油田化学剂通用检测评价方法

Ⅰ “固含量”是什么意思

固含量是乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。

SY/T 5329—2012 《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中定义悬浮固体为在水中不溶解而又存在于水中不能通过过滤器的物质，即不能通过平均孔径为0.45μm纤维素脂微孔膜过滤，经汽油或石油醚溶剂洗去原油后，膜上不溶于油水的物质。

悬浮固体含量是油田回注污水水质检测的一项重要指标，回注污水中含有大量悬浮固体，这些悬浮固体的大量存在一定程度上会引起注水井渗滤端面及渗流孔道的堵塞，造成注水困难，而悬浮固体含量直接反映了油田污水处理的效果，关系到注水质量的好坏，影响着原油的生产。

在实际开展悬浮固体含量的检测过程中，由于一、二级水质检测机构所采用的设备、滤膜及检测人员对标准中规定方法的理解不同等原因，造成检测结果的差异较大。

通过一、二级水质检测机构开展背靠背比对实验的方法，对以上影响因素进行了分析，并制定了具体的解决办法。按照总部水质检测的要求，河南油田为一、二级检测机构配套了悬浮固体含量检测所需的仪器设备，满足了水质检测的需求。

(1)油田化学剂通用检测评价方法扩展阅读

固体含量是通过加热挥发掉水分后的固相剩余量。在加热过程中，水分以外的挥发性物质或发生化学变化所产生的挥发性物质应在允许的范围之内，即产生的挥发性物质不会影响到固体测量结果的准确性。

油田化学剂涉及固体含量项目测定的情况显示，固体含量测定对象的外观状态包括固体、膏状、液体等类型，其中大多数为液体，均采用质量损失来实现结果评价，多采用三平行实验方式。

油田化学剂固体含量测量涉及人、机、料、法、环、测等。在仪器设备（恒温烘箱和电子天平，偏差或精度在允许使用的要求范围内）、环境条件方面均为可控，不作为分析考量范畴。

在称量瓶（固体含量测定常用器皿）、油田化学剂、实验温度条件、实验人员等方面，规格差别、取样量差异、实验温度条件差别、人员操作等存在的不定性，作为分析探讨的重点。

Ⅱ 钻井液的发展

2007年l0月 李蔚萍等．高效环保型水基洗井液室内研究与性能评价
高效环保型水基洗井液室内研究与性能评价
李蔚萍 向兴金 舒福昌 胡墨杰 聂明顺
(湖北汉科新技术股份有限公司，荆州434000)
摘要 以渤海最大稠油油田SZ36—1油田的油污为研究对象，采用多种表面活性剂复配，研制了高效环保型水基洗井液；并对该洗井液的油污清洗性能，与原油、地层水配伍性以及储层保护和环保等性能进行了系统地评价。结果表明，高效环保型水基洗井液对稠油油污具有良好的清洗能力；与0 柴油相比较，不仅洗井成本低、时间短，而且还具有防腐作用和环保性能好等优点；同时，该洗井液还具有良好的配伍性和储层保护性能。
关键词 水基洗井液 表面活性剂 稠油 环保
稠油是指在油层温度下脱气原油粘度超过100 mPa•s的原油。稠油特点是沥青质、胶质含量高，粘度和凝点高，流动性差，极易造成油管粘壁与堵塞，给采油和生产带来许多困难。为解决这一问题，我国大多数油田长期以来沿用原始的洗井方式，一是先采用柴油浸泡，再用地热水或过滤海水洗井，二是用油溶性清洗剂进行洗井。第一种方式，为了洗净油管、泵体等井下设备，需长时间用地热水或过滤海水洗井，造成修井、洗井作业时间长，增加作业费用；长时间大排量洗井，大量地热水或过滤海水漏入油层，造成油层污染及投产后需较长时间将其抽出，严重影响油井产量等。而第二种方式不仅耗费大量能源，而且易燃不安全，又造成环境污染，直接影响现场作业人员的身体健康 。
本研究以多种表面活性剂为主要原料，配以不同助剂进行复配，以渤海最大的稠油产地绥中SZ36—1油田的油污为研究对象，经过大量实验，制得高效环保型水基洗井液体系。该洗井液不仅适用于稠油管柱清洗，还能代替柴油洗井且性能优良，为进一步节约能源开辟了新的途径。
1 高效环保型水基洗井液基本组成及作用机理
要求高效环保型水基洗井液对稠油油污具有良好的清洗效果，就必须使其对油污具有较强的渗透、增溶、乳化、螯合等作用，因此，该洗井液应包含以下基本组成成分：非离子和阴离子表面活性剂、螯合剂、稳定剂及相应助剂等。
室内研究根据各种处理剂的作用机理，以清洗率为评价指标，优选出高效环保型水基洗井液配方：海水、3％清洗剂HYA、1％清洗助剂HLA、2％渗透剂HLK，其中清洗剂HYA为非离子表面活性剂，清洗助剂HLA和渗透剂HLK均为阴离子表面活性剂。其具有以下作用：破乳作用、逆乳化增溶作用、渗透作用、螯合作用。
高效环保型水基洗井液是借助于表面活性剂润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质而达到彻底清洗的目的，其作用机理是：(1)处理剂在油污油管表面上发生湿润、渗透等作用，使油污在油管表面的附着力减弱或抵消；(2)通过机械振动、冲刷、加热等机械和物理方法，加速油污脱离油管表面；(3)油污进入高效环保型水基洗井液中被乳化分散，悬浮于洗井液中或增溶于胶束中。在以上作用协同增效下，使高效环保型水基洗井液短时间内有效地将附着在油管壁上油浆、油垢洗净，使井下管柱从“油湿”变成“水湿”状态。
2 高效环保型水基洗井液性能评价
2．1 清洗性能
2．1．1 清洗性能评价方法
以SZ36—1油田油污污染的内径为76 mill的模拟套管为清洗对象，用自行研制的油基泥浆清洗仪作为评价设备，以清洗率作为洗井液清洗能力的评价指标。清洗率计算公式如下：清洗率=(W总一 W冲)／(W总一W原)X 100％式中：W原——模拟套管被污染前质量，g；
W总——模拟套管被污染后质量，g；
W冲——洗井液清洗后模拟套管质量，g。
另据资料显示，SZ36一l油田地面原油属具有高酸值、高粘度、高残炭、含蜡量低、金属含量较高的低硫环烷基重质油，其中沥青质胶质含量为30％ 一40％ J，而所含沥青的软化点为47．56O℃ J。为了更准确地模拟现场，在SZ36一l油田现场取回的油污中添加40％软化点低于6O℃的沥青，加热溶解、完全混匀后作为现场真实油垢的替代物进行清洗性能评价。
2．1．2 循环清洗效果
将流速控制在0．05—0．10 m／s，在室温一55℃范围内进行定时开泵循环清洗。考察不同清洗体系对油污清洗性能的影响，结果见表l。

表1 不同清洗体系对油污循环清洗效果
清洗体系 油污质量/g 清洗率， 100%
60min 120min 150min 180min
0#柴油 40.6 20.3 68.5 90.8 100
高效环保型
水基洗井液 40.6 30.1 70.2 91.2 100
不同清洗体系对油污循环清洗效果从表1可看出，高效环保型水基洗井液具有与0 柴油相当的清洗能力，而且由于高效环保型水基洗井液中助剂具有防腐性能，清洗过程中在套管表面形成一层保护膜。因此，用高效环保型水基洗井液清洗后的套管比用0 柴油的外观好。
2．1．3 先浸泡再冲洗效果
模拟现场油污清洗方式，即先用洗井液浸泡油污，再用地热水冲洗浸泡后的管柱、泵体等设备。在6O℃下用洗井液静止浸泡清洗模拟管套；干净后，打开可调控水阀，从进液口输送6O℃温水替出洗井液，开泵循环清洗；定时从出口阀接取排出液，用目测法、浊度法和离心法分别考察其现象、浊度值和含油量，定性和定量测定，直到排出液满足排放要求即可，结果见表2和表3。

表2 不同清洗体系对油污浸泡清洗效果
清洗体系 油污质量/g 清洗率， 100%
4h 5h 5.5h
0#柴油 40.1 68.5 90.8 100
高效环保型
水基洗井液 39.8 70.2 91.2 100

从表2可知，高效环保型水基洗井液对油污的浸泡清洗效果与0 柴油相当。而从实验现象可看出，被0#柴油浸泡的模拟套管表面有一层油膜，表面仍是亲油性，而被高效环保型水基洗井液浸泡的模拟套管则有一层薄水膜，表面显亲水性，而且基本未受腐蚀。
表3 不同清洗体系对油污先浸泡后热水冲洗结果对比

从表3可知，0 柴油和高效环保型水基洗井液浸泡油污后均能用热水冲洗至排出液如清水；但0 柴油浸泡比高效环保型水基洗井液浸泡后冲洗时间长。这是因为0 柴油浸泡后模拟套管、油基泥浆简体及管线表面均是亲油性的，吸附油多，而高效环保型水基洗井液使其表面均变为亲水性。因此，将模拟套管完全清洗干净，高效环保型水基洗井液只需120 rain，0 柴油则需要300 min。
2．2 配伍性能
油气储集层不仅在钻井、开采，而且在洗井、完井等工程作业中，工作液与地层岩石间、地层内油、气、水流体间发生物理、化学或生物作用，导致储集层受到损害。室内主要考察了高效环保型水基洗井液与原油、地层水的配伍性。
2．2．1 与原油的配伍性
根据实验要求将高效环保型水基洗井液、海水与SZ36—1油田原油分别按不同体积比混合，搅拌均匀，放入加热器中升温至50℃，并恒温60 min，然后用BrookFiled—II+可编程旋转粘度计测定粘度，结果见表4。
表4 高效环保型水基洗井液与SZ36—1原油配伍性

从表4可看出，高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田原油混合时，随着洗井液体积增大原油粘度降低，这说明该高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田原油具有良好的配伍性。而原油中加人海水出现增粘现象，则海水与SZ36—1油田原油的配伍性不佳。
2．2．2 与地层水的配伍性
使用上海市热水公司节水设备总厂生产的SZD一1型散射光台式浑浊计，在60℃下，考察高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田地层水的配伍性，结果见表5。表5 高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田地层水配伍性

从表5可看出，高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田地层水具有较好的配伍性。
2．3 储层保护性能
参照中国石油天然气行业标准SY／T6540—2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》，分别选取不同渗透率的人造、天然岩心6块，进行岩心流动实验，考察海水、高效环保型水基洗井液对储层保护性能的影响，结果见表6。
表6 储层保护性能评价结果比较

注：33和62为天然岩心，K。和Kd分别为岩心污染前后的正向煤油渗透率，P。和Pd分别为岩心污染前后平衡压力，P一为反向污染
时最高压力。
从表6可看出，6块岩心的渗透率恢复值均在93％ 以上，但以海水为污染介质的渗透率恢复时间为295—328 min，以高效环保型水基洗井液为污染介质的渗透率恢复时间为118—140 min。这说明高效环保型水基洗井液的储层保护性能优于海水，具有良好的储层保护性。
2．4 环保性能
采用DXY一2型生物毒性(污染)测定仪，根据国家标准GB／T15441—1995《水质急性毒性的测定发光细菌法》对高效环保型水基洗井液和柴油的Ec50(半数效应浓度)值进行测定，并参照生物毒性评价等标准，Ec50<(100—1000)×10(中毒)，Ec50>30 000×10 (无毒排放限制标准)，进行对照衡量(m]。结果见表7。

从表7可看出，高效环保型水基洗井液的Ec50值高于0 柴油，毒性等级属无毒，达到直接排放的限制标准。
3 结论
(1)优选出适合清洗稠油油污的高效环保型水基洗井液配方：海水、3％清洗剂HYA、1％清洗助剂HLA、2％渗透剂HLK。该洗井液Ec50值为32 890×10一，毒性等级属无毒，具有较好的环保性能。
(2)高效环保型水基洗井液与0 柴油对稠油油污的清洗能力相当。而高效环保型水基洗井液相对0 柴油来说，不仅节约洗井成本，而且缩短洗井时间。同时，高效环保型水基洗井液在清洗过程中能在套管表面形成一层保护膜，起管道防腐的作用。
(3)高效环保型水基洗井液与SZ36—1油田原油和地层水均具有较好的配伍性，不影响原油的开采和输送。
(4)高效环保型水基洗井液污染后的岩心渗透率恢复值均在93％ 以上，具有较好的储层保护性，相对海水来说恢复时间短，有利于提高产能。
(5)高效环保型水基洗井液体系的开发研究为以SZ36—1油田为代表的海洋稠油洗井提供了新的思路。
参考文献
1 张勇，杨寨，沈燕来等．SZ36—1油田稠油降粘剂HOTRE室内研究．油田化学，2002，19(4)：316—318
2 艾宏荣．水基型稠油清洗剂的研究与开发．日用化学工业，1999，(6)：20～23
3 郑勇，王鲁鑫，张荣等．低伤害洗井液wF一Ⅱ的室内研究．钻井液与完井液，2OO6，23(2)：51—53
4 易建锋，岳松涛，刘旭等．高效清蜡洗井液在文明寨油田的应用．内蒙古石油化工，2005，(2)：114—115
5 庞岁社，邹文选．高效洗井液体系cx—l研究与应用．油田化学，1998，15(4)：217—321
6 何芳云，李学军．HNcY一2洗井液的研制与应用．油田化学，1993，10(2)：116～119
7 张卫东．MX泡沫洗井液的研制．油田化学。1989，6(3)：256～258
8 李雅琴，俞佩勋．SZ36—1原油的性质及对其加工方案的探讨．石油炼制与化工，1996，27(11)：20—26
9 陈惠敏编着．石油沥青产品手册．北京：石油工业出版社，2001．23l
l0 中油长城钻井有限责任公司钻井液分公司编．钻井液技术手册．北京：石油工业出版社，2005．588
Laboratory Study on High Efi cient
Environment-—-friendly W ater-—-based W ell-—-cleaning Fluid
Li Weiping Xiang Xingjin Shu Fuchang Hu Mojie Nie Mingshun
(Hubei HANC New Technology Co．Ltd．，Jingzhou 434000)
Abstract Using the heavy oil pollutant of SZ36——1 oilfield which was the largest heavy oil——procing field in the
Bohai Sea as cleaning study object，a high efficient environment—friendly water—based well—cleaning fluid Was
prepared by compo sition of several surfactants．The properties of the well—cleaning fluid were systematically evaluated
such as oil— cleaning performance，compatibility with crude oil or formation water，reservoir and environmental
protection performances．Experimental results showed that the well—cleaning fluid had good clean ing effect on the
heavy oil pollutant．It not only had low— cost an d short—time advantages for cleaning well but also had preservation
an d go d environmental performance as compared with 0# diese1．Meanwhile，it has also good compatibility and
reservoir protection．
Key W ords water—based well—cleaning fluid，environment—friendly，surfactant，heavy oil

Ⅲ 油田化学剂包括什么

6大类

1、通用化学剂
2、钻井用化学剂
3、油气开采用化学剂
4、提高采收率用化学剂
5、油气集输用化学剂
6、油田水处理用化学剂

Ⅳ 钻井液种类及组成

降滤失剂，白油，腐植酸，重晶石，等都是一些处理剂，些都是泥浆性能调节的，重金石是用来增加比重的，每个处理剂都有不同的作用，如果你想写毕业设计，你自己必须看一些有关的书籍，推荐几个书籍，钻井液与岩土工程浆液，岩土钻掘工程等，

我以前写过的一个课程报告，发给你吧，
1、胶体率

成孔液的胶体率是配液材料水化分散程度及悬浮稳定性的简易且有效的衡量指标。
 胶体率的测定：
 将100毫升泥浆装入量筒中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。
 胶体率以百分数表示:

2、比重
成孔液的比重是指成孔液的重量与同体积水的重量之比。
3、固相含量
成孔液的固相含量指成孔液中固体颗粒占的重量或体积百分数。
成孔液中的固相包括有用固相和无用固相，前者如造浆粘土、重晶石等，后者为钻屑。
成孔液中的固相，按固相比重来划分，可分为重固相（重晶石比重为4.5，赤铁矿为6.0，方铅矿为6.9等）和轻固相（粘土比重一般为2.3～2.6，岩屑比重一般在2.2～2.8之间）。
 固相含量测定方法
“蒸馏分离原理”：
A. 取一定量（20ml）成孔液，置于蒸馏管内；
B. 用电加热高温将其蒸干；
C. 水蒸气则进入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相；
D. 然后称出干涸在蒸馏器中的固相的重量；
E. 读出量筒中液相的体积；
F. 计算固相含量；
G. 其单位为重量或体积百分比。
4、含砂量
钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74μm的砂粒占钻井液总体积的百分数。在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。这是由于含砂量过大会对钻井造成以下危害：
（1）使钻井液密度增大，对提高钻速不利。
（2）使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量。
（3）泥饼中粗砂粒含量过高会使泥饼的磨擦系数增大，容易造成压差卡钻。
（4）增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。
降低钻井液含砂的最有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含砂量进行有效的控制。
钻井液含砂量通常是用一种专门设计的含砂量测定仪进行测定的。该仪器由一个带刻度的类似于离心试管的玻璃容器和一个带漏斗的筛网筒组成，亿用筛网为200目。测量时将一定体积的钻井液注入玻璃容器中，然后注入清水至刻度线。用力振荡后将容器中的流体倒入筛网筒过筛。筛完后将漏斗套有筛网筒上反转，漏斗嘴插入玻璃容器。将不能通过筛网的砂粒用清水冲入玻璃容器中。待砂粒全部沉淀后读出体积刻度。最后由下式求出钻井液含砂量N
N=（V砂粒/V钻井液）×100%
5、流变性
成孔液的流变性是指钻井液的流动和变形性质，它以成孔液的粘稠性为主要研究对象。反映液体粘稠性的指标根据不同的液体流型有不同的表述方法，其基础建立在流变本构关系上。成孔液的粘稠性对非开挖钻扩孔的影响至关重要。
 流变性能测试仪器：漏斗粘度计、旋转粘度计
 六速旋转粘度计
注意事项：
外筒装卸，一手握住外转筒，另一手握住外筒顺时针转动，使外筒的卡口对准外转筒内的销子后取下外筒。装上外筒时，应使外筒的槽口对准外转筒内的销子后，在逆时针旋转外筒即可，切忌碰撞内筒。
内筒装卸， 一手紧握内筒轴，一手内旋内筒装卸，切勿弄弯内筒轴。
长途搬运时， 一定要卸下内筒，装好外筒，以防止内筒轴被撞弯。
扭力弹簧刚度的调整不准随意进行。
6、失水造壁性
在孔内液体压力与地层孔隙流体压力差的作用下，成孔液中的自由水通过孔壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为成孔液的失水。失水的同时，成孔液中的固相颗粒附着在井壁上形成泥皮（泥饼），称为造壁。
 失水性对钻孔的影响：
 成孔液的失水对钻孔的有利影响是：初失水可以湿润岩土，使其强度降低，有利于钻头对其破碎，提高钻进速度；
 在泥页岩、黄土、粘土地层中，失水过大会引起孔壁吸水膨胀、缩径、剥落、坍塌；
 对于破碎带、裂隙发育的地层，渗入的自由水洗涤了破碎物接触面之间的粘结，减小了摩擦阻力，破碎物易滑入孔眼内，造成孔壁坍塌、卡钻等事故；
 在溶解性地层中的失水越多，孔壁地层被溶解的程度就越高；
 厚泥皮会加大对钻具的吸附，使钻杆回转阻力增加；
 厚泥皮使环空过流面积减小，循环阻力和压力激动增大。
7、抑制性
成孔液的抑制性是指成孔液抑制孔壁岩土水化、膨胀、分散的性能。
 评价方法：
 浸泡试验法；
 膨胀量测试仪；
 滚子炉滚动回收法；
 毛细管吸收时间法；
 页岩稳定性指数实验法等。
8、润滑性
成孔液的润滑性与钻具磨损、循环流动阻力、设备功率消耗等有密切关系。
提高成孔液的润滑性——加入油、高聚物、润滑剂、石墨粉；
成孔液润滑性用润滑系数测定仪测定。
9、pH值
通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性。由于酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会在很大程度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能参数。
当pH值大于9时，表观粘度随pH值升高而剧增。其原因是当pH值升高时，会有更多OH-被吸附在粘土晶层的表面，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。
在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在8~11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于以下几方面的原因：（1）可减轻对对钻具的腐蚀；（2）可预防氢脆而引起的钻具和套管的损坏；（3）可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解；（4）有相当锪处理剂需要碱性介质中才能充分发挥其效能，如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂等。
对不同类型的钻井液，所要求的pH值范围也有所不同，例如，一般要求分散钻井液的pH值在10以上，含石灰的钙处理钻井液的pH值多控制在11~12，含石膏的钙处理钻井液的pH值多控制在9.5~10.5，而在许多情况下聚合物钻井液的pH值只要求控制在7.5~8.5。
第四章 常用成孔液处理剂
第一节 成孔液的主要类型
随着钻井工艺技术的不断发展，钻井液的种类越来越多。目前国内外对钻井液有各种不同的分类方法。其中较简单的分类方法有以下几种：
 按其密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液。
 按与粘土水化作用的强弱可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液。
 按其固相含量的不同，将固相含量较低的叫做低固相钻井液，基本不含固相的叫做无固相钻井液。
然而，一般所指的分类方法是按钻井液中流体介质和体系的组成特点来进行分类的。根据流体介质的不同，总体上分为永基钻井液、油基钻井液和气体型钻井液体等三种类型，近期又出现了一类合成基钻井液，。更具体一些，中分为如图1-1所示的7种类型。
由于水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位，根据体系在组成上的不同又将其分为若干种类型。下面是在参考国外钻井液分类标准的基础上，在国内得到认可的各种钻井液类型。
成孔液的主要类型见表4-1-1
表4-1-1
类型名称 材料组成
清水 清水
泥浆 膨润土、水、处理剂
化合物溶液 化合物、水
乳状液 水、油、乳化剂
泡沫浆液 空气、发泡剂、稳泡剂
盐水浆液 NaCl、膨润土、水、处理剂
水泥浆 水泥、水、添加剂

第二节 常用无机处理剂
1．纯碱
学名碳酸钠，又称苏打粉，分子式为 Na2CO3。白色粉末，密度为2.5g/cm3，易溶于水。易吸潮结块，注意防潮，水溶液呈碱性(pH值为11.5)， 在水中容易电离和水解。其中电离和一级水解较强，所以纯碱水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－离子，其反应式为：
Na2CO3＝2Na++CO32－
CO32－+H2O＝HCO3—+OH—
纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土，即
Ca－粘土+Na2CO3→Na－粘土+CaCO3
作用：
A. 改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的滤失量下降，粘度、切力增大。
B. 过量的纯碱会导致粘土颗粒发生聚结，使钻井液性能受到破坏。
C. 在钻水泥塞或钻井液受到钙侵时，加入适量纯碱使Ca2+沉淀成CaCO3，从而使钻井液性能变好，即含羧钠基官能团(—COONa)的有机处理剂在遇到钙侵(或Ca2+浓度过高)而降低其溶解性时，一般可采用加人适量纯碱的办法恢复其效能。

2．烧碱
烧碱即氢氧化钠，分子式为NaOH。
特性：外观乳白色晶体，密度2.0～2.2g/cm3，易溶于水，溶解时放出大量的热。水溶液呈强碱性。烧碱容易吸收空气中的水分和二氧化碳，并与二氧化碳作用生成碳酸钠，存放时应注意防潮加盖。
作用：
a. 主要用于调节钻井液的pH值；
b. 与丹宁、褐煤等酸性处理剂一起配合使用，使之分别转化为丹宁酸钠、腐植酸钠等有效成分 ；
c. 还可用于控制钙处理钻井液中Ca2+的浓度等。
3．石灰
生石灰即氧化钙，分子式为CaO。吸水后变成熟石灰，即氢氧化钙Ca(OH)2 。
特性：在水中的溶解度较低，常温下为0.16％，其水溶液呈碱性。并且随温度升高溶解度降低。
作用：
a. 在钙处理钻井液中，石灰用于提供Ca2+，以控制粘土的水化分散能力，使之保持在适度絮凝的状态；
b. 在油包水乳化钻井液中，CaO用于使烷基苯磺酸钠等乳化剂转化为烷基苯磺酸钙，并调节pH值。
注意事项：在高温条件下石灰钻井液可能发生固化反应，使性能不能满足要求，因此在高温深井中应慎用。此外，石灰还可配成石灰乳堵漏剂封堵漏层。
4、石膏
石膏的化学名称为硫酸钙，分子式为CaSO4。有熟石膏(CaSO4•2H2O)和无水石膏(CaSO4)两种。
特性：石膏是白色粉末，密度为2.31～2.32g／cm3。常温下溶解度较低(约为0.2％)，但稍大于石灰。40℃以前，溶解度随温度升高而增大；40℃以后，溶解度随温度升高而降低。吸湿后结成硬块，存放时应注意防潮。
作用：在钙处理钻井液中，石膏与石灰的作用大致相同，都用于提供适量的Ca2+。其差别在于石膏提供的钙离子浓度比石灰高一些，此外用石膏处理可避免钻井液的pH值过高。
5. 氯化钙
特性：无水氯化钙的吸水性极强，通常含有六个结晶水。其外观为无色斜方晶体，密度为1.68 g／cm3，易潮解，且易溶于水(常温下约为75％)。溶解度极大。
作用：其溶解度随温度升高而增大。在钻井液中，CaCl2主要用于配制防塌性能较好的高钙钻井液。用CaCl2处理钻井液时常常引起pH值降低。

第三节 常用有机处理剂
1．腐植酸类
腐植酸(Hunfic Acid)主要来源于褐煤。褐煤是一种未成熟的煤，燃烧值比较低，有效成分是腐植酸，好的褐煤腐植酸含量可达70～80％。腐植酸结构非常复杂的、相对分子质量不均一。
主要功能团：酚羟基、羧酸基、醇羟基、醌基、甲氧基和羰基等，由于分子量较大，一般难溶于水，但易溶于碱溶液，生成腐植酸钠是作为钻井液降滤失剂的有效成分。
水化作用较强的羧钠基等水化基团，使腐植酸钠不但具有很好的降滤失作用，还兼有一定降粘作用。
2．纤维素类
纤维素是由许多环式葡萄糖单元构成的长链状高分子化合物，以纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，其中使用最多的是钠羧甲基纤维素简称CMC和羟乙基纤维素，简称HEC。
(1)钠羧甲基纤维素的物理特性
纯净的钠羧甲基纤维素为白色纤维状粉末，具有吸湿性，溶于水后形成胶状液。是一种广泛使用的性能良好的降滤失剂。
(2)结构特点和性质
在由纤维素制成钠羧甲基纤维素的过程中，除了聚合度明显降低之外，另一变化是将 -CH2COONa(钠羧甲基)通过醚键连接到纤维素的葡萄糖单元上去。通常将纤维素分子每一葡萄糖单元上的3个羟基中，羟基上的氢被取代而生成醚的个数称做取代度或醚化度。研究表明，决定钠羧甲基纤维素性质和用途的因素主要有两个：一是聚合度n，二是取代度d。
(3)钠羧甲基纤维素的降滤失机理
CMC在钻井液中电离生成长链的多价阴离子。其分子链上的羟基和醚氧基为吸附基团，而羧钠基为水化基团。羟基和醚氧基通过与粘土颗粒表面上的氧形成氢键或与粘土颗粒断键边缘上的Al3+之间形成配位键使CMC能吸附在粘土上；而多个羧钠基通过水化使粘土颗粒表面水化膜变厚，粘土颗粒表面电动电位的绝对值升高，负电量增加，从而阻止粘土颗粒之间因碰撞而聚结成大颗粒(护胶作用)，并且多个粘土细颗粒会同时吸附在CMC的一条分子链上，形成布满整个体系的混合网状结构，从而提高了粘土颗粒的聚结稳定性，有利于保持钻井液中细颗粒的含量，形成致密的滤饼，降低滤失量。
3．丙烯酸类聚合物
丙烯酸类聚合物是低固相聚合物钻井液的主要处理剂类型之一。制备这类聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。
根据所引入官能团、相对分子质量、水解度和所生成盐类的不同，可合成一系列钻井液处理剂。
第四节 常用有机处理剂的作用原理
1. 降失水：通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤冰，尽可能降低钻井液的滤失量；
2. 稀释：拆散粘土颗粒间的端－面结构，破坏泥浆体系内部的网状结构，放出自由水，粘土保持分散状态，从而降低粘度和切力；
3. 絮凝：大分子上的吸附基吸附或捕捉岩屑颗粒，使岩屑絮集，再通过固控系统除去；
4. 增粘：有强亲水基团的长链环式高分子化合物，溶于水，有很高的粘度，分子链间可因氢键或与交联剂形成网状结构，从而增粘；
5. 抑制页岩水化：高分子化合物的众多吸附基与泥页岩孔壁产生多点吸附，形成致密的薄膜，抑制水的渗透，从而抑制水化膨胀；
6. 流型调节：分子链长的线型高分子化合物，分子链的柔软性大，结合的水分子多，分子间的内摩阻力小，可提高泥浆的剪切稀释作用和提高泥浆携带岩屑的能力。
第五章 成孔液的设计与配制
第一节 成孔液的基本设计流程
根据工程实际，依次：
 设计成孔液的主要技术指标及重要参性能参数
 选择成孔液类型
 选择造浆基本材料和处理剂
 进行成孔液处理剂配方设计
 成孔液材料用量计算
 确定成孔液的制备方法
 拟订成孔液循环、净化、管理计划
 其它需要注意的事项

第二节 常用成孔液的设计原则

1、考虑悬排钻碴、护壁堵漏的要求确定成孔液的流变性。表观粘度一般在10mPa•s～100mPa•s，切力在0～20Pa。
2、按平衡地层压力的要求计算成孔液的比重。一般成孔液的比重在0.60～1.30之间。
3、成孔液的其他设计指标的参考范围为：失水量应不大于15ml/30min，含砂量不大于8%，胶体率不小于90%，PH值视不同情况在6～11之间调整，润滑系数应控制在0.02～0.50。
第三节 按地层分类的成孔液类型
按适用条件，可以把成孔液分为：
 用于砂层、卵砾石层、破碎带等机械性分散性地层的泥浆—松散层泥浆；
 用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的泥浆—水敏抑制性泥浆；
 用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆—水溶抑制性泥浆；
 用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆—硬岩钻进泥浆；
 用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆；

第四节 成孔液的配制
较全面的泥浆设计的基本流程是：设计泥浆的重度、流变性、降失水性等主要技术指标；确定泥浆的胶体率、允许含砂量、固相含量、pH值、润滑性、渗透率、泥皮质量等重要参数；选择造浆粘土和处理剂；进行泥浆处理剂配方设计；泥浆材料用量计算；确定泥浆的制备方法；拟订泥浆循环、净化、管理措施。
(1)．按平衡地层压力的要求计算泥浆的重度ν。即νh=PC或νh=P0。PC、P0分别为井深H处的地层侧压力或地层空隙流体压力，它们的确定方法见第三节。那么，究竟是按PC还是按P0计算，要视实际情况下平衡哪那一种压力更为重要来定。如果两者都需要平衡，就应该分别计算出两种结果，权衡出介于两者之间的某值。一般钻井泥浆的重度在1.02~1.40之间。
(2)．考虑悬排钻碴、护壁堵漏的要求确定泥浆的流变性。流变性的指标主要是粘度η和切力τ。η和τ的调整范围很宽，一般η的范围在10cP～100cP ，τ的范围在 ～ ，应视不同钻井情况具体确定，详见第二章和本章第六节至第十节的介绍。另外，在一些情况下，还要考虑泥浆的剪切稀释作用和触变性。
(3)．泥浆的其他设计指标的参考范围为：失水量一般应不大于15ml/30min，含砂量不大于8%，胶体率不小于90%，pH值视不同泥浆在6～11之间变化，润滑性必要时应控制在 。
各种钻进情况下的钻进目的、地层特点、钻进工艺方法等差异甚大，因而对钻井泥浆性能等有明显的不同的要求，设计重点也因此而不同。例如，在钻碴粗大及井壁松散的地层中，泥浆的粘度和切力等流变性指标成为设计重点；在稳定的坚硬岩中钻进，泥浆设计的重点是针对钻头的冷却和钻具的润滑，而此时护壁和排粉等则处于次要位置。又如在遇水膨胀塌孔的地层中钻进，泥浆的设计重点则应放在降失水护壁上；在对压力敏感的地层中，泥浆的重度设计又显得尤为重要。似此，针对特定的钻进情况，在全面设计中找出相应的设计要点，是做好泥浆设计的关键所在。
在泥浆性能设计中可能会遇到一些相互矛盾的情况，满足一些设计指标时，另一些指标则得不到满足。对此，应该抓住主要问题，兼顾次要问题，综合照顾全面性能。
在一些要求不高的场合，可以酌情精简对泥浆性能的设计，适当放宽对一些相对次要指标的要求，以求得最终的低成本和高效率。

第五节 材料用量的计算
1. 泥浆总体积的计算
所需泥浆总量V是钻孔内泥浆量V1、地表循环净化系统泥浆量V2、漏失及其它损耗量V3的总和： V=V1+V2+V3
其中钻孔内泥浆量为：
地表循环净化系统泥浆量为泥浆池、沉淀池、循环槽和地面管汇的体积之和。漏失及其它损耗量，应根据实际情况确定。
2. 粘土粉用量计算
配制1m3体积的泥浆所需粘土重量q按以下过程推导计算：

式中： ――粘土的比重，2.6～2.8；
――泥浆的比重；
――水的比重
3、配浆用水量计算
配制1m3体积的泥浆所需水量Vw为
4 增加比重加土（或重晶石）量的计算
配制加重泥浆时，加重1 m3泥浆所需加重剂的重量W(Kg)为：

式中： ――加重剂的比重； ――加重泥浆的比重； ――原浆的比重
5 降低泥浆比重所需加水量x（m2）

式中：V――原浆体积，(m3)；： ――原浆比重； ――加水稀释后的泥浆比重； ――水的比重．
6 泥浆处理剂的用量计算
总的来看，处理剂在泥浆中的加量较少，按体积含量计一般只占泥浆总体积的0.1%~1%。具体数值由不同的配方决定。值得注意的是要澄清处理剂的加量单位，粉剂一般是以单位体积泥浆中加入的重量来计，而液剂则是以单位体积泥浆中加入的体积量来计。在一些特殊情况下，还有以单位粘土粉重量中加入多少处理剂来计算。

Ⅳ 急求重晶石中硫酸钡的检测方法

天然硫酸钡又称为重晶石粉，重晶石化学组成为BaSO4，晶体属正交（斜方）晶系的硫酸盐矿物。常呈厚板状或柱状晶体，多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明，含杂质时被染成各种颜色，条痕白色，玻璃光泽，透明至半透明。三组解理完全，夹角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5，比重4.0-4.6。重晶石粉又名天然硫酸钡，产品主要用于石油天然气钻井泥浆的加重剂，生产立德粉或作为X射线的屏蔽剂用于医学、原子能工业、车辆制动材料、包装袋、高档油漆、医院防辐射重力墙等行业。
重晶石粉
重晶石在工业上有广泛用途,一般以测定硫酸钡的含量来表明它的纯度,但是其通常会伴生有锶、铅、银的硫酸盐。传统的重晶石分析方法,因其分离较困难,容易使测定结果偏高。本文优化了实验条件,利用碳酸钠-氧化锌半熔法分解试样,以重量法测定重晶石中Ba、Sr、Pb、Ag的硫酸盐含量,用酸分解半熔浸取后的沉淀,以ICP-OES法测定沉淀中的Sr、Pb、Ag含量,从而间接测定重晶石中硫酸钡的含量。此法适用于一般重晶石矿石中硫酸钡含量在15%—90%的准确测定。

硫酸钡含量的检测
钡含量的测定采用硫酸钡重量法。即将试样与碳酸钠和碳酸钾的混合物在高温下熔融，硫酸钡转化成碳酸钡，用盐酸将碳酸钡溶解生成氯化钡，然后用硫按钡重量法测定。操作方法：精密称取本品约0.6g，置铂金坩埚中，加入无水碳酸钠10g，混匀，炽灼至熔融，继续加热30分钟，放冷，将坩埚放入400ml烧杯中，加水250ml，用玻棒搅拌，加热至熔融物从坩埚中洗脱。将坩埚移出烧杯，用水洗净，洗液并入烧杯中，继续用6mol/L乙酸溶液2ml冲洗坩埚内部，然后用水冲洗，洗液合并于烧杯中。加热并搅拌直至熔融物崩解，烧杯至冰浴中冷却，至沉淀坚硬且上层液体澄清，将上清液倾出，滤过，小心将细小沉淀转移至滤纸上，用冷碳酸钠溶液(1→50)冲洗烧杯中内容物2次，每次约10ml，搅拌;

硫酸钡含量的检测

如上法，继续将上清液通过同一滤纸，滤过，小心将细小沉淀转移至滤纸上，然后，将盛有大块碳酸钡沉淀的烧杯置于漏斗下，用3mol/L盐酸溶液洗涤滤纸5次，每次1ml，然后用水洗净(注：溶液可能呈微浑浊)。加水100ml、盐酸5ml、乙酸铵溶液(2→5)10ml、重铬酸钾溶液(1→10)25ml与尿素10g，用表面皿覆盖，于80℃～85℃加热16小时，趁热经已干燥至恒重的垂熔坩埚滤过，转移所有的沉淀，沉淀用重铬酸钾溶液(1→200)洗涤，最后用水约20ml洗涤，于105℃干燥2小时，放冷，称重，所得沉淀物重量与0.9213相乘即为硫酸钡重量。

一、可溶性硫酸盐、碳酸钡及硫化物的除杂过程

称取0.5000g样品于50mL高型烧杯内，加入1+1盐酸溶液10mL，在低温炉上微沸30min后，再加入10%硝酸溶液10mL继续微沸20min后取下，稍冷后用慢速定量滤纸过滤，收集沉淀。

二、碳酸钠-氧化锌半熔法分解试样过程

将上述沉淀及滤纸一起转移到30mL瓷坩埚内，置于马弗炉中低温充分灰化后，再将温度升高至700℃，再加入5克碳酸钠-氧化锌(3+2)混合溶剂，搅拌均匀后，再在上面覆盖2克混合溶剂，放入马弗炉中，从低温开始逐渐升高温度至800℃，并保持灼烧1h。

三、半熔物中硫酸根的浸取过程

将坩埚取出稍冷，置于250mL烧杯中,加入100mL热水浸取，用热的20%碳酸钠溶液洗出坩埚，趁热用慢速滤纸过滤于500毫升烧杯中，再用热的20g/l碳酸钠溶液洗涤沉淀6-8次。漏斗上沉淀连同滤纸一起转移到原烧杯中备用。

四、硫酸根的沉淀及测定过程

用50%盐酸溶液中和至红色并过量3mL，用水调节滤液的体积至300mL，煮沸除去二氧化碳后，加入100g/L氯化钡溶液25毫升，均匀搅拌1min后继续煮沸数分钟，并保温半小时，然后静置过夜。用慢速定量滤纸过滤沉淀，将其移入事先灼烧至恒重的30mL瓷坩埚中低温灰化后于800℃灼烧至恒重后称量。此为硫酸钡、硫酸锶、硫酸铅及硫酸银中硫的总含量。

五、锶、铅、银的硫酸盐干扰的去除过程

往半熔物浸取过程中收集的沉淀中加入50mL(1+1)盐酸溶液，于低温电炉上微沸溶解沉淀后将滤液全部转移至250mL容量瓶中，利用ICP-OES检测溶液中的Sr、Pb、Ag的含量并将其换算成各自以硫酸锶、硫酸铅和硫酸银形式存在时的硫的量，将上一环节中硫的总含量扣除此节中测得的硫含量，则为重晶石中硫酸钡的硫含量，再换算成硫酸钡的量。

3.结果的表示与计算：硫酸钡(BaSO4)的百分含量按下式计算：

二、铁含量的测定

铁含量的测定通常采用通用的邻菲罗啉分光光度法。其测定原理为：用抗坏血酸将试液中的三价铁还原成二价铁，在pH 2 ～9时，二价铁离子可与邻菲罗啉生成橙红色络合物，于分光光度计最大吸收波长510nm处测量其吸光度。

三、白度的测定

白度的测定，通常采用白度仪。其测定原理为：将试样用压样器制成白板，与用氧化镁白度标样制成白板比较，在白度仪上测白度值。

四、吸油量的测定

吸油量的测定：将试样在规定的条件下所吸收的精制亚麻仁油量。

五、细度的测定

细度的测定采用筛分法：将试样用水分散，倒入筛中，重复几次后，用水冲洗筛上物至洗液澄清，将筛上物干燥、称量。

六、粒径分布的测定

粒径分布的测定采用激光粒径分析。即按仪器要求称取一定量的试样，加入分散溶液,将试样溶液置于超声波分散仪上进行超声分散、测定。

通过对各个过程中各个条件的优化处理后，本方法比传统的半熔法分解效果好，比全熔法的干扰小，对于一些检测结果要求比较高的重晶石矿中硫酸钡的测定可以有比较好的效果。注明：本方法只适用于重晶石矿石中硫酸钡含量在15%—90%的准确测定!

天然硫酸钡

重晶石粉是从重晶石矿中提炼而出，据我们技术人员分析，重晶石矿中含有大量钡化工原料，其中钡盐是其含量最多的原料之一，而且重晶石粉中所含有的钡盐是无毒的，而其他钡盐是有毒的。重晶石中含的其它钡元素有硫酸钡、碳酸钡、氧化钡、硝酸钡、钛酸钡等等。

重晶石矿主要分布南方，只贵州就占全国总储量的三分之一，矿源多品味也高。在重晶石的工业指标中，硫酸钡边界品位含量百分之三十，工业品味含量百分之五十。

我们都知道重晶石粉的使用空间广泛，最为常用与石油钻探，在油田作业中用重晶石粉做加重剂来控制油气压力，润滑钻杆、防止油井自喷。重晶石粉可作为各种催化剂、润滑剂、造影剂、加重剂、增光剂等等。我们生活用品牙刷柄、牙膏、卫生纸、茶杯、家电、电池、包包无所不用，都会适当用到重晶石粉。

Ⅵ 什么是防膨缩膨剂

RUN活性防膨缩膨技术是东营盛世石油科技公司全球首家推出的油藏保护新科技。产品可广泛应用于含泥岩的油藏修复处理，提高采收率的各种工艺。技术充分考虑了含泥岩油藏，特别是低渗透油藏的水伤害问题，从全新的视角开发的多功能油藏矿物处理产品。注入地层后修复泥岩活性分子与粘土矿物（蒙脱石、伊利石）发生物理化学反应，使粘土晶格改性，使其遇水后不膨胀；已膨胀的粘土晶格，通过化学反应改性后释放出水分子，晶格缩小。活性分子从容进入更广泛的孔隙空间，降低表面张力，消除大水颗粒的水锁伤害，清洁地层，并通过多点吸附作用使这些改性的粘土物质与原地层矿物牢固结合，从而解除了粘土矿物遇水伤害，水锁、水敏膨胀、运移对地层造成的伤害，达到降压增注、恢复有效渗透率，提高油气开发的优秀效果。
一．主要特点
低渗高压的复杂断块油田,粘土矿物含量高,遇水易发生膨胀、运移,影响油田开发.为此研制了一种新型活性缩膨剂,具有缩膨、防膨、抑制颗粒运移，降低表面张力，清洁油藏，消除水锁性能，明显降低注水压力，提高油藏增产效果.现场应用多口油井注水井,综合成功率达到93%以上,为防止粘土膨胀,解决地层水敏、低渗透油藏伤害的普遍问题探索出了有效方法.
1. 对膨胀性粘土矿物孔道的防膨缩膨合二为一；
2. 润湿清洁地层，消除水锁伤害，降低注水压力，提高油水井渗透力；
3. 可使粘土悬浮物的粒径变小；
4. 与地层水、淡水有良好的配伍性；
5. 与酸化液、压裂液、表面活性剂及无机盐有良好的配伍性；可作为酸化、压裂工艺的前置液，产生良好的增效作用。
二．应用范围
药剂主要针对储层中含有敏感性粘土矿物，如蒙脱石，伊蒙混合造成地层伤害，特别是低渗透油田或油层，因孔喉小，渗透率低，入井液伤害等水锁容易发生的区块。药剂应用具有普及性，几乎可涉及所有常规油田化学油水井改造工艺中。
1. 油井改造增产；
2．注水投注井或转注井的预处理，注水下降梯度大、无法正常注水的水井降压增注；
3．作业射孔、完井、压裂、砾石充填、砂控、注水、注蒸汽预处理、酸化、无固相钻井、修井液中；
4．注水井调剖的后处理剂；
5．降压增注驱油（低渗透油田、含泥岩敏感油藏、ASP三元驱后）。一般低渗透油藏试验项目为50-200吨，2%浓度，2500-10000方。
为提高现场的有效性，可根据区域地层进行岩心渗透率驱替实验，通过渗透率的恢复和注水压力的降低，确认应用的可行性。
三．RUN活性防膨缩膨剂 以效果决定市场
（1）组成： 活性防膨缩膨剂主要成分为：活性无机半导体超微粒，无机超微粒与岩石表层结合能非常大，凝聚结合能约580KJ/mol，产生的能量可以使水分子变得更加活跃，影响水油流度的变化。
结合6大油藏保护机理，通过防膨缩膨、降低表界面张力，消除水锁，清洗油垢，洁净油藏等实际作用，可有效解除因不合格入井液造成水伤害，油藏污染，水锁、水敏膨胀、运移、油垢沉积、对地层造成的伤害，达到降压增注、增油、增产，恢复有效渗透率，提高油气开发的优秀效果。
这是一个能够快速形成市场的新技术，我们将鼎立协助您快速成功。技术轻松掌握操作，市场空间大，应用具有普及性。