油田化学.docx
《油田化学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油田化学.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
油田化学
油田化学
一、选择题 （共30题）
1、
一个铝原子与六个氧原子构成的铝原子在中间,氧原子在六个顶点的八面体结构叫（）
A、
铝氧八面体
B、
铝氧六面体:
C、
铝氧四面体:
D、
铝氧五面体:
考生答案：
A
2、
晶格中发生离子取代而晶体结构（）叫晶格取代
A、
变大
B、
不变
C、
变小
D、
先变大后变小
考生答案：
B
3、
速凝剂（）水泥浆凝固时间,加速硬化过程,可以缩短开钻时间,减少失水,防止气窜。
A、
加长
B、
缩短
C、
改变
D、
迅速缩短
考生答案：
B
4、
表面活性剂是少量存在就能降低水的（）的物质称为表面活性剂。
A、
表面张力
B、
界面张力
C、
活化能
D、
吸附力
考生答案：
A
5、
乳状液是一种液体以细小液滴分散在另外一种（）的液体中所形成的分散体系,称为乳状液。
A、
相互溶解
B、
互不反应
C、
相互反应
D、
互不相溶
考生答案：
D
6、
稠油是指在油层温度下脱气原油的粘度超过（）原油。
A、
50MPa.S
B、
70MPa.S
C、
100MPa.S
D、
150MPa.S
考生答案：
C
7、
双液法调剖过程中向油层注入由隔离液隔开的（）的液体,当将这两种液体向油层内部推至一定距离,隔离液将变薄至不起隔离作用,而这两种液体就可发生反应,产生封堵地层的物质。
A、
两种不发生反应
B、
两种可相互发生反应
C、
三种相互发生反应
D、
三种相互不发生反应
考生答案：
B
8、
在纤维素分子每个链节上有三个（）,其上的氢被取代而生成醚的个数。
也称作醚化度。
A、
羧基
B、
酯基
C、
羟基
D、
酰胺基
考生答案：
C
9、
在采油过程中,由于地层温度压力降低以及轻质烷烃的逸出,溶解在原油中的（）会以晶体的形式析出,并依附在油管壁、套管壁、抽油泵以及其它采油设备上,形成蜡沉积物。
A、
石蜡
B、
硫化物
C、
铵盐
D、
硫化氢
考生答案：
A
10、
加重剂用来调节钻井及完井液（）以控制液柱压力,如重晶石、铁矿粉、石灰石。
A、
体积
B、
质量
C、
密度
D、
粘度
考生答案：
C
11、
表面活性剂形成胶束的（）称为临界胶束浓度。
A、
最高浓度
B、
最低浓度
C、
较低浓度
D、
较高浓度
考生答案：
B
12、
注水井调剖:
在注水井注入化学剂、降低高渗透层段的吸水量,从而相应提高注水压力,达到提高（）渗透层段吸水量,改善注水井吸水剖面,提高注入水体积波及系数,改善水驱状况的方法。
A、
高
B、
中、高
C、
中
D、
中、低
考生答案：
D
13、
聚合物分子所含单体单元的数目称为（）。
A、
聚合度
B、
聚合物
C、
缩合度
D、
聚合值
考生答案：
A
14、
浊点:
溶液随温度升高到某一点时,溶液开始变混浊,这时的（）称为浊点。
A、
粘度
B、
温度
C、
稠度
D、
密度
考生答案：
B
15、
表面活性剂HLB值:
表面活性剂的（）的平衡关系值,是一个相对的数值,HLB值越小,亲油性越强；HLB值越大,亲水性越强。
A、
亲水能力
B、
亲油能力
C、
亲气能力
D、
亲水能力与亲油能力
考生答案：
D
16、
稠环芳香烃:
有两个或两个以上的苯环分别共用（）的碳原子而成的芳香烃。
A、
两个相间
B、
两个相对
C、
两个相邻
D、
一个相邻
考生答案：
C
17、
能使线型高分子化合物产生交联的物质叫（）
A、
胶凝剂
B、
交联剂
C、
乳化剂
D、
速凝剂
考生答案：
B
18、
物质在（）自动浓集（界面浓度大于体液浓度）的现象,称为吸附。
A、
两相之中
B、
两项之外
C、
一相之中
D、
两相界面上
考生答案：
D
19、
硅氧四面体是硅原子在中心,4个氧原子以相等的距离相连的（）,称为Si－O四面体。
A、
四面体
B、
八面体
C、
六面体
D、
五面体
考生答案：
A
20、
渗透水化是由于（）引起的远程的粘土与水之间的作用
A、
密度差
B、
浓度差
C、
体积差
D、
粘度差
考生答案：
B
21、
聚合物的多分散性也就是说高分子化合物是由（）大小不同的同系物组成的混合物。
常用聚合物的平均分子量表示其多分散性。
A、
密度
B、
粘度
C、
分子量
D、
体积
考生答案：
C
22、
降滤失剂:
减少钻井液相向地层渗漏,褐煤、沥青、淀粉、（）、聚丙烯酰胺类等。
A、
CMC
B、
丹宁
C、
司班80
D、
吐温20
考生答案：
A
23、
波及系数是驱油剂波及到的油层体积与（）体积之比。
A、
整个泥岩层
B、
整个油层
C、
部分油层
D、
部分水层
考生答案：
B
24、
流度是流体流过孔隙介质能力的量度。
它的数值等于孔隙介质的有效渗透率与（）的比值。
A、
体积
B、
温度
C、
流体粘度
D、
密度
考生答案：
C
25、
相是指在没有外力作用下,物理、化学性质完全相同、成分相同的（）物质的聚集态。
A、
不分散
B、
分散
C、
不均匀
D、
均匀
考生答案：
D
26、
链节为聚合物分子中（）的简单结构单元称为链节,即构成聚合物的最基本重复单位。
A、
不同的
B、
重复出现
C、
间断出现
D、
不出现
考生答案：
B
27、
由于单元晶格的大小相近似,四面体片和八面体片很容易沿C轴迭合而成为（）的结构层,这样的结构层称为单元结构层,简称晶层。
A、
同一
B、
不同
C、
相似的
D、
交替变化
考生答案：
A
28、
简述粘土表面电荷分为正电荷,（）与永久负电荷.
A、
负电荷
B、
可变负电荷
C、
可变正电荷
D、
永久正电荷
考生答案：
B
29、
页岩抑制剂:
抑制泥岩水化、膨胀和坍塌,沥青、（）、KOH、、阴、阳离子聚合物。
A、
NaCl
B、
NaOH
C、
KCl
D、
考生答案：
C
30、
冻胶就是高聚物分子在外界条件作用下相互联结而成的（）,在网状结构的孔隙中填满了液体。
A、
空间网状结构
B、
链状结构
C、
球形结构
D、
片状结构
考生答案：
A
二、判断题 （共24题）
31、
CMC（羧甲基纤维素钠盐）可作水泥的降失水剂和促凝剂。
考生答案：
×
32、
用Mw/Mn可表示聚合物的多分散性。
考生答案：
√
33、
酸化时用盐酸是为了溶解粘土矿物。
考生答案：
×
34、
调剖和堵水的都可以解决油井出水问题。
考生答案：
√
35、
酸化时酸化过渡会引起油井出砂。
考生答案：
√
36、
单液法和双液法堵水的工艺不同。
考生答案：
√
37、
离子交换吸附反应是同号离子之间相互交换。
考生答案：
√
38、
凝胶和冻胶是由同一类胶体转变而来的。
考生答案：
×
39、
高岭石的基本结构层是由一个硅氧四面体片和一个铝氧八面体片结合而成,属于1:
1层型粘土矿物。
考生答案：
√
40、
乙醇、乙酸能使表面张力降低,所以可以做为表面活性剂使用。
考生答案：
×
41、
稠油是指在油层温度下脱气原油的粘度超过1000mPa·ｓ的原油。
考生答案：
×
42、
水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面的性质而起防蜡作用的。
考生答案：
√
43、
油溶性表面活性剂主要是改变蜡晶表面性质而起防蜡作用。
考生答案：
√
44、
平均分子量和分子量分布是控制高聚物性能的重要指标。
考生答案：
√
45、
膨润土的主要成分是蒙脱石,因此膨润土也曾被定义为含有不少于85%蒙脱石的细颗粒粘土矿物。
考生答案：
√
46、
分散性降粘剂主要是高价阴离子,以天然聚合物改性产品为主,主要有丹宁类、木质素磺酸盐类等。
考生答案：
√
47、
常用的油井水泥缓凝剂有木质素磺酸钙（D13,150OC,0.1-1.5%）,CMHEC,高浓度的NaCl（可至饱和）,纤维素（D8,0.05-0.5%）,羟基有机酸（D30,0.2%）
考生答案：
√
48、
堵水和调剖是降低油井出水、提高油井采收率的唯一方法。
考生答案：
×
49、
无机盐类粘土防膨剂以钾盐防膨能力最好。
考生答案：
√
50、
.沉淀法和HPAM选择性堵水都是通过化学反应堵塞水层起到堵水作用的。
考生答案：
×
51、
酸化时用氢氟酸是为了溶解粘土矿物。
考生答案：
√
52、
LS（木质素磺酸盐）可作水泥的分散剂和缓凝剂。
考生答案：
√
53、
对于HPAM,絮凝最佳的PH值是在7—8范围。
考生答案：
√
54、
粘土表面的负电荷完全是由晶格取代产生的
考生答案：
×
三、填空题 （共9题）
55、
粘土矿物的基本构造单元是硅氧四面体和铝氧八面体。
考生答案：
56、
最常见的三种粘土矿物分别为高岭石,伊利石和蒙脱石。
考生答案：
57、
按钻井液材料的化学性质和组成分类,钻井液可分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂、表面活性剂。
考生答案：
58、
水泥浆转化为水泥石需经过水化#、凝结和硬化三个过程。
考生答案：
59、
注水井调剖法通常分为两种单液法和双液法。
考生答案：
60、
HLB代表亲水亲油能力的平衡关系,HLB是一个相对值。
通常将亲油性强的油酸的HLB值规定为__1____,而将亲水性强的油酸钠的HLB值规定为___18___。
考生答案：
61、
表面活性剂形成胶束的最高浓度称为临界胶束浓度。
考生答案：
62、
通常将钻井液滤失量可分为三种类型,分别为瞬时滤失量、静态滤失量、动态滤失量。
考生答案：
63、
结蜡分成三个阶段:
析蜡阶段、蜡晶长大阶段和沉积阶段。
考生答案：
四、问答题 （共15题）
64、
指出下列表面活性剂的类型及用途
（1）聚氧乙烯辛基苯酚醚-10（即OP-10）；
（2）氯化三甲基十六烷基铵
考生答案：
（1）非离子表面活性剂,用途:
增溶剂、起泡剂、乳化剂、洗涤剂等
（2）阳离子型表面活性剂,用途:
杀菌剂、缓蚀抑制剂等
65、
（1）膨润土的主要成分是什么？
（2）它在钻井液中主要起何作用？
考生答案：
（1）膨润土包括钠膨润土和钙膨润土,是配制水基钻井液的基础原料。
其主要矿物成分是蒙脱石。
（2）膨润土加人淡水或淡水钻井液里,有下列一个或多种作用
:
①提高井眼的清洁能力；②减少水渗人或滤失到渗透性地层;③形成低渗透率的薄泥饼;④在胶结不良的地层里,改善井眼的稳定性;⑤为了避免或克服井漏。
66、
简述选择性絮凝剂为什么能够除去钻井液中的钻屑而不除去粘土颗粒？
举例说明。
考生答案：
选择性絮凝剂为一带较多负电荷的阴离子型聚合物,例如HPAM,既含有阴离子水化基团-COONa,又含有非离子吸附基-CONH2基团。
而钻屑为劣质土,表面电荷少,与聚合物之间斥力小,易于吸附、聚集变大、沉降除去。
粘土为优质土,表明电荷多,与聚合物之间斥力大,聚合物不易在其表面吸附,因而不易聚集变大和沉降。
因此,钻井液选择性絮凝剂可以选择性的絮凝钻屑而不絮凝优质土。
67、
（1）CMC的聚合度和取代度定义是什么？
（2）与性能有何关系？
（3）CMC是怎样降失水的？
考生答案：
聚合度是指组成纤维素分子的环式葡萄糖链节数,是决定羧甲基纤维素钠盐分子量大小和水溶液粘度的主要因素。
取代度就是指在纤维素分子每个链节上有三个羟基,羟基上的氢被取代而生成醚,3个羟基中生成醚的个数,故又称作醚化度。
（3）CMC大分子链节上的羟基和醚氧基与粘土颗粒表面上的氧形成氢键或与粘土颗粒边面断键上的Al离子之间形成配位键使CMC能吸附在粘土颗粒表面上（包括边面和层面）,多个羧钠基水化使粘土颗粒表面水化膜变厚,负电量增加,粘土颗粒表面的ζ电势的绝对值升高,阻止粘土颗粒之间接触形成网架结构（护胶作用）,从而大大提高了土粒（特别是聚结趋势大的细土粒）的聚结稳定性,有利于保持和提高细土粒的含量,形成致密的滤饼,降低失水。
具有高粘度和弹性的吸附水化层的堵孔作用和CMC溶液的高粘度都起降失水的作用。
68、
指出下列表面活性剂的类型及用途
（1）油酸钠
（2）十二烷基苯磺酸钠
考生答案：
油酸钠:
阴离子表面活性剂,用途:
起泡剂、乳化剂、洗涤剂等
十二烷基苯磺酸钠:
阴离子型表面活性剂,用途:
起泡剂,乳化剂,抗静电剂等
69、
（1）配制钻井液所用膨润土的主要粘土矿物是什么？
（2）其为什么适于配制钻井液？
（从该粘土矿物结构分析）
考生答案：
配制钻井液所用膨润土的主要粘土矿物为蒙脱石,基本结构层是由两个硅氧四面体片和一个铝氧八面体片组成,2:
1层型粘土矿物。
（2）硅氧四面体的顶氧均指向铝氧八面体,通过共用氧联结在一起。
分子间作用力小,晶胞间连接不紧密,同时该粘土矿物存在大量的晶格取代,晶格取代后,在晶体表面可结合各种可交换阳离子。
当粘土遇水后,水分子易进入两个晶胞间发生膨胀。
水化分散性较好,有利于粘土造浆。
70、
（1）简述絮凝剂的分类？
（2）HPAM是什么样的絮凝剂,它的作用机理是什么？
考生答案：
絮凝剂主要分为2类。
（1）全絮凝剂:
既絮凝钻屑,又絮凝膨润土的絮凝剂。
选择性絮凝剂:
只絮凝钻屑,不絮凝膨润土的絮凝剂。
（2）HPAM是选择性絮凝剂,它的作用机理是:
钻屑和劣质土颗粒的负电性较弱,蒙脱土的负电性较强。
HPAM既含有阴离子水化基团-COONa,又含有非离子吸附基-CONH2基团。
即该絮凝剂也带负电,由于静电作用易在负电性弱的钻屑和劣质土上吸附,通过桥联作用把颗粒絮凝成团而易于清除；而在负电性较强的蒙脱土颗粒上吸附量较少,同时由于蒙脱土颗粒间的静电排斥作用较大而不能形成密实团块。
71、
简述纯碱、烧碱在钻井液中的作用和作用原理。
考生答案：
纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土:
从而有效地改善粘土的水化分散性能,因此加入适量纯碱可使新浆的失水下降,粘度、切力增大。
但过量的纯碱要产生压缩双电层的聚结作用,反使失水增大。
烧碱主要用于调节钻井液的PH值,或者与丹宁、褐煤等酸性处理剂一起配合使用,使其有效成分溶解发挥作用。
还可控制钻井液中浓度。
作用机理:
通过沉淀、中和、水解、络合等化学反应,除去有害离子,控制PH值,使有机处理剂变成能起作用的溶解态,形成螫合物等。
72、
指出下列表面活性剂的类型及用途:
（1）十八胺聚氧乙烯醚一10；
（2）油酸镁
考生答案：
（1）非离子表面活性剂,用途:
润滑剂、乳化剂、增溶剂等
（2）阴离子型表面活性剂,用途:
润滑剂、乳化剂油漆干燥剂等
73、
酸处理常用酸有哪些?
试举3种酸并说明其作用。
考生答案：
"
主要有HCl、氢氟酸、土酸、氨基磺酸醋酸、甲酸,有机酸等。
<盐酸:
用于清除各种钙盐、铁盐沉淀造成的近井地带堵塞。
氢氟酸:
用于溶解粘土类堵塞物或胶结物,也可溶解砂岩中的硅质物质。
氨基磺酸:
固体粉末,可与Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等反应生成可溶性氨基磺酸盐。
反应类似于盐酸,但溶解度较低。
随温度升高,溶解度增加。
常以固体棒状投入注水井中或配成水溶液注入井中
74、
解释“离子交换吸附”并简答影响离子交换吸附的因素
考生答案：
（粘土表面）吸附剂表面的离子可以和溶液中的同号离子发生交换作用,称为离子交换吸附。
（1）离子价数:
价数越高,吸引力越强,易于吸附,不易脱附。
（2）离子半径:
同价离子若离子半径小,则水化半径大,离子中心离粘土表面远,附弱,反之,吸附强。
（3）离子浓度:
符合质量作用定律,受不同离子相对浓度影响。
浓度越高的离子越易吸附到粘土表面。
75、
试论述稠油乳化降粘开采的实施要点及乳化稠油破乳方法？
考生答案：
稠油乳化降粘是将表面活性剂水溶液注到井下,使高粘度的稠油变为低粘度的水包油油乳状液采出。
由Richardson公式可知,要使稠油乳化后能够降粘,要求乳化后能形成水包油乳状液,同时要求油在乳状液中所占的体积分数（或油对水的体积比）不能太大,否则即使是水包油乳状液,它的粘度也会很高。
乳化稠油破乳有两种方法:
一种是热法,即升高温度的方法。
因为温度升高,可以减少乳化剂的溶剂化层,可以减少乳化剂在油水界面上的吸附。
另一种是化学法,即加入破乳剂的方法。
重要的破乳剂是反型破乳剂,水包油乳化剂的反型破乳剂是油包水型乳化剂,因此只要加入适当数量的油包水型乳化剂,就可抵消乳化稠油中水包油型乳化剂的乳化作用,使原油破乳脱水。
76、
在钻井过程中钻遇某一油层发生缩径,经分析该层岩石粘土矿物中含有蒙脱石65%、伊利石20%和高岭石15%,请利用粘土矿物结构的有关知识予以解释并提出你的解决方案。
考生答案：
粘度的矿物结构:
1）高岭石晶层构造:
一层T和一层O组成；所有的T的尖顶都朝着同样的方向指向铝氧八面体。
Si-O四面体和Al-O八面体由共用的氧原子连结在一起。
这种矿物就是上述层片在C轴方向一层层地重叠,而在a、b方向无限延伸所形成。
层与层之间有氢键,因而晶胞间联结紧密,晶格底面距仅为7.2Å。
这就决定了高岭石的性质:
阳离子交换容量小,3～5meq/g,水分不易进入晶层中间,为非膨胀性粘土矿物,水化性能差,造浆性能不好。
2）蒙脱石,晶体构造:
由两层硅氧四面体片夹一层铝氧八面体片组成。
即TOT型。
每个四面体顶端的氧都指向构造层的中央,而与八面体共用。
同高岭石一样,构造单位沿a、b轴方向无限沿伸,同时沿c轴方向一层层重叠。
由于晶胞两边均为氧,晶胞间以分子间作用力连接,晶胞间连接不紧密,水分子易进入两个晶胞间发生膨胀。
水化分散性较好。
3）伊利石,伊利石晶体构造同蒙脱石。
但伊利石中硅氧四面体中有较多的硅被铝取代,取代所缺的正电荷由处在相邻两个硅氧层之间的K+补偿。
因为K+存在于晶层之间,并进入相邻氧层的孔穴中不易脱去,使晶胞间拉得很紧,水分不易进入层间,也就不易发生膨胀。
（K+离子的直径为2.60Å,而硅氧四面体所连成的六角氧环其内切圆直径为2.66Å,二者相近。
）由于该层岩石粘土矿物中含有蒙脱石65%、伊利石20%和高岭石15%。
蒙脱石的含量很高,岩层很容易水化膨胀,导致岩石中的粘土矿物体积增大,井眼空间体积缩小。
这样在钻井的过程中就很容易发生缩径。
对于这种地层就要采取抑制粘土水化膨胀的措施。
可加入无机盐比如KCl,压缩粘土颗粒表面的双电层,减少粘土颗粒表面双电层斥力,从而起到抑制井眼缩径发生。
77、
粘土防膨剂的类型,请举出3种并说明其原理
考生答案：
酸:
无机酸（HCl、NH2SO3H等）和有机酸（甲酸、乙酸等）。
原理:
氢离子与粘土表面阳离子交换,使之转化为氢土。
而氢离子水化半径小,易与粘土表面接近,压缩了粘土表面扩散双电层,使粘土不易水化膨胀和分散。
盐:
NaCl、KCl、NH4Cl、CaCl2等。
机理:
盐在水中离解产生的阳离子吸附于粘土表面,使粘土表面的扩散双电层受到压缩,负电性减弱,减少了粘土颗粒间的静电斥力,从而使粘土膨胀受到抑制。
K+和NH4+防膨效果优于其它阳离子。
3）多核羟桥络离子:
羟基铝、羟基锆等三价或三价以上的金属离子（如Al3+、Cr3+和Zr3+、Ti4+等）在一定条件下,组成多核羟桥络离子,具有很高的正电价,而且其结构与粘土相似,所以能紧密地吸附在粘土表面上,有效地抑制粘土膨胀。
4）阳离子活性剂:
主要是水溶于铵盐活性剂,如:
季铵盐,吡啶盐等。
机理:
阳离子活性剂可吸附于带负电的粘土表面,中和粘土表面的负电荷,形成吸附层,抑制粘土膨胀。
5）阳离子聚合物:
主要是能在水中解离出带正电基团的水溶性聚合物。
机理:
带正电的聚合物多点吸附于粘土表面,中和负电荷,抑制粘土膨胀。
78、
FCLS有何优缺点？
考生答案：
优点:
1.由于铁铬盐分子中有磺酸基,Fe2+和Cr3+与木质素磺酸盐又形成了较稳定的螯合物,所以铁铬盐是一种抗盐、抗钙的有效降粘剂；能用于淡水、海水和饱和盐水钻井液中,并可用于各种钙处理钻井液中;
2.因为分子中磺酸基的硫原子直接与碳原子相连,加上铁和铬离子与木质素磺酸之间有螯合作用（木质素磺酸分子与金属离子络合时,一个分子同时有两个官能团与同一个离子络合称螯合）,所以铁铬盐的热稳定性很高,可以抗150℃以上的高温。
3.铁铬盐的水溶性决定于其磺化度,磺化度高,水溶性大。
4.对钻井液有稀释作用
缺点:
1）使用时钻井液的PH值要高,稀释效果才更好,这是不利于井壁稳定的。
2）使用时引起钻井液发泡。
铁铬盐含重金属铬,在制造和使用过程中造成环境污染,这与环境保护的要求是相违背的。
由于这一原因,国内外已经禁止使用铁铬盐。
升级会员 