油田化學課件

第十五章油田污水處理污水：從油井產液中脫出的水。

處理原因：污水含有固體懸浮物、原油，并有腐蝕、結垢和細菌繁殖等問題。回注地層，要求注好水，注夠水。保護環(huán)境，節(jié)約水資源。處理的目的：除油——除油劑除氧——除氧劑除固體懸浮物——絮凝劑防垢——防垢劑緩蝕——緩蝕劑殺菌——殺菌劑污水含油的危害：通過賈敏效應堵塞地層，使注水壓力上升，造成注水困難。除油的思路：增大油珠半徑，降低油珠表面的負電性。一、污水的除油除油劑

（1）陽離子型聚合物：中和油珠表面負電性和橋接油珠的作用。一、污水的除油除油劑

（2）有分支結構的表面活性劑：可取代油珠表面原有的吸附膜，使吸附膜保護作用大大削弱。二、污水的除氧除氧劑

（1）亞硫酸鹽：亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和低亞硫酸鹽（連二亞硫酸鹽）。二、污水的除氧除氧劑

（2）甲醛：

2CH2O+O2→2HCOOH（3）聯氨(高溫除氧)：（4）硫脲：二、污水的除氧除氧劑

（5）異抗壞血酸：三、污水中固體懸浮物的絮凝混凝劑：主要用無機陽離子型聚合物:

a羥基鋁、羥基鐵和羥基鋯

在水中解離，給出多核羥橋絡離子，中和固體懸浮物表面的負電性。

b三氯化鋁、硫酸鋁、鋁酸鈉、鉀明礬、銨明礬、三氯化鐵、氧氯化鋯

通過水解、絡合、羥橋作用，形成多核羥橋絡離子。

三、污水中固體懸浮物的絮凝(2)助凝劑：常用助凝劑（水溶性聚合物）：聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羥乙基淀粉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、褐藻膠、黃胞膠等。褐藻膠、黃胞膠等。有機陽離子型聚合物兼有混凝劑和助凝劑的作用。三、污水中固體懸浮物的絮凝聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、注意：

（1）混凝劑和助凝劑都有一個最佳濃度；

（2）加入順序，即要先加入混凝劑，再加入助凝劑。四、污水的防垢防垢劑

（1）縮聚磷酸鹽：鏈狀縮聚磷酸鹽和環(huán)狀縮聚磷酸鹽。

注意：

縮聚磷酸鹽使用溫度：<50℃

四、污水的防垢防垢劑

（2）膦酸鹽制備:由多氨基化合物與甲醛和亞磷酸反應，再用堿中和生成。四、污水的防垢防垢劑

（2）膦酸鹽

特點：

（1）用量低：質量濃度一般在0.1~30mg·L-1。（2）熱穩(wěn)定性好：如EDTMP與HEDP可分別用到200℃和250℃。

四、污水的防垢防垢劑

（4）表面活性劑特點：熱穩(wěn)定性有差異四、污水的防垢防垢劑

（4）表面活性劑式中，R為C12~C18；R′為C8~C14；n為2~10；M為Na、K、NH4。在防垢用的表面活性劑中，磺酸鹽、羧酸鹽等類型表面活性劑的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于硫酸酸酯鹽型表面活性劑的穩(wěn)定性。

四、污水的防垢防垢劑

（5）聚合物

結構特點：低相對分子質量（小于5×104）的帶羧基鏈節(jié)的均聚物和共聚物。

使用特點：用量低、熱穩(wěn)定性較好，如聚丙烯酸鹽（PAA）可用到120℃，而聚順丁烯二酸鹽（PMA）可用到180℃。四、污水的防垢防垢劑

（5）聚合物四、污水的防垢防垢劑-防垢劑的作用機理

1.晶格畸變機理：防垢劑吸附

2.靜電排斥機理：防垢劑吸附

3.反應+絡合（螯合）機理：防垢劑水解金屬腐蝕速度的表示方法

①金屬腐蝕的重量指標：把金屬因腐蝕而發(fā)生的重量變化，換算成相當于單位金屬面積于單位時間內的重量變化的數值。一般用v表示，單位為g/m2·h(或mg/dm2·h)。②金屬腐蝕速度的深度指標：把金屬腐蝕的厚度因腐蝕而減少的量，以線性單位表示，并換算成為相當于單位時間的數值。一般用vL表示，單位為mm/a。③金屬腐蝕的電流指標：以金屬電化學腐蝕過程的陽極電流密度的大小來衡量金屬的電化學腐蝕速度。一般用ia表示，單位為A/cm2。油田污水系統(tǒng)的腐蝕油田污水系統(tǒng)遇到的屬于電化學腐蝕，電化學腐蝕過程就是在金屬與污水接觸的表面上，陰極和陽極間電子流動的過程，是有腐蝕電流的腐蝕。由于污水中含有一定數量的溶解氧，而在金屬表面形成微電池，通過電池反應產生金屬的氫氧化物和各種氧化物，從而造成腐蝕。由于污水處理系統(tǒng)里鋼浸泡在污水中，污水本身為電解質溶液，這樣就構成了一個完整的電路。五、污水的緩蝕污水緩蝕主要用中性介質緩蝕劑。

（1）氧化膜型緩蝕劑機理：通過氧化產生致密的保護膜而起緩蝕作用的。保護膜極易促進金屬的陽極鈍化，所以也叫鈍化膜型緩蝕劑。常用緩蝕劑：重鉻酸鹽、鉬酸鹽、亞硝酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、硒酸鹽、銻酸鹽、乙酸鹽、苯甲酸鹽、甲基苯甲酸鹽、水楊酸鹽五、污水的緩蝕（1）氧化膜型緩蝕劑如重鉻酸鹽通過氧化反應產生Cr2O3、

Fe2O3：氧化物在鋼鐵表面形成鐵氧化鐵-鉻氧化物鈍化膜。五、污水的緩蝕（2）沉淀膜型緩蝕劑機理：通過在腐蝕電池的陽極和陰極表面上形成沉淀膜而起緩蝕作用。陽極表面，如硅酸鈉陰極表面，如硫酸鋅Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓五、污水的緩蝕（2）沉淀膜型緩蝕劑

可用的緩蝕劑：硅酸鈉、硫酸鋅、氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉、次氨基三亞甲基膦酸鈉(ATMP)、乙二胺四亞甲基膦酸鈉(EDTMP)、羥乙基二膦酸鈉（HEDP）等。五、污水的緩蝕（2）沉淀膜型緩蝕劑五、污水的緩蝕（3）吸附膜型緩蝕劑機理：通過在腐蝕電池陽極和陰極表面上形成吸附膜?？捎玫木徫g劑：

含氮、氧元素的有機化合物或表面活性劑除氧劑、殺菌劑的緩蝕作用注意：污水緩蝕劑通常是復配使用。五、污水的緩蝕（3）吸附膜型緩蝕劑常見緩蝕劑六、污水的殺菌污水中的細菌：

（1）硫酸鹽還原菌（SRB）（2）鐵細菌（IB）（3）腐生菌（TGB）六、污水的殺菌殺菌劑：少量加入就能殺死細菌的物質。

防止地層堵塞防止化學劑變質防止由細菌引起的金屬腐蝕目的

要求：高效、廣譜、低毒、穩(wěn)定、無臭、無刺激性、能與其他化學劑配伍、成本低、來源廣、使用方便等。六、污水的殺菌殺菌劑分類：非氧化型殺菌劑氧化型殺菌劑殺菌劑分類滲透型殺菌劑吸附型殺菌劑六、污水的殺菌1．氧化型殺菌劑常用殺菌劑：Cl2（氯氣）、HClO2(亞氯酸)六、污水的殺菌1．氧化型殺菌劑六、污水的殺菌1．氧化型殺菌劑六、污水的殺菌2．非氧化型殺菌劑(1)吸附型殺菌劑

機理：通過吸附在細菌表面（細菌表面通常帶負電），影響細菌正常的新陳代謝而起殺菌作用。

殺菌劑的結構特點：（1）帶正電；（2）含（多個）季銨氮；（3）表面活性劑。六、污水的殺菌2．非氧化型殺菌劑(1)吸附型殺菌劑六、污水的殺菌2．非氧化型殺菌劑(1)滲透型殺菌劑

機理：滲透入細菌的細胞質中，破壞菌體內的生物酶而起殺菌作用。六、污水的殺菌2．非氧化型殺菌劑(1)滲透型殺菌劑六、污水的殺菌2．非氧化型殺菌劑(1)滲透型殺菌劑六、污水的殺菌殺菌劑的使用方法（1）復配使用（2）交替使用（3）開始使用時濃度要高（4）連續(xù)投放或間歇加入本章完總復習第四章油層的化學改造1.基本概念:采收率;流度;流度比；波及系數;洗油效率;油層改造;聚合物驅;活性劑驅;堿驅;復合驅;混相驅；酸值；泡沫特征值；原油的膨脹系數等。2.油層改造的主要方法:油層改造的主要的方法、提高采收率的基本的原理、適應的范圍或條件、主要的化學劑（配比）、配制與注入的方法（段塞）等3.油層改造的研究進展:了解有關油層改造方面的研究現狀和最新進展。4.請各舉出油層改造方法的應用實例或典型配方。第五章油水井的化學改造（1）水井調剖的方法、基本原理、選井原則、評價方法、適用范圍、基本配方，能舉例說明。（2）油井堵水的方法、基本原理、選井原則、評價方法、適用范圍、基本配方，能舉例說明。（3）防砂的方法、基本原理、基本配方，能舉例說明。（4）清防蠟的方法、基本原理、基本配方，能舉例說明。（5）稠油乳化降粘開采的基本原理、常用的乳化劑。（6)

酸化常用的酸、添加劑及其作用原理。（7）壓裂液類型、常用的稠化劑、添加劑及其作用原理。第六章埋地管道的腐蝕與防腐(1)基本概念:金屬的腐蝕;腐蝕的三個基本過程;腐蝕的分類;腐蝕速度的表示方法;油田污水的腐蝕;影響技術腐蝕的主要因素;土壤腐蝕、電極反應和電池反應;細菌的腐蝕等。（2）覆蓋層防腐法：基本要求、常用的防腐層、基本組成、優(yōu)缺點等。（3）陰極保護法：分類、基本原理（4）緩蝕劑法：分類、作用機理、使用方法等。第七章乳化原油的破乳與起泡沫原油的消泡（1）原油的乳化、乳化原油的類型（W/O－一、二次采油；O/W－三次采油）、多重乳化原油；（2）W/O乳化原油的破乳方法與基本原理、破乳劑及其破乳原理、高分子破乳劑的發(fā)展趨勢；（3）O/W乳化原油的破乳方法與基本原理、破乳劑及其破乳原理（不同的破乳劑有不同的破乳機理）。（4）原油泡沫的形成機理、溶劑型原油消泡劑、表面活性劑型消泡劑、聚合物型原油消泡劑及其消泡機理。第八章原油的降凝輸送與減阻輸送

(1)基本概念：原油的凝點及其按凝點的分類、多蠟原油的粘溫曲線、減阻率、增輸率等。（2）降粘輸送的方法（物理法、化學法、復合法）、常用的降凝劑、平均碳數。（3）減阻輸送減阻劑、管輸的條件等。第九章天然氣處理與污水處理(1)基本概念：天然氣、油田氣、天然氣的絕對濕度和相對濕度、水露點、水合物、油田污水