油田化学品

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什么是油田化学品[1]

  油田化学品是指在石油天然气的钻探、采输、水质处理及提高采收率过程中所用的一类助剂。

油田化学品的分类[2]

  油田化学品的分类有以下几种:

  (1)按油田化学品的组成和制造过程可分为:矿物产品、无机产品、通用化学品、天然产品和专用产品等类;

  (2)按应用可分为:钻井液类、完井液和激产液类、采油类和提高采收率类等;

  (3)按化学品的组成和应用结合起来可分为:无机产品、有机产品、高分子化学品、表面活性剂溶剂和防蜡用化学品,近井地带处理用化学品、防垢用化学品、堵水及杀菌剂、石油预处理用化学品、高粘油输送用化学品、有机和无机沉积抑制剂、提高输油效率用化学品。

  (4)依据油田主要生产工艺(作业)过程可分为:通用化学品、钻井用化学品(其下又细分成钻井液用化学品和固井水泥用化学品)、采油用化学品(其下又细分成酸化用化学品、压裂用化学品和其它采油用化学品)、提高采收率用化学品、油气集输用化学品和水处理用化学品。

油田化学品的特点[3]

  1.体系复杂、种类繁多。它们都可以某种形式存在于大气、水、土壤和生物体等各种环境介质中,能在不同的环境介质中迁移转化,在参与生态系统物质和能量循环过程中,随时发生形态变化或通过生物代谢转变成毒性更大的物质。

  2.浓度低。油田化学品在使用过程中,所使用的量比较少,而不经过处理就进人环境中的就更少,其浓度也就很小,在环境介质中,很难考察它的环境行为和即时的生态效应。

  3.存在潜在的危害。油田化学品在浓度低时无明显的生态效应,但进人生态系统后,在各种生物和非生物的环境因素作用下,油田化学品就会对人及生态系统产生危害。

油田化学品的应用[4]

  国内“十五”期间针对油田实际情况重点围绕新聚合物(包括天然改性聚合物)和表面活性剂方面开展研究,同时也有针对性地进行了专门的处理剂研究和应用。

  (一)聚合物

  1.泥浆处理剂

  (1)抗温泥浆处理剂。2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物(包括两性离子产品)主要采用AMPS单体与丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)等进行共聚合成,目前已形成商品的有PAMS和CPS-2000。

  (2)无机-有机聚合物。将无机材料通过特殊处理后与有机单体进行共聚,既保证了产物具有良好的抗温抗盐能力,又具有较低的成本,目前系列产品已经推广,特别是作为高钙盐钻井液的处理剂,使钻井液的质量有了较大提高,目前已经在新疆等地区应用。

  (3)非渗透泥浆处理剂。该类产品采用API滤失仪测定滤失量体现不出效果,只能用专门设计的仪器测定,不具代表性,与早期提到的液体套管的概念基本相同。

  (4)环保泥浆材料。这方面研究主要集中在天然材料的改性,由于评价标准不规范,产品还不成熟。

  (5)用于提高钻井速度的钻井液化学清洁剂。现场效果明显,已经推广。

  (6)聚合醇或多元醇。适用于不同地层温度的聚合醇或多元醇关键是浊度设计。

  (7)新型钻井液处理荆和聚甲基葡糖甙。开发以天然材料为主的无污染新型钻井液处理剂和聚甲基葡糖甙。

  2.驱油剂

  (1)提高抗温抗盐性。引入新单体AMPS制备的超高相对分子质量产品目前已经具备工业生产能力,问题是国内适用于超高相对分子质量的聚合物生产的高纯度AMPS单体产量小,不能满足需要。由于成本因素,当前条件下进一步发展还受到一定限制,但作为深部调驱剂已经应用,并见到较好的效果,作为交联驱已经用于135℃条件下。

  (2)引入疏水单体。室内研究表明,疏水缔合物的确具有很好的增稠效果,但在实际应用中却暴露出许多问题,一是配液要求用淡水,为施工带来麻烦;二是稳定性差,特别是在高矿化度条件下很快失去作用,先导应用均没有成功。这一思路作为抗温抗盐的驱油剂目前条件下基本不可行。

  (3)提高聚合物位阻效应。梳型聚合物现场应用时体现出了明显的优势,在中低温和低矿化度的地区具有良好的效果,今后应进一步提高其抗温抗盐能力,扩大其应用范围。

  (4)预交联聚合物驱油体系。①交联颗粒引入膨润土预交联颗粒;②地下交联体系在一些地区作为聚合物驱前的一项措施已经见到好的效果,特别是在高温高矿化度地层。驱油剂方面还提出2+3思路,通过调、驱结合可以获得明显的效果。

  3.油井水泥降滤失剂

  AMPS聚合物油井水泥降滤失剂进行现场应用时表现出的问题是超缓凝现象的控制没有很好解决,需要配合相应的外加剂才可以应用,AMPS聚合物作为高温缓凝剂也进行了初步探索。

  4.压裂液添加剂

  天然胶的应用更加成熟,目前对产品质量要求较高的地区主要采用瓜尔胶和改性瓜尔胶。田菁胶或改性田菁胶因为残渣不能进一步降低,目前应用受到限制。

  5.水处理剂

  聚合铝、阳离子聚合物絮凝剂、凝聚剂等已经成熟,特别是丙烯酰氧系单体的引入,提高了产品的相对分子质量,但目前该类单体价格昂贵,产品难以大面积推广。

  (二)表面活性剂

  1.提高采收率

  天然羧酸(以植物油皂脚为原料生产)已经进行现场应用,并收到了较好的效果,问题是产品的稳定性和在高温高盐条件下的性能还不能满足要求。在表面活性剂方面还围绕抗温抗盐开展了工作,但效果不明显。

  2.泥浆处理剂

  具有浊点效应的聚醚(多元醇)用于泥浆见到良好的效果,已经广泛应用。几乎所有的油田都将其作为防塌、抑制、润滑和油气层保护剂,目前存在问题是产品浊度不明显,有的产品没有浊度,质量不稳定。

  3.破乳剂

  重视阳离子产品开发,同时更注重复配产品以及针对原油特征开展研究,从总体情况看,研究路线没有新突破。新产品比较少。

  4.原油输送

  减阻降粘方面一是合成新产品,二是木质素类产品的改性。室内研究多,有针对性的研究少。

  (三)其他

  (1)高含硫气田开发。防硫化氢的处理剂和防硫化物沉积的产品开始应用,但还没有专门的产品。

  (2)油气田开采废弃物处理剂。借鉴污泥处理的一些经验,同时有针对性的开展了一些产品如固化剂、脱水剂、凝聚剂等研究工作,但目前距达标排放要求还有差距,随着对环境保护要求越来越严格,以及山区、沙漠地区钻井的增加,对废泥浆、其他作业废物等排放要求更严格,因此市场潜力非常大。

参考文献

  1. 第十二章 石油化学品.精细化学品化学.新疆大学精品课程
  2. 孙可华.我国油田化学品的发展[J].国内外石油化工快报,2008(8)
  3. 潘永梅,隋欣,王宝辉.油田化学品的环境影响研究[J].化学工程师,2007(5)
  4. 王中华.油田化学品应用坝状及开发方向[J].精细与专用化学品,2006(24)
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