。

4，清蜡剂：用于清除杆管表面的蜡原理：由有机溶剂（混苯、轻质油、醇醚）和活性剂组成使用方法：间歇式加入原液，加药量，加药周期根据结蜡程度定。

注意事项：不要用热水稀释，小剂量加药，对结蜡严重井，清蜡不彻底，需要定期大剂量加药或热洗。

5，降粘剂原理：把降粘剂水溶液加入稠油中，经搅拌形成低粘度的相对稳定的水包油型（O/W）乳状液。

加药量：根据原油粘度大小确定，一般在300-800mg/l。

用法：把降粘剂用热水稀释成0.5%-1%水溶液，用加药车加入油套环空，对于高含水井>40%）可减少掺水量。

掌握投加药剂的浓度对加药的效果起关键作用在采油队有为数不少的职工认为投加药剂量多多益善这种观点存在很大的误区各种药剂都需要与油井生产想匹配的浓度,才能起到最佳的效果。

根据多年的工业经验，油田废水来源于钻井、采油、洗井等采油过程，油田废水成分复杂，废水中的有机物和石油中的有机物构成了复杂的水质。

含盐量高，含油量高，微生物数量多，悬浮物多。

这是油田废水的主要特征。

那么，如何选择该油田污水处理剂呢?油田污水是一种难净化的污水，在进行污水处理时，很难对其进行清洗。

聚丙烯酰胺是一种非常有效的水处理剂，能有效地净化含油污水，对污水处理有很大的帮助。

含油污水产生量大，涉及面广，如石油开采、炼油、石油化工、储运、油轮事故、船舶运输、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程。

如果不循环利用，会造成浪费；如果排入河流、湖泊或海湾，会污染水体，影响水生生物的生存；如果用于农业灌溉，会堵塞土壤缝隙，阻碍农作物生长。

蒸汽气浮法是含油污水处理中常用的一种方法，一般采用阳离子聚丙烯酰胺，它不是聚丙烯酰胺的价格越高，处理此类废水越好，而是寻找一种合适的处理含油废水的药剂。

油田废水絮凝处理是一种较为先进的处理技术。

该工艺既能去除废水中的悬浮物和胶体颗粒，降低COD值，又能通过加入絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺去除废水中的细菌等，形成悬浮物和废水中胶体颗粒的絮凝沉降，既能去除废水中的悬浮物和胶体颗粒，又能去除细菌等。

在阳离子聚丙烯酰胺作用下，油田废水中的胶体和细悬浮物经静电中和、吸附或桥联，较终去除絮体。

化学絮凝作为一种预处理技术，广泛应用于各大油田，常与气浮联合使用。

聚丙烯酰胺处理含油污水的注意事项：1.由于含油污水大多具有一定的酸碱度，pH值的高低会影响聚丙烯酰胺污水的处理效率，因此可以增加聚丙烯酰胺；2.聚丙烯酰胺与其它除油剂配合使用，可获得较好的污水处理效果；3.如果油污浓度过高，可先对含油污水进行稀释，以保证聚丙烯酰胺不会因油污浓度过高而被清理不彻底。

絮凝法的技术核心是化学试剂阳离子聚丙烯酰胺的选择，产品模型可以通过小实验确定。

以提高去污效率，扩大去污范围。

油田水处理药剂的类型及其机理油田水处理药剂主要是指在油田开发过程中，对产出水进行处理的化学药剂。

这些药剂主要用于去除或减少水中的污染物，以满足油田环境保护和水资源利用的要求。

油田水处理药剂的类型很多，常见的有分散剂、乳化剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等。

这些药剂具有不同的机理和功能，在油田水处理中发挥重要作用。

1.分散剂：分散剂是一种能够使沉淀物分散悬浮于水中的药剂。

它的主要机理是通过表面活性剂的作用，改变颗粒表面的性质，使颗粒带电，从而相互之间发生静电吸引，形成悬浮体系。

常用的分散剂有磺酸盐、酸性饱和胺、表面活性剂等，可用于悬浮油、沉淀物的处理。

2.乳化剂：乳化剂是一种能够将油水两相混合形成乳液的药剂。

其机理是通过乳化剂分子在水中，使之分子极性一部分与油相互作用，另一部分与水相互作用，从而形成稳定的乳化体系。

乳化剂常用的有表面活性剂、聚醚酸盐等，它们可以在油水界面上形成一层膜，阻碍油水分离，以利于油水的分离和处理。

3.缓蚀剂：缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀速率的药剂。

它可以与金属表面形成一层保护膜，阻止腐蚀介质的进一步侵蚀金属表面。

常见的缓蚀剂有有机磷、缓蚀胺等，它们通过吸附在金属表面，形成保护膜，降低金属腐蚀速率。

4.阻垢剂：阻垢剂是一种能够防止沉积物结垢、保持设备通畅的药剂。

它可以通过改变结垢物质的形态或阻止其与管壁的黏附，从而避免结垢物质的形成。

常见的阻垢剂有聚合物、多元酸盐等，它们可以通过吸附、络合、分散等作用，防止沉积物的结垢和堵塞。

5.杀菌剂：杀菌剂是一种能够抑制和杀灭细菌、病毒等微生物的化学药剂。

常见的杀菌剂有氧化剂、酸性物质等，它们可以破坏微生物的细胞膜、细胞壁等结构，达到杀菌的目的。

以上是一些常见的油田水处理药剂及其机理，它们在油田开发中的应用可以有效地去除或减少水中的污染物，保护环境，优化油田开发过程。

随着技术的发展，油田水处理药剂的种类和性能会继续得到改进和完善，以适应不同的水质和处理要求。

油田污水化学处理药剂污水处理剂：在油田污水处理过程中，为防止设备及管线腐蚀、结垢，降低胶体、悬浮颗粒含量，抑制有害细菌增生，所加入的化学药剂统称为污水处理剂。

油田常用的污水处理剂的种类主要有：缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、除氧剂第一节缓蚀剂一、腐蚀及其危害腐蚀：金属与周围介质接触，由于化学或电化学原因引起的破坏。

油田污水的腐蚀性：因具有较高的矿化度、含有腐蚀性气体（H2S、CO2、O2）和微生物（SRB、TGB），具有较高的腐蚀性。

腐蚀危害：造成污水集输管线、水处理设备、油水井及井下工具的腐蚀破坏，影响油田生产系统的正常运行，还会引起火灾，造成环境污染。

金属设备的防腐措施分为三类：一是通过化学防腐剂的加入，达到减轻腐蚀的目的；二是把金属本体与腐蚀介质隔开，如各种内外衬、涂防腐设备管线等；三是采用耐腐蚀材质，如不锈钢、塑料等。

二、缓蚀剂定义和类型1、缓蚀剂定义凡是在腐蚀介质中添加少量物质就能防止或减缓金属的腐蚀，这类物质称为缓蚀剂。

2、缓蚀剂的类型氧化型缓蚀剂缓蚀机理：使金属表面生成一层致密且与井数表面牢固结合的氧化膜，或与金属离子生成难溶的盐，阻止金属离子进入溶液，抑制腐蚀。

如铬酸盐（NaCrO2、K2Cr2O7）、亚硝酸盐（NaNO2）等。

沉淀型缓蚀剂缓蚀机理：缓蚀剂与腐蚀环境中的某些组分反应，生成致密的沉淀膜，或生成新的聚合物，覆盖在金属的表面，这种膜的电阻率大，抑制了金属的腐蚀。

缓蚀剂有阴极抑制型和混合抑制型之分，如辛炔醇、磷酸盐、羟基喹啉等。

吸附型缓蚀剂（有机缓蚀剂）缓蚀机理：缓蚀剂分子都有极性基团和非极性基团，加入腐蚀介质中的极性基团吸附在金属表面上，非极性基团则向外定向排列，形成憎水膜，使金属与腐蚀介质分开。

如烷基胺（RNH2 ）、烷基氯化吡啶、咪唑啉衍生物等。

三、缓蚀剂选择1、污水处理缓蚀剂的选择确定腐蚀原因对于油田生产系统，腐蚀的原因有pH值、含盐、含腐蚀性气体、细菌等，必须找出腐蚀的主要原因，测定各气体的溶解量，分析腐蚀介质的离子组成、腐蚀产物等。

油田水处理药剂筛选及投加技术方案编制规范随着石油工业的不断发展，油田开采过程中产生的产水和生产水数量不断增加，但其中大部分水质都处于高含盐、高硬度、高油含量等复杂条件下，问题较为严峻，所以完成高质量油田产水处理尤为重要。

在油田产水处理技术中，药剂筛选及投加技术方案编制规范属于重中之重，可以保证整个处理过程的顺利进行。

药剂筛选药剂的应用是油田产水处理的基础，根据油田产水水质的不同，需要对药剂种类进行筛选。

一般情况下，治理油田产水具有复杂性和多样性，药剂种类也相应变化繁多。

药剂的种类涉及到化学药剂、吸附剂、微生物药剂等，但每一种药剂都有着自身的优点和缺点，它们的使用根据水质的pH值、温度、含盐量、硬度、油含量、组分以及所需的处理效果等进行评估。

对于油田产水的特殊性质，可以对药剂进行以下筛选：1.聚合物类药剂聚合物类药剂是油田产水中的主要药剂，其特点是多样性、高效性和低成本。

它们可以无机盐集中处理、分萃、泡沫分离、离子置换、颗粒沉降等一系列工艺，以达到油田产水治理的目的。

2.化学药剂化学药剂包括磷酸盐、硫化物、氢氧化物、碳酸盐、氯化物等，可以实现油田产水处理中的混凝、沉淀、脱盐和分散等工艺过程。

化学药剂和聚合物类药剂共同使用可以提高油田产水处理效果。

3.微生物药剂微生物药剂主要作用是分解油田产水中有机污染物，具有清洗、除臭、消毒、环保等多种功能。

另外，微生物药剂还可以为药剂选择提供基础性的研究工作。

药剂筛选必要性在药剂选择过程中，需要注意以下几点：1.药剂的实际效果需要在调研中进行验证，特别是在高盐、高温达到一定的量程时。

2.药剂应存在滞留时间，否则将会影响油田产水的治理效果。

3.药剂数量要控制在一定的范围内，不要盲目增加药剂量，这样会导致处理成本的不断上升。

4.处理后排放的废水应经与政府检测部门协商，排放前必须严格检测。

药剂投加技术方案编制规范对于油田产水处理的质量，药剂投加技术方案的制定是重要的一步。

油田水处理及相关化学药剂海上油田污水的主要来源为原油的伴生水，原油脱水后产生大量的含油污水。

含油污水通过水处理系统处理，要求的各项指标达到规定的标准后，排海或用于注水。

海上注水也经常采用水井水和海水，或不同水质混合注水。

为达到排海或注水的要求，必须通过不同的工艺流程进行处理，处理过程中为提高处理效果和避免一些不利影响需添加一些相关的化学药剂。

含油污水处理一、含油污水水质、处理目的及要求海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。

为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。

1 含油污水水质含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。

含油污水中含有以下有害物质：(1)分散油：油珠在污水中的直径较大，为10～100微米，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。

这种状态的油占污水含油量的60％～80％。

(2)乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.1～10微米，与水形成乳状液，属于O/W“水包油”型乳状液。

这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10％～15％。

(3)溶解油：油珠直径小于0.1微米。

由于油在水中的溶解度很小，这部分油是不能除去的。

其占污水含油量的0.2％～0.5％。

(4)污水中含有的阳离子常见的有Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋等，阴离子有：CO32- 、CL-、SO42-等。

这些离子在水中的溶解度是有限的。

一旦污水所处的物理条件〔温度、压力等〕发生变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。

(5)污水中还可能含有溶解的O2、CO2、H2S等有害气体，其中氧是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。

CO2能与铁反应生成碳酸铁Fe2(CO3)3沉淀，H2S与铁反应则生成腐蚀产物―――黑色的硫化亚铁。

(6)污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌。

油田开发用化学剂及其作用1酸化压裂中化学剂的作用1.1酸化中化学剂的作用；用于酸化的酸一般为盐酸或土酸，特殊情况下也可考虑用有机酸，如甲酸、乙酸、氨基磺酸和氯乙酸进行碳酸盐岩的酸化，其优点是比无机酸腐蚀性小，而且反应速度慢，可以实现地层深部酸化。

但有机酸成本高，酸溶能力相对较差，所以应用不如无机酸广泛。

除了盐酸和土酸外，可以选用的无机酸还有磷酸、硝酸、地层自生酸等。

酸化过程中为了达到良好的增产效果，必须选择合适的酸液添加剂以满足特定的酸液性能要求。

常用的化学剂如下：(1)增稠剂增稠剂，又称之为胶凝剂，主要用于提高酸液的粘度，延缓反应活性物质向岩石矿物表面的传递速率，降低酸液向地层的滤失。

同时还可起到降低摩阻的作用。

常用的增稠剂有丙烯酰胺共聚物,乙烯类共聚物,纤维素（CMC、HEC）、杂多糖、脂肪胺等其它类聚合物。

(2)用于乳化酸、泡沫酸液体系的乳化剂和发泡剂乳化剂和发泡剂通常选用非离子型表面活性剂。

此外有机胺的季铵盐、烷基酚乙氧基化合物、氧化乙烯-氧化丙烯-丙烯乙二醇的三元共聚物和烷基或芳基-聚乙氧基磷酸酯等都是较好的表面活性剂。

(3)防地层伤害化学剂在酸化过程中，酸液与岩石反应产物堵塞孔隙，或颗粒运移、或者是粘土膨胀作用而导致地层渗透率的下降，造成地层伤害。

使渗透串下降，对地层形成伤害。

常用Al(OH)3、ZrCl2或季铵盐类聚合物作为粘土稳定剂、防膨剂。

此外，用磺化水杨酸、柠檬酸、二羟基马来酸、乙二胺四乙酸、乳酸、葡萄糖酸、氮川三乙酸、柠檬酸和醋酸的混合物以及盐酸羟胺(NH 2OH•HCl)、柠檬酸和葡萄糖—δ—内酯的混合物等作为Fe2+的稳定剂。

(4)防垢剂防垢剂除用于酸化外亦可用于注水和三次采油。

防垢剂有：乙醇乙氧磺酸、低相对分子质量乙烯基磺酸盐、甲基丙烯酸甲酯—乙二胺共聚物和乙二胺四乙酸等。

当饱和地层流体冷却或生产井附近压力下降时，可能产生石膏结垢。

除垢用乙酸钾。

乙醇钾、柠檬酸钾、碱溶液等清洗井筒。