2025年大学《能源化学》专业题库- 化学技术在石油开采中的应用

2025年大学《能源化学》专业题库——化学技术在石油开采中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.在石油钻井过程中，用于增加钻井液粘度、携带岩屑和平衡地层压力的主要化学成分是（）。A.油类润滑剂B.膨润土C.消泡剂D.加重剂2.对于含有较多有机质和硫化物的油气藏，进行酸化作业时，通常优先考虑使用（）。A.高浓度的盐酸B.高浓度的氢氟酸C.甲酸或乙酸D.硝酸3.下列哪种化学驱油方法主要通过降低油水界面张力来实现对原油的驱替？（）A.碱驱B.聚合物驱C.表面活性剂驱D.高温蒸汽驱4.能够显著提高钻井液滤失性，导致井壁岩层早期出砂的主要化学因素是（）。A.粘土分散剂B.消泡剂C.滤失抑制剂D.聚合物增粘剂5.在石油炼化的常压蒸馏过程中，原油中沸点最低的组分主要是（）。A.沥青质B.重质油C.汽油馏分D.蜡油6.能够有效抑制金属在酸液中的腐蚀，延长酸化工具寿命的化学物质称为（）。A.表面活性剂B.缓蚀剂C.增粘剂D.消泡剂7.提高石油采收率（EOR）的核心理念是通过化学手段（或能量）克服毛细管力等阻止油流向井底的阻力，从而采出更多原油。（）（判断正误，请在括号内填“√”或“×”）8.与水力压裂技术相比，酸化技术的主要优势在于能够更有效地改造中低渗透率油藏。（）（判断正误，请在括号内填“√”或“×”）9.钻井液密度的大小主要取决于其中所含（）的浓度。A.膨润土B.加重剂C.表面活性剂D.消泡剂10.下列石油产品中，主要由石油中的饱和烃类组成的，且辛烷值是其重要质量指标的是（）。A.柴油B.汽油C.润滑油D.蜡油二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）1.原油的化学组成非常复杂，其中________是其主要成分，此外还含有少量________、________等非烃类组分。2.钻井液的功能主要包括：携带岩屑、平衡地层压力、_______、_______以及保护井壁等。3.在水力压裂中，为了使裂缝能够持续扩展并形成复杂缝网，通常需要在压裂液中加入________。4.酸化液与地层中的矿物反应后，可能会产生大量的________，其运移不当会对油藏造成二次污染。5.提高采收率方法中，聚合物驱主要利用聚合物的________增加流体粘度，提高洗油效率。6.催化裂化是石油炼制中重要的轻质化过程，其核心是利用催化剂将重质油转化为________和________。7.为了防止钻井液中的油类被地层过度吸收，常加入________来改善其润滑性。三、简答题（每小题5分，共20分）1.简述表面活性剂分子在油水界面处的主要作用。2.与普通压裂相比，酸化技术改造油层的原理有何不同？3.为什么在钻井液配方设计中需要考虑加重剂？其加入量受哪些因素影响？4.简述碱驱提高石油采收率的化学原理。四、计算题（6分）某油藏需要配制一套钻井液，要求其密度为1.15g/cm³。已知基础浆（不含加重剂）的密度为1.05g/cm³，现需加入密度为2.8g/cm³的碳酸钙加重剂。若钻井液总量为10m³，计算需要加入多少立方米的碳酸钙加重剂？五、论述题（13分）论述聚合物驱技术在提高原油采收率中的应用前景及其面临的主要挑战。试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.A5.C6.B7.√8.×9.B10.B二、填空题1.烃类，非烃类，沥青质2.悬浮携带岩屑，维护井眼畅通3.支撑剂4.残渣5.拦阻油水相对渗透率6.汽油，柴油7.润滑剂三、简答题1.解析思路：考察对表面活性剂基本作用的掌握。表面活性剂分子具有亲水基和疏水基，在油水界面会定向排列，亲水基朝向水相，疏水基朝向油相。这种排列可以显著降低油水界面张力，甚至使油水发生乳化。答案要点：表面活性剂分子在油水界面定向排列，亲水基朝向水相，疏水基朝向油相；降低油水界面张力；可能形成乳化液。2.解析思路：考察对压裂与酸化原理差异的理解。压裂是利用液体（或气体）的高压注入在岩石中形成裂缝，通过支撑剂将裂缝支撑开，形成高导流能力通道。酸化主要是利用酸与地层中的敏感矿物反应，溶解岩石基质或堵塞物，扩大孔隙通道或提高渗透率，通常不需要支撑剂。答案要点：压裂原理是形成并支撑开放性裂缝；酸化原理是利用酸与地层反应溶解矿物或堵塞物，提高渗透率。3.解析思路：考察对钻井液加重剂作用和影响因素的掌握。加重剂用于增加钻井液密度，以平衡高压地层压力，防止井涌和井漏。密度越高，所需的加重剂数量越多，且对泵和钻具的磨损越大。答案要点：作用是增加钻井液密度，平衡地层压力，防止井涌和井漏；影响因素包括地层压力、井深、钻井液密度要求、加重剂本身密度和沉降性能、对钻具和泵的损害程度。4.解析思路：考察对碱驱化学原理的理解。碱驱主要是利用注入的碱溶液与地层水中的酸性物质（如有机酸、黄铁矿等）或油藏中的酸性原油组分反应，生成不溶或低溶性的沉淀物，降低原油粘度，或产生气体（如CO2），降低油水界面张力，从而提高原油流动性或驱替效率。答案要点：注入碱溶液；碱与地层水中的酸性物质或油藏酸性组分反应；生成不溶或低溶性沉淀物（降低粘度）；或产生气体（降低界面张力）；提高原油流动性或驱替效率。四、计算题解析思路：这是一个典型的混合物密度计算问题。设需加入xm³加重剂。根据质量守恒和密度公式，混合后的总质量等于各组分质量之和，混合后的总体积等于各组分体积之和。可列方程求解x。列方程：1.05*10+2.8*x=(1.15*10)解方程：10.5+2.8x=11.52.8x=1.0x≈0.36m³答案：需要加入约0.36立方米的碳酸钙加重剂。五、论述题解析思路：考察对聚合物驱技术的综合理解和批判性思维。需要首先阐述聚合物驱的基本原理（增粘、提高粘度梯度、阻止水窜）及其在提高采收率中的优势（适用于中低渗透率油藏、非均质油藏、提高波及效率等）。然后，需要分析其面临的主要挑战，如：聚合物成本较高、对油水粘度比敏感、易被细菌降解、注入压力较高、对地层伤害敏感性高等。答案要点：应用前景：原理：利用聚合物提高地层流体粘度，形成粘度梯度，阻止水窜，提高洗油效率；尤其适用于中低渗透率、非均质性强、水驱效果差的油藏；可提高波及效率，提高最终采收率。挑战：成本：聚合物本身