5A版油田化学实验报告.docx
《5A版油田化学实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5A版油田化学实验报告.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5A版油田化学实验报告
油田化学实验报告
目录
实验一碱在原油乳化中的作用3
实验二絮凝剂在污水处理中的应用8
实验三钻井液钙侵及处理12
实验四钻井液中固相含量的测定17
实验五钻井液中膨润土含量的测定19
实验六金属的缓蚀21
实验七堵水剂的制备与性质24
实验一碱在原油乳化中的作用
姓名：
GGG班级：
石工GG班学号：
GGG
同组者：
GGGG实验时间：
20GG.10.11
一.实验目的
1.观察碱与原油乳化后的现象。
2.学会用不稳定系数法确定使原油乳化的最佳碱浓度范围。
二.实验原理
碱（例如NaOH）可与原油中的酸性成分（例如环烷酸）反应，生成表面活性物质。
这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油（O/W）乳状液。
水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的，例如碱驱中乳化-携带、乳化捕集、自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包油状乳液的形成为前提条件的。
碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。
碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。
若碱浓度过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。
乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI）表示。
不稳定系数按式4-1定义：
（4-1）
式中USI——不稳定系数，ml;
V（t）——乳化体系分出水体积与时间的变化函数；
T——乳化体系静止分离的时间，min;
从定义式可以看出，不稳定系数越小，乳状液的稳定性越好。
三.仪器与药品
1.仪器
电子天平（感量0.001g）、10ml具塞刻度试管、秒表、滴管、试管架。
2.药品
氢氧化钠、原油、蒸馏水。
四.实验步骤
1.取10ml具塞刻度试管7支，分别加入质量分数为
的氢氧化钠溶液各5ml，分别用滴管准确加入原油5ml，塞上试管塞子，每只试管各上下震荡30次。
2.将震荡后的试管立即垂直放在试管架上，同时开始计时，并每隔3min记录一次试管中分出水的体积，共记录30min。
3.取乳化最稳定的试管重新震荡30次，用分散法判别乳状液的类型。
五.结果处理
1.求出碱在不同质量分数下乳化原油的不稳定系数。
（1）在坐标纸上绘制分出水的体积与时间的关系（V-t）曲线，注意每个碱的质量分数下的V-t曲线都应在同一规格坐标中绘出。
（2）将V-t曲线与时间轴所包体积剪下，在电子天平上称其质量
。
（3）在坐标纸上剪下已知面积的方框称取其质量
。
（4）不稳定系数按式4-2求出：
当浓度依次降低时，V-t曲线如下图所示
2.绘制USI-w（NaOH）的关系曲线，找出使原油乳化的最佳碱质量分数范围，并解释曲线的变化规律。
使原油乳化的最佳碱质量分数范围为1.0×10
~8.0×10
。
USI—ω（NaOH）的关系曲线先降低后升高。
原因：
碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定，USI值较大；随着浓度升高，碱与石油酸反应生成的表面活性剂质量增加，亲水性与亲油性逐渐达到充分平衡，降低了表面张力，有利于乳状液稳定，USI值逐渐降低；当碱浓度升高到某一浓度时，由于碱含量过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，所以USI值又逐渐增大。
六.思考题
1、为什么碱质量分数过高或过低都不能形成稳定的水包油乳状液？
答：
碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。
若碱浓度过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。
2、原油酸值的高低对碱与原油的乳化作用有何影响？
答：
由于碱驱进行的条件是原油中有能够产生表面活性剂的酸，因此要求碱驱油层有足够高的酸值。
当原油的酸值小0.2mg/g时，油层不适宜进行碱驱。
一定的酸值是进行碱驱的必要条件。
3、综述水包油乳状液的形成与稳定在碱驱中的作用。
答：
水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油降粘是重要的，例如碱驱中乳化-携带，乳化-捕集，自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包油乳状油液的形成为前提条件的。
乳化-携带机理:
在碱含量和盐含量都低的情况下，有碱与石油酸反应生成的表面活性剂可使地层中的剩余油乳化，并被碱水携带着通过地面。
乳化-捕集机理:
在碱含量和盐含量都低的情况下，由于低界面张力使油乳化在碱水相，但油珠直径较大，因此当它向前移动时，就被捕集，增加了水的流动阻力，即降低了水的流速，从而改善了流度比，增加了波及系数，提高了原油采收率。
中国石油大学油田化学实验报告
实验日期：
20GG/11/1成绩：
班级：
学号：
GGGGGG姓名：
GGG教师：
GGG
同组者：
GGGGGG
实验二絮凝剂在污水处理中的应用
一．实验目的
1.观察絮凝剂（即混凝剂与助凝剂）净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。
2.掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。
二．实验原理
水的净化可使用各种絮凝剂。
在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。
常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。
此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。
混凝剂并非用得越多越好。
因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。
因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。
配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。
助凝剂多是水溶性高分子。
高分子的分子（或其缔合分子）可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。
常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。
同样，助凝剂也并非用得越多越好。
因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。
因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。
三．实验仪器、药品与材料
1.实验仪器
电子天平（感量0.001g）、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。
2.药品与材料
三氯化铁（化学纯）、部分水解聚丙烯酰胺（工业品）。
污水（在1L水中加入60g高岭土，高速搅拌20min后，在室温下密闭养护24h）。
四、设计实验内容
实验过程中用目视比色法观察絮凝剂的净水现象和作用效果，以表格形式记录实验现象和实验数据。
1.单独使用混凝剂，测定实验条件下净化污水所需混凝剂的最适宜浓度。
2.单独使用助凝剂，测定实验条件下助凝剂的最适宜使用浓度。
3.助凝剂配合混凝剂使用，确定在助凝剂存在下混凝剂的最适宜浓度。
五．数据处理
计算净化污水所用混凝剂和助凝剂的最适宜质量浓度（用mg/L表示）。
FeCl3的最适宜质量浓度：
HPAM的最适宜质量浓度：
FeCl3和HPAM配合使用的最适宜质量浓度：
FeCl3：
HPAM：
表一：
实验原始记录表
试管编号
1#
2#
3#
4#
5#
6#
混凝剂的净水作用
0.04FeCl3
1
2
4
8
16
32
观察并记录实验现象沉淀/ml
较浑浊0.8ml
透亮1.1ml
较透亮1.0ml
较浑浊0.9ml
浑浊0.8ml
浑浊0.8ml
助凝剂的净水作用
HPAM
10.00005
20.00005
40.0005
80.0005
160.01
320.01
观察并记录实验现象沉淀/ml
浑浊0
浑浊0
较透亮0.3ml
透亮0.5ml
浑浊0
浑浊0
助凝剂配合混凝剂使用
0.04FeCl31滴HPAM
1
2
4
8
16
32
观察并记录实验现象沉淀/ml
较透亮0.7ml
透亮1.8ml
较透亮1.0ml
较浑浊0.6ml
浑浊0.8ml
浑浊0.7ml
备注：
每滴溶液的质量g/滴
0.04FeCl30.06
0.00005HPAM
0.06
0.0005HPAM0.07
0.01HPAM0.08
六．实验结果与讨论
1.分别说明混凝剂和助凝剂的作用机理。
答：
常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。
此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。
助凝剂多是水溶性高分子。
高分子的分子（或其缔合分子）可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。
2.为何混凝剂和助凝剂都有最适宜的使用浓度？
答:
混凝剂并非用得越多越好。
因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。
因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。
同样，助凝剂也并非用得越多越好。
因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。
因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。
3.若水中的悬浮物不是固体颗粒，而是小油珠，请问本实验用的絮凝剂是否有净化水的作用?
答：
水中的悬浮物不是固体颗粒，而是小油珠，本实验用的絮凝剂仍有净化水的作用。
阳离子型聚合物聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用，因此是理想的絮凝剂。
而油珠的表面由于吸附了阴离子型表面活性剂，形成扩散双电层而带负电。
所以本实验的阳离子型表面活性剂正好可以去除小油珠。
实验三钻井液钙侵及处理
班级：
石油工程08-G姓名：
GGG学号:
08021GGG
同组者:
时间:
20GG年10月11
一、实验目的
1.了解一般淡水钻井液钙侵后性能的变化规律。
2.学会钙侵钻井液性能的调整。
二、实验原理
1.钻井液钙侵后，原来的钠质土变为钙质土，其ξ电位降低，水化膜变薄。
粘土颗粒之间形成或增强絮凝机构。
从而导致钻井液粘度、切力上升，失水增大。
当钙侵到一定程度后，粘土颗粒继续变粗而沉淀，此时粘土分散度明显降低，是年度、切力转而下降，失水继续增大。
钻井液性能参数变化趋势见下图。
2.钙侵钻井液加入适量有机处理剂（稀释剂）后，一是拆散因钙离子作用形成较大、较强的粘土絮凝结构，使钻井液处于适度的絮凝状态，二是保护粘土颗粒使它保持适度尺寸，不至于结合而又变得过于大，从而使钻井液性能得到改善。
三、仪器、药品
仪器：
ZNN-D6粘度计一台、台秤药品：
CMC.PT（教师配置）液。
四、实验步骤
1.取原浆1000ml高搅5分钟，测其性能。
2.各组按下表加石灰，根据教师要求搅拌10分钟后测其性能。
我们是第3组，做的是生石灰加量为0.15%的一组。
组
1/2
3/4
5/6
7/8
9/10
生石灰%
0.05
0.15
0.2
0.25
0.3
3.根据加石灰后的钻井液性能，加适量稀释剂和降失水剂使其性能得到恢复。
升级会员 