1、v 表面張力 從力定義：表面張力是作用在單位長(zhǎng)度表面上的表面收縮力。 從功定義：表面張力是增加單位表面所做的表面功。、從能定義：表面張力是單位表面所具有的表面能。溶膠包括擴(kuò)散和沉降 電動(dòng)現(xiàn)象包括電泳、電滲、沉降電位和流動(dòng)電位。溶膠的擴(kuò)散雙電層可分為兩層，一層緊密層(也叫Stern層或吸附層)，另一層為擴(kuò)散層。親水地層，毛細(xì)管現(xiàn)象是動(dòng)力。分子由親水的極性部分和親油的非極性部分組成，少量存在就能大大降低溶液表面張力的物質(zhì)，即為表面活性劑。表面活性劑降低表面張力原因：再睡內(nèi)部一個(gè)水分子收到周圍水分子的作用力的合理為0，但在表面的水分子由于上層空間氣體分子對(duì)他的吸引力小魚(yú)內(nèi)部也像分子對(duì)他的吸引力，該分

2、子收到的合理部位0，其合理方向垂直只想液體內(nèi)部，結(jié)果導(dǎo)致液體表面具有自動(dòng)縮小趨勢(shì)，這種收縮力成為bmzl，加入便面活性劑bmhxj具有qsjt與qyjt，為了保持穩(wěn)定，親友及伸向氣相親水基伸向水箱，親友段與水分子間有吃力，降低了表面張力。hlb值越小，表面活性劑越親油。表面活性劑的作用：增溶作用乳化作用起泡作用潤(rùn)濕作用v 基本構(gòu)造單元單元片基本結(jié)構(gòu)層粘土礦物。晶層：四面體晶片與八面體晶片以適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合，構(gòu)成晶層（1）1：1型晶層：由一個(gè)硅氧四面體晶片與一個(gè)鋁 氧八面體晶片構(gòu)成（5層原子面）2：1型晶層：由兩個(gè)硅氧四面體晶片與一個(gè)鋁氧八面體 晶片構(gòu)成（7層原子面）。粘土礦物的單位構(gòu)造：基本結(jié)構(gòu)

3、層加上層間域。v 晶格取代：在粘土礦物晶體中，一部分陽(yáng)離子被另外陽(yáng)離子所置換，產(chǎn)生過(guò)剩電荷的現(xiàn)象。v 陽(yáng)離子交換容量：分散介質(zhì)pH=7時(shí)，1000g粘土所能交換下來(lái)的陽(yáng)離子的毫摩爾數(shù)（以一價(jià)陽(yáng)離子毫摩爾數(shù)表示）造漿率：一噸干粘土所能配制粘度（表觀粘度）為 15mPa.s鉆井液的體積數(shù)，m3/T。v 高嶺石特點(diǎn)A、1：1型粘土礦物。幾乎不存在晶格取代，負(fù)電量少C、晶層間引力以氫鍵為主，引力強(qiáng)，晶層間距C=7.2Å非膨脹型粘土礦物高嶺石上下相臨的層面，一面為OH面，另一面為O面，而O與OH很容易形成氫鍵，層間引力較強(qiáng)，晶層間連接緊密，水分子不易進(jìn)入晶層。v CEC低（30-150 mmo

4、l/kg) 在三種常見(jiàn)的粘土礦物中，高嶺石的EC最低。原因在于高嶺石幾乎不存在晶格取代，所以帶負(fù)電荷很少，周圍吸附的陽(yáng)離子數(shù)目少，可發(fā)生交換的陽(yáng)離子數(shù)目就更少了，所以CEC小。v 、造漿率低高嶺石晶層間以氫鍵為主，引力較強(qiáng)，晶層間連接緊密，水分子不易進(jìn)入晶層間，水化作用僅限于外表面，故水化分散能力差，造漿率低。v 蒙脫石特點(diǎn)A、2：1型粘土礦物B、存在晶格取代C、晶層間引力以分子間力為主，引力弱。膨脹型蒙脫石上下相臨的層面皆為O面，晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子易進(jìn)入晶層。蒙脫石由于晶格取代產(chǎn)生較多的負(fù)電荷，在它周圍必然會(huì)吸附等電量的陽(yáng)離子，水化陽(yáng)離子給粘土帶來(lái)厚的水化膜，使蒙

5、脫石膨脹。v D、CEC 大、造漿率高蒙脫石晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子易進(jìn)入晶層，引起蒙脫石水化膨脹。蒙脫石負(fù)電荷多，吸附陽(yáng)離子數(shù)量多，水化陽(yáng)離子給粘土帶來(lái)厚的水化膜，使蒙脫石水化膨脹。因?yàn)槊擅撌哂泻軓?qiáng)的水化膨脹能力，造漿率高v 伊利石特點(diǎn)A、2：1型粘土礦物B、存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四面體中，C、晶層間引力以靜電力為主。由于伊利石取代位置主要在Si-O四面體中，產(chǎn)生的負(fù)電荷離晶層表面近，與吸附的K+產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電力，層間引力較強(qiáng)，水分子不易進(jìn)入晶層.v C、晶層間引力以靜電力為主，引力強(qiáng)v 由于伊利石取代位置主要在Si-O四面體中，產(chǎn)生的負(fù)電荷離晶層表面近

6、，與吸附的K+產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電力，層間引力較強(qiáng)，水分子不易進(jìn)入晶層. K+的大小剛好嵌入硅氧四面體片構(gòu)成的六方網(wǎng)格內(nèi)切圓空穴中，周圍有12個(gè)氧與它配伍，起到連接作用，水分子不易進(jìn)入晶層；D、CEC 介于高嶺石與蒙脫石之間伊利石由于晶格取代作用產(chǎn)生的負(fù)電荷由K+來(lái)平衡，由于伊利石取代位置主要在Si-O四面體中，產(chǎn)生的負(fù)電荷離晶層表面近，故與K+產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電力， K+不易交換下來(lái)。K+的大小剛好嵌入相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空穴中，起到連接作用，周圍有12個(gè)氧與它配伍，因此， K+連接通常非常牢固，不易交換下來(lái)、造漿率低 鉆井液：指油氣鉆井過(guò)程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體1.攜帶

7、、懸浮巖屑2.穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力3.冷卻與潤(rùn)滑鉆頭鉆具4.傳遞水動(dòng)力5.獲取地層信息井噴原因：泥漿比重不足，未灌滿泥漿，抽吸作用，泥漿漏失，異常地層壓力。調(diào)整鉆井液密度原則： 平衡地層壓力和地層構(gòu)造應(yīng)力。加水溶性鹽的同時(shí)要加入緩蝕劑防腐,還要注意析鹽現(xiàn)象鹽結(jié)晶抑制劑：為防止鹽從鉆井液中析出所加的物質(zhì)。抑制機(jī)理 ：通過(guò)離子交換轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鹽,選擇性地吸附在剛析出的鹽晶表面,使鹽晶發(fā)生畸變,不利于鹽在其表面繼續(xù)生長(zhǎng)變大?？刂圃?-11范圍，較弱的堿性環(huán)境。堿度定義: 用0.01mol/L的標(biāo)準(zhǔn)硫酸中和1mL樣品(濾液f 、鉆井液m)至指示劑變色時(shí)所需的體積。儲(chǔ)備監(jiān)督=742（Pm-FwPf）

8、鉆井液濾失量： 在一定溫度、一定壓差和一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)一定過(guò)濾面積的濾液體積。造壁性：在濾失過(guò)程中，隨著鉆井液中的自由水進(jìn)入巖層，鉆井液中的固相顆粒附著在井壁上形成泥餅，這就是鉆井液造壁性。濾失作用: 在壓差作用下,鉆井液中的自由水向井壁巖石的裂縫或空隙中滲透的現(xiàn)象,稱為濾失作用。質(zhì)量好的濾餅一般薄而韌，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)致密，耐沖刷，且摩阻系數(shù)小。羥乙基淀粉是一種非離子型的淀粉醚。羧甲基淀粉（CMS）一種陰離子型的淀粉醚。羧甲基纖維素（CMC）是通過(guò)吸附穩(wěn)定膠體顆粒作用達(dá)到降低濾失量的目的（氫鍵）。改性樹(shù)脂為陰離子水溶性聚電解質(zhì)、井液流變性通常是用鉆井液的流變曲線、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、表觀粘度等

9、流變參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述的。觸變性的機(jī)理：觸變體系一般存在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在剪切作用下，結(jié)構(gòu)被攪散，結(jié)構(gòu)恢復(fù)過(guò)程需要一定的時(shí)間來(lái)完成?；謴?fù)結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間和最終的凝膠強(qiáng)度(切力)的大小，反映某種流體觸變性的強(qiáng)弱。鉆井液對(duì)觸變性的要求：結(jié)構(gòu)恢復(fù)要快（有利鉆屑懸浮，防止沉砂）最終切力要適當(dāng)（防止開(kāi)泵阻力大，壓力激動(dòng)）剪切稀釋性: 鉆井液表觀粘度隨剪切速率增大而降低的特性。 Bingham 模式：=d+P d 切力或屈服值，Pa P直線斜率的倒數(shù)。 塑性粘度， Pa·S p的物理意義： 反映了在層流情況下塑性流體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞與恢復(fù)處于平衡時(shí)，懸浮的固相之間、固相顆粒與液相之間、連續(xù)液相內(nèi)部的內(nèi)摩擦

10、作用的強(qiáng)弱。切力（屈服值d）： d的物理意義：反映鉆井液在層流狀態(tài)下粘土顆粒之間及高分子之間相互作用力的大?。ㄐ纬煽臻g網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能力的強(qiáng)弱）。 n值主要與流體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)弱有關(guān)，結(jié)構(gòu)越強(qiáng)，n越小。增粘劑：改性纖維素類 ：羧甲基纖維素鈉（CMC）、 羥乙基纖維素鈉（HEC）等。2) 正電膠。常見(jiàn)降粘劑：1）改性單寧降粘作用機(jī)理: 通過(guò)結(jié)構(gòu)中的羥基與粘土表面的羥基形成氫鍵吸附在粘土顆粒表面,水化基團(tuán)在水中電離,形成擴(kuò)散雙電層,提高了粘土顆粒表面負(fù)電和水化層厚度,拆散粘土顆粒連接所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu),降低了鉆井液的粘度和切力。 （2）改性木質(zhì)素磺酸鹽：（3）烯類單體低聚物降粘機(jī)理: 通過(guò)氫鍵或陽(yáng)離子鏈節(jié)吸附在粘土

11、顆粒表面,未吸附鏈節(jié)的極性基團(tuán)通過(guò)增加粘土顆粒表面負(fù)電和水化層厚度,拆散粘土顆粒連接所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。在聚合物鉆井液中,低聚物通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)吸附使吸附在粘土顆粒表面的聚合物解吸下來(lái)。特點(diǎn)：降粘效果優(yōu)于單寧和鐵絡(luò)鹽鉆井液絮凝劑 非離子型（非選擇性絮凝劑）陰離子型（選擇性絮凝劑）陽(yáng)離子型（非選擇性絮凝劑）可用作潤(rùn)滑劑的表面活性劑主要是水溶性的頁(yè)巖抑制劑：能抑制頁(yè)巖膨脹、分散、剝落的化學(xué)劑。 主要有：鹽、陽(yáng)離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型聚合物、非離子型聚合物、改性瀝青等。鹽：1壓縮粘土擴(kuò)散雙電層，降低其負(fù)電性2K+、NH4+鑲嵌作用，直徑相當(dāng).陽(yáng)離子表面活性劑：中和粘土的負(fù)電荷。 改變粘土表面潤(rùn)濕性，由親水變?yōu)橛H

12、油。陽(yáng)離子聚合物：中和粘土的負(fù)電荷。通過(guò)吸附橋連在井壁上形成一層保護(hù)膜。非離子型聚合物作用機(jī)理：濁點(diǎn)效應(yīng) 當(dāng)?shù)陀谝欢囟葧r(shí)是水溶性的，但高于此溫度時(shí)從水中析出形成乳狀液,析出的醚類聚合物可黏附在頁(yè)巖表面，封堵頁(yè)巖孔隙，減小頁(yè)巖與水的的接觸。競(jìng)爭(zhēng)吸附作用 多元醇在粘土上的吸附能力大于水與粘土的吸附作用，多元醇可優(yōu)先吸附到粘土礦物表面，阻止水分子進(jìn)入，同時(shí)也可把吸附在粘土上的水分子擠走。鉆井液體系的分類：1.水基鉆井液2.油基鉆井液3.氣體鉆井液 4. 泡沫鉆井液 水泥漿由水、水泥、外加劑和外滲料組成。水泥漿稠化時(shí)間調(diào)節(jié)劑 ：1. 促凝劑CaCl2是最常用的促凝劑和早強(qiáng)劑。嘉敏效應(yīng)（水前油后都是阻

13、力）影響采收率的因素（1）油層的非均質(zhì)性（2）地層表面的潤(rùn)濕性（3）流度比：水油流度比越小，采收率越高4）毛管數(shù)對(duì)采收率的影響，毛管數(shù)越大采收率越高5）布井方式聚合物驅(qū)定義：指通過(guò)在注入水中加入水溶性高分子量的聚合物，增加水相粘度和降低水相滲透率，改善流度比，提高原油采收率的方法。驅(qū)油用HPAM，為什么要用部分水解？聚丙烯酰胺(PAM)鏈節(jié)上不帶電荷，分子在溶液中容易卷曲，其增粘能力較差。鏈節(jié)中的-CONH2基團(tuán)又具有孤電子對(duì)，在地層中被孔隙表面吸附量較大。HPAM在水中發(fā)生解離，產(chǎn)生COO-離子，使整個(gè)分子帶負(fù)電荷，所以為陰離子型聚合物。由于分子鏈上有靜電斥力，在水中分子鏈較伸展，故增粘性好

14、。它在帶負(fù)電的砂巖表面上吸附量較少，因此，是目前最適合于流度控制的聚合物。分散溶脹溶解 聚合物溶液的驅(qū)油機(jī)理1、改善水-油流度比從而提高原油采收率2、當(dāng)驅(qū)替相孔隙流速大于臨界流速時(shí)，流體呈粘彈性，強(qiáng)化了增粘效果表面活性劑區(qū)常用陰離子型及非離子型表面活性劑溶脹膠束 磺酸鹽的當(dāng)量，即磺酸鹽的相對(duì)分子質(zhì)量除以磺酸基個(gè)數(shù)所得的商。表面活性劑驅(qū)油有三種方法： 活性水驅(qū)、 膠束溶液驅(qū)、 微乳液驅(qū)活性水驅(qū)提高采收率的機(jī)理1）低界面張力機(jī)理2）潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)機(jī)理（3）乳化機(jī)理4）提高表面電荷密度機(jī)理（5）聚并形成油帶機(jī)理1)具有活性水驅(qū)全部作用機(jī)理。 (2)膠束溶液可增溶油，提高了膠束溶液的洗油效率醇和鹽等助劑的加

15、入，調(diào)整了油相和水相的極性，使表面活性劑的親油親水性得到充分平衡，最大限度吸附在油水界面上，產(chǎn)生超低界面張力，強(qiáng)化了膠束溶液驅(qū)油的低界面張力機(jī)理。兩個(gè)輔助成分助表面活性劑：醇、酚。作用：調(diào)整水和油的極性，參與形成膠束，增加膠束增溶能力 電解質(zhì)：無(wú)機(jī)的酸、堿、鹽。 作用：減小極性部分的溶劑化程度，使膠束在更低的表面活性劑濃度下就可形成，使微乳與油或水產(chǎn)生超低界面張力。 微乳驅(qū)有膠束溶液驅(qū)的全部機(jī)理，即 (1)低界面張力機(jī)理； (2)潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)機(jī)理； (3)乳化機(jī)理 (4)增溶機(jī)理； (5)提高表面電荷密度機(jī)理； (6)聚并形成油帶機(jī)理。 由于微乳屬濃表面活性劑體系，所以微乳驅(qū)在增溶機(jī)理和提高表面電

16、荷密度機(jī)理上比膠束溶液驅(qū)更突出。微乳驅(qū)段塞預(yù)沖洗液表面活性劑溶液段塞聚合物溶液段塞注入淡水緩沖帶注入驅(qū)替水泡沫驅(qū)EOR原理1）Jamin效應(yīng)疊加機(jī)理（2）增粘機(jī)理3）稀表面活性劑體系驅(qū)油機(jī)理N大酸弱親水弱穩(wěn)w/0堿驅(qū)EOR機(jī)理 （1）低界面張力機(jī)理2）乳化-攜帶機(jī)理3）乳化一捕集機(jī)理4）由油濕反轉(zhuǎn)為水濕(owww)機(jī)理5）由水濕反轉(zhuǎn)為油濕(ww-ow)機(jī)理 協(xié)同效應(yīng)ASP三元復(fù)合驅(qū)油機(jī)理(1)聚合物降低了驅(qū)替劑的流度，提高了波及系數(shù)； (2)表面活性劑和堿的協(xié)同效應(yīng)降低了油水界面張力（3610-3mN/m）并改變巖石的潤(rùn)濕性（油濕水濕） (3)殘余油受力狀況發(fā)生了改變。毛細(xì)管力。粘附力。內(nèi)聚力

17、鹽水與沖洗：減少礦化度減少色譜效應(yīng)聚合物的作用：聚合物改善了表面活性劑和（或）堿溶液對(duì)油的流度比。聚合物對(duì)驅(qū)油介質(zhì)的稠化，可減小表面活性劑和堿的擴(kuò)散速率，從而減小它們的藥耗。聚合物可與鈣、鎂離子反應(yīng)，保護(hù)了表面活性劑，使它不易形成低表面活性的鈣、鎂鹽。聚合物提高了堿和表面活性劑形成的水包油乳狀液的穩(wěn)定性，使波及系數(shù)（按乳化-捕集機(jī)理）和（或）洗油能力（按乳化-攜帶機(jī)理）有較大的提高。表面活性劑的作用：表面活性劑可以降低聚合物溶液與油的界面張力，使它具有洗油能力。表面活性劑可使油乳化，提高了驅(qū)油介質(zhì)的粘度。乳化的油越多，乳狀液的粘度越高。若表面活性劑與聚合物形成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，則表面活性劑可提高聚合物

18、的增粘能力。表面活性劑可補(bǔ)充堿與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生表面活性劑的不足。堿的作用：堿可提高聚合物（HPAM）的稠化能力堿與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生的表面活性劑，可將油乳化，提高了驅(qū)油介質(zhì)粘度，因而加強(qiáng)了聚合物控制流度的能力。堿與石油酸反應(yīng)產(chǎn)生的表面活性劑與合成的表面活性劑有協(xié)同效應(yīng)。堿可與鈣、鎂離子反應(yīng)或與粘土進(jìn)行離子交換，起犧牲劑作用，保護(hù)了聚合物與表面活性劑堿可提高砂巖表面的負(fù)電性，減少砂巖表面對(duì)聚合物和表面活性劑的吸附量。堿可提高生物聚合物的生物穩(wěn)定性。LPG驅(qū)是指以LPG為混相注入劑的一種混相驅(qū)。這種驅(qū)動(dòng)是先注一段塞LPG，再注一段塞氣體然后用水驅(qū)動(dòng)，形成段塞。1. LPG驅(qū)特點(diǎn)地層溫度和壓力下LPG與

19、油一接觸就混相，稱為一次接觸混相；無(wú)非混相過(guò)程，效率高；后續(xù)驅(qū)動(dòng)氣體，如干氣、氮?dú)獾龋膳cLPG混相；可用于不含富化劑的原油。 LPG驅(qū)EOR原理（1）低界面張力機(jī)理 LPG與油是一次接觸混相，混相即不存在界面，因此界面張力為零，即LPG有很高的洗油效率。2）降粘機(jī)理 LPG粘度低，與油混合后可以使油降粘，提高油的流度，改善流度比，有利于提高波及系數(shù)。 CO2混相驅(qū)EOR機(jī)理l）低界面張力機(jī)理2）降粘機(jī)理（3）原油膨脹機(jī)理（4）提高地層滲透率機(jī)理（5）溶氣驅(qū)機(jī)理模數(shù)越小，水玻璃堿性越強(qiáng)，越易溶解。凝膠是化學(xué)鍵交聯(lián)為不可逆凝膠。 凍膠是由次價(jià)力締合而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。多核羥橋絡(luò)離子NaCl溶液 通過(guò)

20、去溶劑化和壓縮水膨體擴(kuò)散雙電層來(lái)抑制膨脹的作用 HCl、CaCl2、FeCl3等溶液：通過(guò)與水膨體中的-COO-反應(yīng)生成弱親水能力的基團(tuán)來(lái)抑制水膨體的膨脹。 沉淀型雙液法堵劑。凝膠型雙液法堵劑。凍膠型雙液法堵劑。泡沫型雙液法堵劑。絮凝體型雙液法堵劑注入水、邊水、底水及上層水、下層水和夾層水。縱向上形成單層突進(jìn)，在橫向上形成舌進(jìn)。選擇性堵水劑： 水基堵劑， 油基堵劑 ，醇基堵劑 。因?yàn)樗孜皆趲ж?fù)電的砂巖表面，引起乳狀液的破壞。 采油過(guò)程中由于液體滲流而產(chǎn)生的對(duì)砂粒的拖曳力是出砂的重要原因?；瘜W(xué)橋接防砂法（陽(yáng)離子型聚合物，靜電作用），化學(xué)膠結(jié)防砂法，人工井壁防砂法，濾砂管防砂法 ，繞絲篩管礫石

21、充填防砂法 膠結(jié)劑防砂步驟（1）地層的預(yù)處理（2）膠結(jié)劑的注入（3）增孔液的注入（4）膠結(jié)劑的固化蠟的結(jié)晶溫度隨壓力的降低而升高。表面親水性越強(qiáng)越不易結(jié)蠟。油管內(nèi)襯和涂層防蠟，強(qiáng)磁防蠟技術(shù)?；瘜W(xué)清防蠟劑有油溶型、水溶型和乳液型三種液體清防蠟劑.防蠟劑：稠環(huán)芳烴防蠟，表面活性劑防蠟，聚合物防蠟稠環(huán)芳香烴型防蠟劑主要通過(guò)參加組成晶核，從而使晶核扭曲，不利于蠟晶的繼續(xù)長(zhǎng)大而起防蠟作用。水溶性表面活性劑是通過(guò)吸附在結(jié)蠟表面（如油管、抽油桿等），使非極性的結(jié)蠟表面變成極性表面，從而防止了蠟的沉積；油溶性表面活性劑是通過(guò)吸附在蠟晶表面，使非極性的蠟晶表面變成極性的蠟晶表面，從而抑制了蠟晶的進(jìn)一步長(zhǎng)大。非極性鏈節(jié)和（或）極性鏈節(jié)中的非極性部分可與蠟共同結(jié)晶；極性鏈節(jié)則使蠟晶的晶型產(chǎn)生扭曲，不利于蠟晶繼續(xù)長(zhǎng)大形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指在油層溫度下脫氣原油的粘度超過(guò) 100 mPa· s的原油。稠油降粘可選擇的乳化劑 1、水溶性表面活性劑 使用濃