02基础知识2011油田应用化学.ppt

油田应用化学 基础知识 主要内容 预备知识-概念 配价键 ：指由一个原子供给共有电子对而成的键． 络合： 通过配价键的结合叫络合 氢键： 化合物分子中，凡是和电负性较大的原子相连的氢原子，都可能再和同一分子或另一分子内的另一电负性较大的原子相连，这样形成的键叫氢键。 分子的极性： 即分子的带电性，它的大小以偶极矩衡量．所谓偶极矩是指分子中的正电中心与负电中心间的距离与电量的乘积．偶极矩越大，分子的极性越大。 极性分子与非极性分子：偶极矩大于零的分子叫极性分子；偶极矩等于零的分子叫非极性分子 预备知识-概念 极性相近规则：经验规则，即极性相近的物质（或部分）能很好结合（如溶解、吸附等）。如水（极性物质）能溶于乙醇（极性物质）而不溶于石蜡油（非极性物质）。而石蜡油能溶于苯（非极性物质）而不溶于水。 分子间力：即分子间作用力。氢键是一种分子间力．此外，还有定向力（由极性分子定向产生）、诱导力（由极性分子诱导另一个分子产生）、弥散力（由核外电子每一 瞬间总偏于一边的不均匀性产生，它的大小随分子量增加而增加）和原子核间、电子云间的排斥力。 预备知识-概念 表面张力 从力定义：表面张力是作用在单位长度表面上的表面收缩力。 从功定义：表面张力是增加单位表面所做的表面功。 从能定义：表面张力是单位表面所具有的表面能。 表面能趋于减少规律 由于净吸引力的作用，表面分子总倾向于到相内部来，从而使表面总倾向于缩小，即表面能总倾向于减少。这一规律叫表面能趋于减少规律。 吸附 一种物质在相界面上浓集的现象叫吸附． 预备知识-概念 法扬斯法则 当离子键固体从溶液中吸附离子时，若溶液中的离子能与固体中的异号离子形成难溶物，则这种离子优先被吸附．这条规律叫法扬斯法则。 润湿 润湿是指液体在固体表面是否容易铺开的性质。润湿程度用润湿角（或称接触角）衡量。所谓润湿角是过三相接触线上的一点作界面切面所夹液体的角。润湿角越小，则该液体对该固体表面润湿越好。 乳状液 乳状液是一种液体以液珠的形式分散在另一种与它不相溶的液体中所形成的分散体系。乳状液是一种胶体。液珠直径大于10-7m，属粗分散体系。 悬浮体 溶解度极小但颗粒直径较大（大于10-7m）的固体分散在液体中所形成的粗分散体系。 预备知识-概念 泡沫 泡沫是气体以气泡的形式分散在液体中所形成的分散体系。是一种胶体。气泡直径大于 10-7m,属粗分散体系． 溶胶 溶胶是溶解度极小的固体在液体中高度分散所形成的分散体系。溶胶是一种胶体。固体颗粒直径在 10-7~10-9m范围，属细分散体系。 凝胶 凝胶是由溶胶转变而来。当溶胶由于种种原因（如电解质加入引起溶胶粒子部分失去稳定性而产生部分聚结）形成网络结构，将液体包在其中，从而使整个体系失去流动性时就转变为凝胶。 冻胶 冻胶是由高分子溶液转变而来。当高分子溶液由于种种原因（如加入交联剂使高分子分子间发生交联）形成网络结构，将液体包在其中，从而使整个体系失去流动性时就转变为冻胶 油田应用化学基础知识 一. 胶体化学 胶体化学(Colloid Chemistry)是研究胶体体系的科学。 油田化学研究的体系和过程十分复杂，绝大多数体系属于或涉及胶体分散体系。 原油其实是油和水的乳状液，可归为胶体，而油藏则是巨大而复杂的高度分散体系。 原油开发涉及的钻井液、完井液、调剖堵水液、酸化液、压裂液及提高采收率的驱替液等等油田化学的工作液无不与胶体体系有关。 一. 胶体化学 1.几个概念： （1）相和相界面 相是指物质的物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。体系中若有两个或两个以上的相称为多相体系。相与相之间的接触面成为界面。 （2）分散相与分散介质 分散相是指在多相分散体系中被分散的物质，分散介质则是分散相所在的连续介质。(粘土和水) （3）分散度和比表面积 分散度：分散相的分散程度。比表面积：单位体积或单位重量物质的总的表面积。 一. 胶体化学 2.分散体系类型 根据分散相颗粒大小来区分胶体体系，规定颗粒大小为1-100nm的分散体系为胶体。 一. 胶体化学 3.胶体的类型 （1）溶胶(Sol)：一般把分散介质为液体的胶体体系称为溶胶，如油气田开发中常用的水基钻井液体系就是一种将粘土分散在水中形成的胶体悬浮体系。 （2）固溶胶：分散介质为固体的胶体体系，如合金； （3）气溶胶：分散介质为气体的胶体体系，如烟尘、低压油气田开发用的气基钻井液等。 一. 胶体化学 4.溶胶的运动性质 溶胶粒子与溶液中的溶质分子一样，一直处于不停的、无秩序的运动(即布朗运动)中。包括扩散和沉降 （1）扩散运动