油田用化学剂.ppt

2．压裂用交联剂在压裂过程中，能将聚合物的线型结构交联成体型结构的化学剂称为压裂用交联剂。天然高分子(香豆胶、田菁胶、魔芋胶和纤维素衍生物)和合成高分子化合物，通过支联剂的作用形成三维网状结构的冻胶，具有很好的悬砂能力，滤失量低，摩擦阻力低，使压裂性能提高。硼、钛和锆是最常用的交联剂。例如，硼砂或硼酸交联的田菁胶压裂液，只能应用到80℃的井温，但硼交联剂具有交联速度快的特点。若对田菁进行改性，硼交联后的压裂液的使用温度还能提高。为了克服硼交联剂的反应速度快，使用温度低的缺点，钛交联耐高温的硼压裂液也取得进展。硼酸盐和聚糖间的反应发生在聚糖的顺式羟基上。聚糖和硼酸盐反应而生成具有三维网状结构的2:1双二醇基团络合物，溶液转变为凝胶，粘度大幅度升高。3．压裂液用破胶剂(1)过硫酸盐破胶剂第30页，共75页，星期日，2025年，2月5日新生态氧通过氧化降解反应，使冻胶破胶：新生态的氧也会使植物胶中半乳甘露聚糖(田菁胶的主成分)氧化降解，引起破胶。这是油田常用的破胶剂，如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵，它们在热引发下会产生原子态氧：第31页，共75页，星期日，2025年，2月5日(2)自生酸型破胶体系酸虽是破胶剂，但不宜直接用作破胶，因为反应太快，严重影响压裂期间压裂液的性能。自生酸型破胶剂，是通过化学反应使溶液缓慢显酸的化学剂，可作为半乳甘露聚糖水解反应的催化利。这类破胶剂有：甲酸甲酯HCOOCH3乙酸乙酯CH3COC2H5氯化苄C6H5-CH2Cl磷酸三乙酯PO-(OC2H5)3三、粘土稳定剂产油、气地层里都含有粘土矿物，在酸化、压裂和注水作业时，这些粘土颗粒与外来引入水接触．就会发生膨胀、剥落和运移，使地层受到伤害，直接影响采油量相注水量。受损害的地层要恢复是十分困难的，因此，投入化学剂预先稳定粘土，对油田开发具有重要意义。第32页，共75页，星期日，2025年，2月5日1．粘土的组成与结构地层中的粘土矿物(简称粘土)主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石。蒙脱石的分子式为Al2O3·4SiO2·H2O，它的晶体结构是由两层硅氧四面体夹着—层铝氧八面体组成的片状结构（见下图）。在蒙脱石晶体中，常常由于晶格取代(如硅氧四面体中的硅为铝取代，铝氧八面体中的铝为镁取代)而使其电价不平衡，晶体表面带负电荷，致使晶体表面能结合一定数量的阳离子(如K+、Na+、Ca2+，……)以平衡电价。当蒙脱石与水接触时，水进入蒙脱石的片状结构之间，表面所结合的阳离子在水中解离(见图)，由于片状结构表面所带负电荷的静电斥力，致使片状结构自行分开，产生我们通常看到的粘土膨胀。第33页，共75页，星期日，2025年，2月5日粘土稳定机理粘土稳定主要是利用粘土表面易产生离子交换及粘土晶体表面带负电荷的特点，通过加入粘土稳定剂，改变粘土表面的结合离子或表面电荷，达到抑制粘土水化膨胀、分散和运移的目的。2．无机粘土稳定剂油田常用的无机粘土稳定剂见表由于聚核络离子带正电荷多，与粘土颗粒交换能力增强，且吸附牢固，因此有很好的稳定粘土作用。第34页，共75页，星期日，2025年，2月5日3．有机粘土稳定剂由于粘土颗粒表面带负电荷，因此，阳离子表面活性剂或聚合物都能吸附在粘土表面中和其电荷，改变表面状态和交换性能，从而减少水分子的渗入，达到稳定粘土的作用。常用的阳离子表面活性剂有：第35页，共75页，星期日，2025年，2月5日PA-F粘土稳定剂PA-F的成分为N-胺甲基聚丙烯酰胺，是一种阳离子型聚合物。合成：PA-F粘土稳定剂在聚丙烯酰胺的主链酰氨基上引入了二级氨基团，使得PA-F对粘土颗料进行阳离于交换及中和电荷作用得到加强，稳定性能好。四、堵水剂、调剖剂堵水剂是指用于油井堵水的化学剂。它由油井注入，能减少油井产水的处理剂。调剖剂是用于注水并调整吸水剖面的化学剂，它是能调整注水地层吸入剖面的处理剂。第36页，共75页，星期日，2025年，2月5日这两种剂各有特性，但以共性为主。多数情况下两剂可以互相通用，为方便起见，有时把这两种剂统称为堵水调剖剂，简称堵剂。1、水泥类堵剂这是油田应用最早的堵剂，由于价格便宜，强度大，可以适用于各种温度。至今还在研究和应用。主要品种有油基水泥、水基水泥，活化水泥和微粒水泥等。由于水泥颗粒大，不易进入中低渗透性地层，而且造成的封堵是