《油田化学》--简答题总结及详细答案2

中国石油大学（北京）《油田化学》简答题总结1．简述影响表面张力的因素？答：①物质的性质：分子之间作用力越大，相应的表面张力越大，金属键的分子离子键分子极性分子非极性分子的液体；②温度：温度升高，液相蒸汽压变大，气相分子密度增加，同时液相中分子间距离增大，使净吸力减小，所以表面张力减小。2．简述物理吸附与化学吸附的区别？答：①物理吸附是指吸附剂与吸附质之间的作用力是范德华力，特点是吸附力弱，易脱附，吸附速度快；②化学吸附是指吸附剂与吸附质之间的作用力是化学键力，特点是吸附质在吸附剂表面上发生了化学反应，生成了络合物，吸附力强，不易脱附，吸附速度较慢。3．根据图中的Langmuir吸附等温曲线，讨论在不同压力时的吸附情况。答：①在压力足够低或吸附较弱时，bP1，则A≈AmbP，这说明吸附量A与压力P成正比，就是图中的低压部分。②在压力足够高或吸附较强时，bP1，则A≈Am，这说明吸附量A与压力P无关，如图中的高压部分。③当压力适当时，吸附量A与压力P成曲线关系，如图中的弯曲部分。4．简要论述Langmuir单分子层吸附理论的假设内容。答：①气体分子只有碰撞到空白表面上才能被吸附，吸附层是单分子层；②被吸附的分子间没有相互作用力，分子脱附不会受周围环境和位置的影响；③固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同；④吸附是动态平衡。5．简述影响固体自溶液中吸附的因素。答：①温度：温度升高，吸附量相应降低，但降低程度比固-气吸附量降低的幅度大；②吸附量易吸附与其极性相似的物质。6．简要论述表面活性剂分子的作用答：①起泡作用和消泡作用；②乳化作用；③润湿反转作用；④增溶作用。7．泡沫的稳定性受哪些因素的影响？答：泡沫原稳定性是由液膜的强度所决定，而影响液膜强度的因素有：①表面粘度：表面粘度高的体系，液膜的强度高，泡沫的稳定性好。加入少量极性的稳定剂，可增加分子之间的吸力，并与起泡剂在液膜上形成较强的混合膜；②泡沫表面的“修复”作用：使泡沫在受到外来冲击时，液膜强度不变而维持泡沫稳定：③液膜表面电荷：如果液膜的上下表面带有相同的电荷，就会使液膜在受到外力挤压时，相同电荷的排斥，可防止液膜继续变薄。8．乳状液的形成条件有哪些？答：①存在着互不相溶的两相，常为油和水；②存在着乳化剂，能降低表面张力，使微液珠的表面上形成薄膜或双电层，防止微液珠聚集，增加了乳状液的稳定性；③具有强烈的搅拌条件，增加体系的能量。9．高分子物与低分子物相比，具有哪些特点？答：①高分子的分子间力比低分子大得多；②高分子的构象比低分子多；③高分子具有低分子所没有的多分散性。10.请比较高分子溶液与溶胶的异同点。答：①相同点：高分子溶液中的溶质与溶胶的粒子大小均在1nm～1μm；扩散速度比较缓慢，都不能透过半透膜。②不同点：高分子化合物能自动溶解在溶剂中，而溶胶粒子不会自动分散在分散介质中；高分子溶液属于热力学稳定体系，而溶胶是热力学不稳定体系；高分子溶液是均相体系，没有明确的界面，丁达尔效应弱，而溶胶是多相分散体系，丁达尔效应强；高分子溶液的粘度比溶胶大得多。11．简述高分子化合物水溶液粘度高的原因。答：高分子化合物溶液产生高粘度的原因：①高分子化合物的分子体积大，阻碍了介质的自由运动；②高分子化合物的溶剂化作用，束缚了大量“自由液体”，特别是溶剂；③高分子化合物之间相互纠缠，特别是浓度高时。12．简要介绍碳酸盐岩油气层酸化时，盐酸与碳酸盐岩的反应步骤。答：①酸液中的H+离子传递到碳酸盐岩的表面；②H+离子在岩石表面上与碳酸盐岩进行反应；③反应产物Ca2+、Mg2+、CO2气泡离开岩面。13．酸化压裂的机理是什么？答：酸化压裂就是指：①造缝：在高于地层吸收能力的排量下向地层中挤入酸，使井底压力升高，当压力高于地层岩石的破碎压力时，就会把地层原有的天然裂缝撑开加宽，或者把地层岩石压碎而形成新的裂缝；②酸化：在造缝后，继续以高排量注酸，酸液在压开的裂缝中靠水力和溶蚀作用，可形成较远的“酸压”裂缝；③支撑：酸岩反应溶蚀裂缝使壁面凹凸不平，施工后这部分裂缝不能闭合紧；这样就可形成面积较大的裂缝，提高地层的导流能力。14．影响砂岩油气层酸化效果的主要因素有哪些？答：①酸化后粘土水化膨胀和微粒运移造成的孔喉堵塞；②酸化后形成的二次沉淀堵塞，主要有氟化物沉淀、氢氧化物沉淀和排液不及时造成的油气层堵塞。15．提高酸化效果的预防措施有哪些？答：①使用前置液：一般用15%左右的盐酸；②选用合适的添加剂：缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、防乳破乳剂等；③根据岩石物性和储层特征，使用合适的酸浓度；④选用与地层流体相配伍的酸液和添加剂，防止地层损害；⑤及时排液。16．酸化时使用前置液有哪些作用？答：①隔开地层水，防止氢氟酸和氢氟酸与地层反应生成的氟硅酸与地层水反应生成沉淀；②溶解砂岩地层中钙质胶结物，避免氢氟酸与这些胶结物反应生成氟化钙沉淀，节省氢氟酸；③保持酸度，防止生成Fe(OH)3.Si(OH)4沉淀。17．简述碳酸盐岩油气层酸化使用盐酸的优点。答：①盐酸是强酸，对岩石的溶蚀能力强，反应生成的CaCl2.MgCl2的溶解度高，对地层损害小；②盐酸价格便宜，货源充足；配制和现场施工简单，成本低。18．碳酸盐岩油气层的酸化有哪些？答：大致有以下六种：（1）盐酸酸化（2）乳化酸酸化（3）泡沫酸酸化（4）胶凝酸酸化（5）暂堵酸化（6）酸化压裂（酸压）19．酸化液中的添加剂主要有哪些？答：①缓蚀剂；②铁离子稳定剂；③粘土防膨剂；④互溶剂；⑤暂堵剂；⑥消泡剂。20．简要介绍压裂的作用答：压裂的作用可概括为：①部分或全部地变径向流为线性流，减少油（气）流入井底的阻力；②解除近井堵塞；③沟通高渗透带提高油（气）井的产量；④对注水井可扩大注水的渗滤面积增大注水量。21．简述重复压裂的作用和适用的油层条件？答：重复压裂的作用：①延伸现有的裂缝系统；②重新张开过去压开的裂缝系统；③冲洗裂缝面。重复压裂适用的油层条件：①注水见效层；②重新堵塞层；③低含水层。22．简述压裂液的各部分的作用?答：①前置液：作用是扩张裂缝，冷却地层，造成一条具有一定宽度和长度的裂缝；②携砂液：作用是将一定浓度的支撑剂，按设计要求送入地层中的指定位置；③顶替液：将地面管汇和井筒中的携砂液顶替至裂缝中。23．压裂液的性能要求有哪些？答：要求有：①滤失少；②携砂能力强；③摩阻低；④稳定性好；⑤与油气层配伍性好；⑥残渣低；⑦易返排；⑧货源广，价格便宜。24．常用的压裂液添加剂有哪些？答：①稠化剂；②交联剂；③破胶剂；④pH值控制剂；⑤冻胶粘度稳定剂；⑥破乳剂；⑦降滤失剂。25．理想破乳剂应满足哪些要求？答：①有较强的表面活性；②有良好的润湿性能；③有足够的絮凝能力；④有很强的结合能力；⑤脱水快，用量小，便宜，易配制。26．降低压裂液滤失有哪些好处？答：①有利于提高压裂液效率，减少压液用量，降低压裂液成本；②有利于利于造成长而宽的裂缝，提高砂比，使裂缝具有较高的导流能力；③减少压裂液在油气层的渗流和滞留，减少对储层的损害；④防止压裂液对水敏性油层、泥页岩和粘土矿物的膨胀与运移。27．简要介绍油井出水的危害？答：①油井出水，产水量上升，产油下降，严重影响经济效益；②油井出水，使非胶结性储层结构破坏，造成油井出砂；③油井出水，增加了液体比重，井底油压增大，使自喷井停止自喷，转入机械抽油；④油井出水后，腐蚀井下设备，易造成严重的油井事故；油井出水，增加地面脱水的费用，增加了整个工业的复杂性（集输、污水处理、环境污染等）。28．简述常见的油层堵水工艺技术？答：①聚合物堵水；②简单有机物堵水；③无机物堵剂堵水；④分层化堵技术；⑤冻胶堵水；⑥小微粒水泥实施选择性堵水；⑦磁性堵水屏障。29．简述冻胶堵水和聚合物堵水的不同点？答：①聚合物堵水要求注入的聚合物溶液进入一切波及很差的油层越深越好；而冻胶处理要求凝胶体系大量进入高渗透层而尽量少进入低渗透层，因冻胶在其中形成会降低波及效率；②多数聚合物处理使用规模大的非交联聚合物聚合物溶液带；而多数冻胶处理用交联剂和少的凝胶体系。30．小微料水泥实施选择性堵水的机理是什么？答：将小微粒水泥掺入含有表面活性剂的油基水泥浆中，可使小微粒具有很高的浓度，并能延缓水泥的水化反应，从而将高渗透层的微通道和裂缝内的水堵住。31．简述化学剂蜡晶改性防蜡的机理？答：①成核机理：原油温度高于原油析蜡温度时，蜡晶改质剂从原油中析出，生成大量细小的结晶中心，石蜡烷烃粘附在这些微晶上，相互间不易粘附；②共结昌机理：原油温度降到析蜡温度时，蜡晶改质剂与石蜡同时析出生成混合晶体，晶形不规整，多分支，破坏了蜡晶生长的方向性；③吸附机理：原油温度低于析蜡温度时，蜡晶改质剂被吸附到已经形成的蜡晶表面，抑制其生长，阻碍蜡晶之间相互连接和聚集。32．哪些物质可作为蜡晶改质剂？答：①稠环芳烃：萘、蒽、菲及其部分衍生物；②表面活性剂：有油溶性和水溶性两种，前者可吸附并改变蜡晶表面的性质，后者是通过吸附并改变结蜡表面的性质；③聚合物型：具有结构链节的、支链线性的高分子。在低浓度时在原油中形成网状结构，石蜡在网上析出，彼此分离，不能聚集，也不易中钢铁表面沉积，易于被油流带走。33．简述活性剂水溶液清蜡剂的清蜡机理？答：①活性剂分子具有亲油基团和亲水基团。活性剂的亲油基团，对蜡晶有吸附和渗透作用；②而亲水基之间相互排斥，具有分散作用可减轻蜡晶之间和蜡晶对管壁的吸附。34．简述油、水井出砂的危害？答：①减产或停产作业；②地面和井下设备磨蚀；③套管损坏，油井报废。35．在砂桥防砂中如何保持砂拱的稳定性？答：①降低并稳定地层流体的产出速度，为此，要求套管完井采用高密度炮眼，增大过流面积，降低地层流体的流速；②要保持或提高井筒周围地层的径向应力，这就要求套管完井采用小孔径炮眼。36．简述化学防砂的种类？答：①树脂胶结地层砂。用成品树脂注入地层或地层中合成树脂来胶结砂；②人工井壁。将预涂层砾石、树脂砂浆等材料通过管柱送到产层，挤入套管以外的空穴中去，形成密实充填，恢复或部分恢复原始地层压力。材料凝固，形成具有一定强度的挡砂屏障；③其它种类。焊接玻璃固砂、氢氧化钙固砂和四氯化硅固砂等。37．简述化学防砂的施工步骤？答：①预处理液的注入：注入轻质油、酸或活性剂，清除岩石表面的油、碳酸盐或改变岩石的润湿性；②胶结剂的注入：将加有分散剂的胶结剂注到要胶结的地层中；③增孔液的注入：用能溶解胶结剂的增孔液，去除砂粒孔隙中不需要的胶结剂，恢复砂层的渗透率；④胶结剂的固化：主要是用化学的方法，使胶结剂固化后将砂料胶结住。38．后冲洗树脂固砂包括哪几步？答：①注前置液：降低影响固结砂抗压强度的地层盐水的浓度，并改变砂粒表面的润湿性，变亲油为亲水，使树脂能在砂粒表面形成连续的薄膜；②注树脂溶液：固结砂粒；③注后冲洗液：恢复地层渗透率。39．焊接玻璃固砂技术的固砂机理如何？答：①在热空气的作用下，焊接玻璃溶液体积不断缩小，直至成为一个小的润湿相覆盖在砂粒的接触点处；②沉积的焊接玻璃在热作用下熔化；③粉末状物质变为结晶，生成均匀的结晶结构，将砂粒固结。40．氢氧化钙固砂法的固砂机理是什么？答：在高于65.55℃温度下，氢氧化钙与地层中的颗粒物质和粘土矿物（如蒙脱石和伊利石等）反应，生成不溶于水的胶结物铝硅酸钙，将地层中的细颗粒物质固结在较大的颗粒上。41．氯化硅固砂法的机理如何？答：将液态四氯化硅汽化并加入到高压的氮氯流中，再注入地层中，气态四氯化硅与地层水反应生成二氧化硅的盐酸，胶结剂二氧化硅可将松散的砂粒固结。SiCl4+2H2O→SiO2（胶体）+4HCl42．氯化硅固砂法的哪些优点？答：①向地层中注入的流体是气相，可以防止由于流体与地层不配伍和井筒附近液相饱和度增大对地层的污染；②可用油管小管柱泵入地层；③生成二氧化硅的反应几乎是瞬时完成，作业时间短，停产时间短。同时，由于是单相化学剂，作业简单；④此方法固砂强度大，并且，由于二氧化硅胶结物的亲水特征和此法只注入气相的特点，渗透率下降比其它方法要低。43．一种好的携砂液液应具有哪些特点？答：①高的携砂能力；②对地层损害