油田化學(石油科學分支)

油田化學(石油科學分支)

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油田化學,是研究油田作業中各種化學問題的套用科學。也就是說它主要研究石油工業上游作業中所遇到的化學問題。從鑽井開始到把原油、天然氣輸送到煉油廠前整個過程中的化學問題都屬於油田化學的研究範圍。

基本介紹

  • 中文名:油田化學
  • 外文名:Oil-field Chemistry
  • 性質:化學
  • 屬性:油田
  • 研究內容:研究解決存在問題所使用的化學劑
介紹,主要分類,研究內容,研究順序,關聯學科,發展的歷史,發展趨勢,

介紹

油田化學是研究油田鑽井、採油和原油集輸過程中化學問題的科學。是石油科學中最年輕的學科,是由鑽井化學、採油化學和集輸化學三部分組成,這些組成部分構成了油田化學的研究對象。鑽井、採油和原油集輸雖然是不同的過程,但它們是互相銜接的,因此油田化學三個組成部分雖有各自的發展方向,但它們是相互關聯的。
海上油井海上油井

主要分類

油田化學 — 鑽井化學主要研究鑽井液和水泥漿的性能及其控制與調整。由於鑽井過程和固井過程中遇到的問題主要來自鑽井液和水泥漿,因此鑽井化學可分為鑽井液化學和水泥漿化學
油田化學 — 採油化學
採油化學主要研究油層化學改造與油水井化學改造。是油田開採工程學與化學之間的邊緣學科。採油化學是研究如何用化學方法解決採油過程中遇到的問題。採油過程中遇到的問題有油層的問題,也有油水井的問題。
油田化學 — 集輸化學
集輸化學主要研究埋地管道的腐蝕與防腐、乳化原油的破乳與起泡原油的消泡、原油的降凝輸送與減阻輸送、天然氣處理與油田污水處理等問題。集輸化學是集輸工程學與化學之間的邊緣學科。是研究如何用化學方法解決原油集輸過程中遇到的問題。原油集輸過程中遇到許多化學問題,如埋地管道的腐蝕與防腐,乳化原油的破乳與起泡沫原油的消泡,原油的降凝輸送與減租輸送,天然氣的脫水與脫酸性氣體,油田污水的除油、除氧、除固體懸浮物、防垢、緩蝕和殺菌等。解決這些問題,需要用到各種化學劑,如埋地管道防腐層中的各種化學劑、乳化原油破乳劑、起泡沫原油消泡劑、原油降粘劑和減阻劑、各種天然氣處理劑和油田污水處理劑等。

研究內容

1.研究鑽井、採油和原油集輸過程中存在的問題的化學本質。
2.研究解決存在問題所使用的化學劑。
3.研究各種化學劑的作用機理和協同效應

研究順序

油田化學油田化學
從上面順序可以看到,油田化學的研究是按實踐—理論—實踐的規律展開,循環向上,使油田化學不斷發展。

關聯學科

1.油田化學中的一個任務是改造油層。要改造油層就必須認識油層。油田地質學是地質學的組成部分,它主要研究油層的物質組成、構造和油氣水的分布,所以是認識油層的重要手段,因此油田化學與油田地質學有著密切的聯繫。
2.油田化學是化學與鑽井工程、油田開採工程(包括採油工程油藏工程)、集輸工程等工程學之間的邊緣學科。油田化學所要解決得問題都是這些工程學提出的問題,因此,油田化學與這些工程學是緊密相關的。
3.由於化學也是認識油層和改造油層的重要手段,因此各門基礎化學(無機化學、有機化學分析化學物理化學、表面化學、膠體化學等)自然成為油田化學的基礎。
4.油田化學是通過油田化學劑改造油田。油田化學劑通常是溶於各種溶劑(流體)中使用的。油田化學劑的溶解,其後在界面上的吸附及在各相中的分配均對使用體系的性質產生重要的影響。這些影響可用流體力學和滲流力學的方法進行研究,因此油田化學與流體力學和滲流力學同樣有著密切的聯繫。

發展的歷史

油田化學這一新興學科出現於六十年代。此後,油田化學劑的開發和利用日益受到石油行業的關切和重視。
世界:70年代中期總銷售額:8億美元;
80年代初期總銷售額:20億美元;
80年代末期總銷售額:30億美元。
我國油田化學工作起步較晚。到80年代初期,才出現蓬勃發展的趨勢。但與石油先進國家相比,油田化學劑的套用水平有還相當差距。例如:美國每采出一噸原油大約投入各種油田化學劑21公斤。而我國為7.76斤。這些油田化學劑包括鑽井、完井、採油、集輸等作業中所用的各種油田化學劑。1994年全國油田化學劑總用量為95.46萬噸,總費用15億元,但合格率僅30~60%。初步預測"九五"期間油田化學劑用量將大大增加,費用每年將增至30~35億元。
我國於1984年4月由成都科技大學高分子研究所編輯出版了第一份《油田化學》專業雜誌,大大促進了油田化學學科的學術交流。在1979年由華北石油局鑽井工藝研究所與石油天然氣總公司鑽井局合辦了《鑽井液與完井液》。
美國Petroleum Economist雜誌1992年第59卷第3期由Frost and Sullivan公司發表的文章預測世界油田化學劑銷售額從1991到1997年將增長16.8%,其中鑽井液占63%左右,完井、修井液占1.5%左右,強化採油劑占8.9%左右,而水泥外加劑占25.4%,總數與80年代美國“油田化學”雜誌預計的數字基本相符,只是增長幅度更大些。

發展趨勢

從近幾年的發展來看,油田化學研究呈現出以下幾種趨勢:
(1)隨其它學科的發展而發展,新的體系、化學劑日益增多。
比如說:泥漿從以前的陰離子體系發展到現在的陽離子、複合離子體系,甚至也出現了以混合層金屬氫氧化物為主的正電膠體系。這都是借鑑了其它學科的成果。
(2)保護油層的化學劑日益受到重視。
這類化學劑是一批新型化學劑,可用在鑽井液、注水等系統中,減少對油層的損害,主要以陽離子聚合物為主。國內由勘探院研究成功了聚乙烯醇類的粘土礦物微離穩交劑。

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