油田化学课件

第十五章油田污水处理污水：从油井产液中脱出的水。

处理原因：污水含有固体悬浮物、原油，并有腐蚀、结垢和细菌繁殖等问题。回注地层，要求注好水，注够水。保护环境，节约水资源。处理的目的：除油——除油剂除氧——除氧剂除固体悬浮物——絮凝剂防垢——防垢剂缓蚀——缓蚀剂杀菌——杀菌剂污水含油的危害：通过贾敏效应堵塞地层，使注水压力上升，造成注水困难。除油的思路：增大油珠半径，降低油珠表面的负电性。一、污水的除油除油剂

（1）阳离子型聚合物：中和油珠表面负电性和桥接油珠的作用。一、污水的除油除油剂

（2）有分支结构的表面活性剂：可取代油珠表面原有的吸附膜，使吸附膜保护作用大大削弱。二、污水的除氧除氧剂

（1）亚硫酸盐：亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和低亚硫酸盐（连二亚硫酸盐）。二、污水的除氧除氧剂

（2）甲醛：

2CH2O+O2→2HCOOH（3）联氨(高温除氧)：（4）硫脲：二、污水的除氧除氧剂

（5）异抗坏血酸：三、污水中固体悬浮物的絮凝混凝剂：主要用无机阳离子型聚合物:

a羟基铝、羟基铁和羟基锆

在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。

b三氯化铝、硫酸铝、铝酸钠、钾明矾、铵明矾、三氯化铁、氧氯化锆

通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子。

三、污水中固体悬浮物的絮凝(2)助凝剂：常用助凝剂（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、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、褐藻胶、黄胞胶等。褐藻胶、黄胞胶等。有机阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用。三、污水中固体悬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）混凝剂和助凝剂都有一个最佳浓度；

（2）加入顺序，即要先加入混凝剂，再加入助凝剂。四、污水的防垢防垢剂

（1）缩聚磷酸盐：链状缩聚磷酸盐和环状缩聚磷酸盐。

注意：

缩聚磷酸盐使用温度：<50℃

四、污水的防垢防垢剂

（2）膦酸盐制备:由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应，再用碱中和生成。四、污水的防垢防垢剂

（2）膦酸盐

特点：

（1）用量低：质量浓度一般在0.1~30mg·L-1。（2）热稳定性好：如EDTMP与HEDP可分别用到200℃和250℃。

四、污水的防垢防垢剂

（4）表面活性剂特点：热稳定性有差异四、污水的防垢防垢剂

（4）表面活性剂式中，R为C12~C18；R′为C8~C14；n为2~10；M为Na、K、NH4。在防垢用的表面活性剂中，磺酸盐、羧酸盐等类型表面活性剂的热稳定性明显优于硫酸酸酯盐型表面活性剂的稳定性。

四、污水的防垢防垢剂

（5）聚合物

结构特点：低相对分子质量（小于5×104）的带羧基链节的均聚物和共聚物。

使用特点：用量低、热稳定性较好，如聚丙烯酸盐（PAA）可用到120℃，而聚顺丁烯二酸盐（PMA）可用到180℃。四、污水的防垢防垢剂

（5）聚合物四、污水的防垢防垢剂-防垢剂的作用机理

1.晶格畸变机理：防垢剂吸附

2.静电排斥机理：防垢剂吸附

3.反应+络合（螯合）机理：防垢剂水解金属腐蚀速度的表示方法

①金属腐蚀的重量指标：把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积于单位时间内的重量变化的数值。一般用v表示，单位为g/m2·h(或mg/dm2·h)。②金属腐蚀速度的深度指标：把金属腐蚀的厚度因腐蚀而减少的量，以线性单位表示，并换算成为相当于单位时间的数值。一般用vL表示，单位为mm/a。③金属腐蚀的电流指标：以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度。一般用ia表示，单位为A/cm2。油田污水系统的腐蚀油田污水系统遇到的属于电化学腐蚀，电化学腐蚀过程就是在金属与污水接触的表面上，阴极和阳极间电子流动的过程，是有腐蚀电流的腐蚀。由于污水中含有一定数量的溶解氧，而在金属表面形成微电池，通过电池反应产生金属的氢氧化物和各种氧化物，从而造成腐蚀。由于污水处理系统里钢浸泡在污水中，污水本身为电解质溶液，这样就构成了一个完整的电路。五、污水的缓蚀污水缓蚀主要用中性介质缓蚀剂。

（1）氧化膜型缓蚀剂机理：通过氧化产生致密的保护膜而起缓蚀作用的。保护膜极易促进金属的阳极钝化，所以也叫钝化膜型缓蚀剂。常用缓蚀剂：重铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硒酸盐、锑酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐、甲基苯甲酸盐、水杨酸盐五、污水的缓蚀（1）氧化膜型缓蚀剂如重铬酸盐通过氧化反应产生Cr2O3、

Fe2O3：氧化物在钢铁表面形成铁氧化铁-铬氧化物钝化膜。五、污水的缓蚀（2）沉淀膜型缓蚀剂机理：通过在腐蚀电池的阳极和阴极表面上形成沉淀膜而起缓蚀作用。阳极表面，如硅酸钠阴极表面，如硫酸锌Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓五、污水的缓蚀（2）沉淀膜型缓蚀剂

可用的缓蚀剂：硅酸钠、硫酸锌、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、次氨基三亚甲基膦酸钠(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMP)、羟乙基二膦酸钠（HEDP）等。五、污水的缓蚀（2）沉淀膜型缓蚀剂五、污水的缓蚀（3）吸附膜型缓蚀剂机理：通过在腐蚀电池阳极和阴极表面上形成吸附膜。可用的缓蚀剂：

含氮、氧元素的有机化合物或表面活性剂除氧剂、杀菌剂的缓蚀作用注意：污水缓蚀剂通常是复配使用。五、污水的缓蚀（3）吸附膜型缓蚀剂常见缓蚀剂六、污水的杀菌污水中的细菌：

（1）硫酸盐还原菌（SRB）（2）铁细菌（IB）（3）腐生菌（TGB）六、污水的杀菌杀菌剂：少量加入就能杀死细菌的物质。

防止地层堵塞防止化学剂变质防止由细菌引起的金属腐蚀目的

要求：高效、广谱、低毒、稳定、无臭、无刺激性、能与其他化学剂配伍、成本低、来源广、使用方便等。六、污水的杀菌杀菌剂分类：非氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂杀菌剂分类渗透型杀菌剂吸附型杀菌剂六、污水的杀菌1．氧化型杀菌剂常用杀菌剂：Cl2（氯气）、HClO2(亚氯酸)六、污水的杀菌1．氧化型杀菌剂六、污水的杀菌1．氧化型杀菌剂六、污水的杀菌2．非氧化型杀菌剂(1)吸附型杀菌剂

机理：通过吸附在细菌表面（细菌表面通常带负电），影响细菌正常的新陈代谢而起杀菌作用。

杀菌剂的结构特点：（1）带正电；（2）含（多个）季铵氮；（3）表面活性剂。六、污水的杀菌2．非氧化型杀菌剂(1)吸附型杀菌剂六、污水的杀菌2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂

机理：渗透入细菌的细胞质中，破坏菌体内的生物酶而起杀菌作用。六、污水的杀菌2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂六、污水的杀菌2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂六、污水的杀菌杀菌剂的使用方法（1）复配使用（2）交替使用（3）开始使用时浓度要高（4）连续投放或间歇加入本章完总复习第四章油层的化学改造1.基本概念:采收率;流度;流度比；波及系数;洗油效率;油层改造;聚合物驱;活性剂驱;碱驱;复合驱;混相驱；酸值；泡沫特征值；原油的膨胀系数等。2.油层改造的主要方法:油层改造的主要的方法、提高采收率的基本的原理、适应的范围或条件、主要的化学剂（配比）、配制与注入的方法（段塞）等3.油层改造的研究进展:了解有关油层改造方面的研究现状和最新进展。4.请各举出油层改造方法的应用实例或典型配方。第五章油水井的化学改造（1）水井调剖的方法、基本原理、选井原则、评价方法、适用范围、基本配方，能举例说明。（2）油井堵水的方法、基本原理、选井原则、评价方法、适用范围、基本配方，能举例说明。（3）防砂的方法、基本原理、基本配方，能举例说明。（4）清防蜡的方法、基本原理、基本配方，能举例说明。（5）稠油乳化降粘开采的基本原理、常用的乳化剂。（6)

酸化常用的酸、添加剂及其作用原理。（7）压裂液类型、常用的稠化剂、添加剂及其作用原理。第六章埋地管道的腐蚀与防腐(1)基本概念:金属的腐蚀;腐蚀的三个基本过程;腐蚀的分类;腐蚀速度的表示方法;油田污水的腐蚀;影响技术腐蚀的主要因素;土壤腐蚀、电极反应和电池反应;细菌的腐蚀等。（2）覆盖层防腐法：基本要求、常用的防腐层、基本组成、优缺点等。（3）阴极保护法：分类、基本原理（4）缓蚀剂法：分类、作用机理、使用方法等。第七章乳化原油的破乳与起泡沫原油的消泡（1）原油的乳化、乳化原油的类型（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与基本原理、破乳剂及其破乳原理、高分子破乳剂的发展趋势；（3）O/W乳化原油的破乳方法与基本原理、破乳剂及其破乳原理（不同的破乳剂有不同的破乳机理）。（4）原油泡沫的形成机理、溶剂型原油消泡剂、表面活性剂型消泡剂、聚合物型原油消泡剂及其消泡机理。第八章原油的降凝输送与减阻输送

(1)基本概念：原油的凝点及其按凝点的分类、多蜡原油的粘温曲线、减阻率、增输率等。（2）降粘输送的方法（物理法、化学法、复合法）、常用的降凝剂、平均碳数。（3）减阻输送减阻剂、管输的条件等。第九章天然气处理与污水处理(1)基本概念：天然气、油田气、天然气的绝对湿度和相对湿度、水露点、水合物、油田污水