生产测井技术在油田开发中的应用5则范文

第一篇：生产测井技术在油田开发中的应用

生产测井技术在油田开发中的应用

随着石油勘探开发的深入，我国大部分油田都已进入到注水开发阶段，对于注水开发的油田，特别是开发非均质多油层的油田，渗透率在纵向上的分布是不均匀的，这就造成注水井的注水剖面和生产井的产液剖面的前缘是不均匀的。随着开发的进行，层间矛盾越来越突出，势必造成单层突进，综合含水上升，产油量下降。要保持油田的高产和稳产，控制综合含水的上升，其主要手段是在非均质的条件下，对高含水层进行调剖堵水，对低含水层进行压裂、酸化或射孔等。这就需要我们要了解油层的动用情况以及油水分布状况，弄清高含水层和低产液层及未动用层所在的确切部位，使各种作业做到有的放矢，为此，进行注水剖面和产液剖面的测定很有必要。但是，由于对油层的强注强采，长期受注入水的“冲刷”和“淘洗”，油层物性发生了较大变化，油气水的分布更加复杂，仅靠开发初期的地质等静态资料的分析是无法判断开发后期油田的注水剖面和产液剖面形状的，必须进行生产动态测井。

生产测井是指油田在开发过程中的测井项目和油井工程测井的总和，主要包括注入剖面测井方法，产液剖面测井方法，工程测井以及地面重复仪器测试等。注水剖面和产液剖面测井是生产动态测井的重要部分。利用生产动态测井所提供的注水剖面和产液剖面等资料能为确定油层渗透率在纵向上的分布特征，制定切实可行的综合调整措施，确定油田开发部署以及制定二次、三次采油方案和配产、配注方案等提供重要依据。

注水剖面的测定 确定注水剖面的测井方法较多，常见的有井下流量计法、放射性同位素载体法、示踪法、井温法等，下面分别介绍它们的测井原理：

一、井下流量计法：井下流量计分涡轮流量计和示踪流量计两种，涡轮流量计可用于注水井，也可用于生产井，包括两相流和三相流，这里，只讨论注水井的情况。流量法是通过测量流体的流速来测得流量，从而确定注水井的注入剖面。涡轮流量计的主要元件是涡轮，涡轮轴上固定一个永久磁铁，其两边为感应线圈。测井时，仪器居于井筒中，可以进行点测，也可以在移动中测量，点测适合于低流量的井，一般采用集流式涡轮流量计，连续测量使用于高流量或中等流量的井，测量的是井筒的中心速度。井中的流动速度推动涡轮转动，永久磁铁随之转动，感应线圈切割磁力线而产生了一组类似于正弦信号的电脉冲信号。这些信号通过电缆传送到地面，由地面仪器接收并被转换为涡轮每秒钟转速（RPS）。

RPS大小与流体流速有关。它们之间的关系称之为流动响应曲线，二、示踪流量计法：示踪流量计用于测量生产井和注入井的流体速度，适用于流量低不易用连续涡轮流量计测量的流体速度。尽管这种方法在理论上同样适用于生产井，但由于它在测量流度时需要向流体中注入少量放射性示踪物质，对原油造成污染，因此在注入井中较为常用。它利用示踪剂来跟踪流体流动，通过测量射入流体的放射性示踪剂的速度来确定分层流量。常用的示踪流量计有两种：单发单计数示踪流量计和单发双计数示踪流量计。现有的井下仪，两探头的间距有1英尺、3英尺、5英尺。根据注入井的注入量大小，可选择适当的间距。在测井的过程中，仪器是停稳后点测的。

三、放射性同位素载体法：放射性同位素载体法是利用人工同位素作为示踪剂来研究采油注水状态和油水井技术状况的一种方法，是利用自然伽马测井仪，配合必要的施工和测量过程来实现的。这里所谓的示踪，就是把同位素示踪剂加入到注水井的注入流体中，该示踪剂随着流体物质的运动而运动，通过对示踪剂的跟踪测量对注入流体进行“示踪”，来判断和计算流体流经的路径、去向和流量，以达到评价注入状态和油水井情况等的目的。

四、示踪剂损失法：该方法只使用于单探测器示踪仪，可在低流量下确定注水井吸水剖面。测井时，在所有吸水层以上一定距离处由注射器注示踪剂，示踪剂在注入流体中扩散形成示踪段塞。然后迅速将仪器下方到该示踪段塞以下，并以均匀速度上提测量，直到该仪器通过示踪段塞，伽马射线强度接近自然伽马射线强度为止。第一次测得的示踪剂放射性强度曲线接近菱形或三角形，然后再将仪器下放到示踪段塞以下，重复以上过程，直到示踪段塞消失或显示其速度为零(一般在15-20分钟以内)，这样便可得到示踪段塞随注入水流动时的伽马射线强度剖面及分布。

五、井温法：地球是一个散热体，在未被扰动的情况下，某点的温度只是该点位置的函数，地温与深度的关系基本上一条直线，称为地温梯度线，其斜率即为地温梯度，随着地区的不同而不同，变化范围在1.1-3.60C/100m之间。由于产出流体和注入流体与地层温度有差异，在生产井和注入井中，尤其在有气体产出或地层之间有窜槽等的情况下，地温梯度线要出现不同程度的异常现象。井温测井正是利用这些现象来反映生产井和注入井的流动状态。

井温测井方法分井温梯度测井、微差井温测井和径向微差井温测井，一般所说的井温测井指的是井温梯度测井。井温梯度测井测出的是井中流体沿井身的温

度变化，微差井温测井测出的某一定距离(比如说一米)的两点间的距离，实际上就是井温梯度测井。在地温正常的井段，其基本上是一条直线，在异常处，其变化比普通测井曲线明显的多。径向微差井温测井测出的是套管上相对两点之间的温差。在管后无窜槽时，套管周围温度相同，在注入井中有窜槽时，可以清晰地分辩出来。

井温测井是应用较早的测井方法之一。其方法和设备简单，在测井中得到广泛的应用。但主要用来定性或半定量地判断产水层、产气层和吸水层，以及判断层间窜槽等。今年来，井温测井资料的定量解释受到人们的重视，并逐步得到实现。

产液剖面的测定 生产井的产液剖面一般是在两相流动情况下测定，在两相状况下，每相流体的性质、流速和流量不同，出现了不同的流型。由于影响流型的因素多，机理复杂，给各种流型及其相互转化的定量描述带来很大困难，流型对各种测井仪器的响应更是难以确定，所以，产液剖面测井解释比注水剖面测井解释要复杂得多。注水剖面测井解释工作关键是确定流体流速，在产液剖面测井解释中流速和持率的确定仅仅是基础，关键问题应归结为在已知总平均流速、持率和流体性质参数的前提下，如何求解各相流体的表观速度。现有的对两相流的测井解释一般有三种方法：图版法、滑脱速度模型法和漂流模型法。

一、图版法：图版法就是根据生产测井资料和两相流模拟实验资料作出的图版来确定各相流量。图版法反映了两相流动条件下持率、各相表观速度、总表观速度和视流速各参数之间的关系，由求得的持率和流体总的平均速度，通过查图版可求得各相表观速度和总表观速度，然后计算出各相流量，避免了滑脱速度的估计问题。

二、滑脱速度模型法：由于油水两相流体的密度、粘度、持率等参数不同，在两相流动时，会出现油的速度大于水的速度，出现油相相对于水相的“滑脱”现象，所产生的两相间的速度差即为滑脱速度。

三、漂流模型法：1965年，Zuber和Findlay提出的漂流模型结合流型研究，已经成功地建立了气液两相流动模型，精确估计出不同流型下两相之间的滑动速度，然后准确求出各相持率。目前，国内外比较一致地认为该模型可作为生产测井解释模型的物理基础。1988年，Hasan等人提出该模型也可用于两相流动为生产测井解释。

第二篇：谈测井技术在油田开发中的应用

谈测井技术在油田开发中的应用 摘要：在油田开发中，作为一项应用普及广泛的技术，测井技术所得到的信息资料，是测井评价、岩层地质分析和油气开发的重要资料。笔者结合个人经验，对测井技术在油田开发中的应用作若干阐述。

关键词：测井技术油田开发应用

中图分类号：TE144文献标识码： A

引言

石油工程是我国最为重视的能源工程，由于其埋藏于地质内部，不论在资源结构方面，还是在环境勘测方面，都具备一定的复杂性，我国为保障石油工程的有效价值，逐渐在开采的过程中形成全面的测井技术，满足石油工程的开采需要，通过测井技术，既可以保持石油工程勘测的稳定性，又可以提高石油工程的经济效益。

一、测井技术的定义

油田开发时，测井技术可以把油气井中光、热、电、声、磁和核放射性等信息在物理仪器中反映出来。这些地层内部的物理信息，如岩石的自然放射性、含氢量、电阻率、声波传播时间、电子密度、自然电位等，体现出了油井所在地层岩层的渗透状况、孔隙分布、流体情况。油田开发人员通过分析这些信息间的表现与特征，就可以探知油井内部的岩层构造和地质特点，为油井钻探与开采提供数据支持。由于测井是通过记录钻井内部岩层与孔隙内流体混合物的特征，来分析其物理化学情况的工艺技术，所以实际应用中也称为地球物理测井技术。长期以来，测井技术作为油田开发钻探的重要勘探手段，从1939年开始应用到如今70多年的发展历程，已经有了多次的技术升级。从最先的半自动模拟测井仪，发展到全自动，再到数字化，数控化，直到现在的成像测井仪。测井技术已经成为了油气田工程师不可缺少的重要技术手段。测井技术不仅可以为油井勘探提供重要的工程质量保障，同时也是油气藏开发、油气储量评估和产量测算的重要技术工具。发展到如今，测井技术已经成为了现代石油工业科技含金量最高的技术之一，也是至关重要的技术。

二、测井技术在石油工程中的常用技术

测井技术中包含多类分项技术，根据石油工程的实际特性，选择合理的测井技术种类，提高测井技术与石油勘探的相符度，所以对石油工程中经常使用到的测井技术进行分析，突出其在石油工程中的价值。

1、成像测井技术

成像测井具备诸多优势，在石油勘探中具备较高范围的应用。成像测井中，利用共振仪、测井仪、结合数字化信息系统，实现成像测井，利用成像测井不仅可以勘测石油地质纵向、横向声波，还可以捕捉石油岩层的阵列波，由于成像测井可以提高勘探成像的清晰度，收集更多信息，可直观的应用到石油工程中。

2、地层测井技术

地层测井以石油地质中的流体为研究对象，重点研究地层能量，运用能量测试，形成对石油开采现状的规划。首先地层测井具备传感优势，精确分析石油地质的压力变化，得出地下地质的湿度、温度特性；其次地层测井对石油工程中的力度系统有较强检测能力，如：其可检测渗透率，分析地层内流体特性，有效判定流体类别，通过渗透率，预估石油地质层中，石油、水、气的基本含量，地层测井在测量方面体现出便捷、快速的特性。

3、声波测井技术

声波测井，主要是运用声波传递的特性，对石油工程中即将开挖的矿井，进行井层表面研究，在声波测井中，对声幅、声速的分析，均可得出勘探石油的信息，一般情况下，石油勘测将声波测井运用在二次开采中，例如：确定石油矿井后，进行二次分支开挖时，利用

声波测井，研究主次井关系，然后将得出信息，上传到计算机，通过图像技术分析声波中包含的信息，便于制定合理的矿井方案。

4、电法测井技术

电法测井的应用较早，在石油工程中较为常见，利用仪器与电位的关系，感应测井信息。例如：矿井下，安装有测井仪，其可发出电波信号，感应地面电位，得出电阻率，电法测井在后期石油勘探中延伸出多种技术，如倾角测量、感应测量等，其都是建立在电流感应的基础上，实现测井。

5、核测井技术

核测井在众多技术中，属于既具备科学技术，又具备科学思想的方法，以放射性为测井原理，建立放射性核测。通过对石油地质中的岩石进行研究，得出岩石具备的物理特性，然后利用不同性质的核测井，核测井中一类为γ测井，以γ所能辐射到的地理范围为界限，探测矿井岩石，分析矿井内部的环境，协助石油开采；另一类为中子测井，通过岩石与中子之间形成的力，探测石油矿井。

6、随钻测井

在井的开钻准备工作中，把测井仪器安置在钻头位置。让钻头带着测井仪器进行实时测量。这种方法可以随着钻头的不断深入进行实时测量，信息采集速度快，数据结果对于实时指导钻探工作有着不可比拟的优越性。对于疑难井，大斜度井和水平井的钻探是有着天然优势的。

7、电缆地层测试

当油田开发需要建立单井压力剖面，对于流体密度、气、油、水界面需要进行精确分析时，就可以通过电缆地层测试快速得到地层的有效渗透率，同时还可以获得流体的相关数据。这种方法性价比高，应用于地层产能量勘探时，不仅高效，而且是获得数据最快的方法。

三、测井技术的应用

科技不断发展，测井技术的发展趋势也在原有的常规测井技术上不断进行了完善和拓展。而新型测井技术的开发与利用，也在有效丰富着测井的技术手段。时代越发展，测井技术在信息采集的精度和勘探分析评价系统的完善度上就越高。仪器自动化，信息网络化的发展趋势让测井技术在多源、多波、多谱、多接收器、多传感器的道路上越走越宽广，也越来越适应地质复杂，井内条件疑难的油田开发项目。图象处理技术的不断成熟，测量参数就可以直接生成二维或者三维图像。另外，对于井眼的覆盖率不断提高，也增加了测井技术对于非均质地层的适应能力。

1、测井技术在油田开发中的应用

测井技术所得到的井内信息与数据是进行勘探的重要评价。对于分析井内地质情况，进行地质研究和油田开发，提供了直接而有效的数据支持。油田开发人员通过对获得的井内信息进行数据处理，可以直接得到井内地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质。这些数据决定了井内是否有油气藏。而进行地质地层勘探评价时，通过这些信息还可以得到油气藏的静态与动态描述。可以说，测井技术是油田开发中的首要技术。

2、地质方面

在进行油田开发钻探时，多个井眼的测井信息可以整合而成整个地区的地下储层的物理描述。勘探人员可以通过储层的平面分布数据，结合油井所在地区的地质数据，经过数据处理，生成钻井地质剖面图。结合不同深度的地层数据对比结果，得到地层电阻率，之后再根据井内的泥浆含量与孔隙数据，结合剖面图就可以精准得到油气藏所在的位置与埋深。

3、油气藏描述方面

根据测井数据，对地层岩心进行数据分析，把岩层的沉积与特性情况进行分析，得到油气藏的储层资料，再结合地质中泥岩分布与三维油藏数据模型，通过分析井内孔隙间的流体特点，就可以有效进行油层、水层与气层的划分。进行油气藏钻井勘探时，精确定位低阻

油层与复杂低阻油层，为油气田的开发提供了重要的前期数据。

4、传感技术在石油测井中的应用

石油测井中，传感器技术已实现网络化，首先传感技术可以与计算机形成系统的连接，实现探测信息数字化，例如：传感技术可将在石油矿井中采集到的信息，快速传递到计算机内，利用相关数字系统，形成图像，有利于勘探人员规划科学的开采方案，保障石油信息时代化的进步；其次形成勘测标准，通过传感技术中的有效技术，更改原始成像，促使成像更加清晰、准确，有助于形成科学性测井数据；最后传感技术信息化应用，实现信息共存，保障石油工程各个工作单位，及时分享测井信息，并给予回应，保障石油工程的进行。结束语

测井技术在油气开发中的高效，对于油气藏的勘探起到了重要的推动作用。但随着资源的逐渐消耗，勘探新油气资源的难度在不断加大，对于油气开发中的测井技术也提出了新的要求。而新型测井技术，如核磁共振测井、成像测井技术等，也将在未来的油田开发中发挥越来越重要的作用。作为经济高速发展的国家，测井技术的不断完善与升级，不仅对油田开发有着重要的现实意义，也是保障经济发展与能源安全的重要依仗。

参考文献

[1]杜海洋.测井技术在油气田勘探开发中的应用[J].能源环境，2012

[2]王刚.测井工艺在油气田开发中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012

[3]张亚旭，胡欣，刘新茹.测井技术在油气田勘探开发中的应用[J].中小企业管理与科技，2011

第三篇：测井技术在石油勘探中的应用

测井技术在石油勘探中的应用 摘 要 我国传统的石油测井技术分辨率较低、直观性较差，且极易导致多解性的出现，已经不能够满足现代石油测井的需要了。基于此，探索一种新型的石油测井技术以不断提高我国的石油测井质量是对我国石油测井事业的发展意义重大。

关键词 传感器；测井技术；石油测井

现阶段，传统的石油测井技术已很难满足石油测井的需要了，面对大量的石油探测工程，深探测、高测量精度与高分辨率的石油测井技术应运而生。石油测井仪器经过长时间发展已经历经了五次更新换代，目前，我国油田所运用的石油测井仪器为第四代数控测井仪与第五代成像测井仪两种。常用测井技术

1）电法测井。电法测井是石油测井中常用的技术之一，其主要是指通过井下的测井仪器向地面发生电流，从而有效的测量出地面的电位，并最终得到地层电阻率的一种测井方式。常见的地层倾角测井、感应测井和侧向测井以及向地层发射电流对地层的自然电位进行测井等方法均属于电法测井技术。

2）声波测井。声波测井主要是通过测量环井眼地层的声学性质对地层特定、井眼工程情况进行测量的一种石油测井技术，其包括声幅测井、声速测井等多种测井方法。一般情况下，运用声波测量的方式可清晰揭示出井眼的特定，此种测井技术一般用于推导原始与次生孔隙度、空隙压力以及流体类型、裂缝方位等；声成像测井技术则是在充分运用计算机图像处理技术的基础上所形成的石油测井技术，此技术可将换能器接收到的各种信号进行数字化，并可将预处理图像处理成转换成像。

3）核测井技术。核测井技术主要是根据地层岩石以及岩石孔隙流体的物理性质进行石油测井的技术，它还被称之为放射性测井技术。以放射性源、测量的放射性类型或岩石的物理性质为主要依据将核测井技术分为如下两大类，即伽马测井，以研究伽马辐射为主要基础的核测井方法；中子测井，以研究中子、岩石以及其孔隙了流体之间的相互作用为主要基础的核测井技术。上述两种主要的核测井技术包括密度测井、自然伽马测井、自然伽马能谱测井以及中子孔隙度测井等。

4）电缆地层测试测井技术。电缆地层测试测井技术也是十分常见的石油测井方式，其主要是对油气探测工作中流体性质进行验证、对地层产能进行有效估计的测井方式。与普通的钻杆测试相比，电缆地层测试技术具有快速、经济、简便等诸多优点。一方面，电缆地层测试测井技术的石英压力传感器可以较为准确和迅速的测量到地层的压力与温度变化；另一方面，此种测井技术所运用的多探测测试器能够最为直接的测量地层径向与垂向渗透率。此外，井下的流体电阻率测量以及光谱分析等技术也可较为有效的对流体类型进行判别。一般情况下，电缆地层测试用于单井压力剖面的建设、流体密度的计算、气、油、水界面的确定以及地层有效渗透率的估计中。

5）成像测井。成像测井技术具有分辨率较高、采集数据量大等特点，其测量结果可通过计算机以图象的形式表现出来，较为直观。构成成像测井系统的主要设备为成像测井仪、核磁共振测井仪以及数字要穿系统、计算机工作站等。成像测井技术与常规的测井技术相比具有更强的适应力，其主要仪器包括：阵列感应、井周声波、阵列倾向、核磁共振以及多极子阵列声波等。传感器技术在石油测井中的应用

地球物理测井是应用地球物理的一个分支，它是用物理学的原理解决地质和工程问题的学科。由于测井观测密度大、分辨率高、纵向连续性好，具有综合信息和技术优势等，因此成为地层评价的主体，是油气资源评价和油藏管理不可缺少的关键技术手段。其地质与工程运用，覆盖了油气勘探与开发的全过程。随着油气勘探开发难度的增加和测井技术的发展，测井技术的应用已经从传统的单井油气层识别与评价逐步发展到测井多井的储层描述与评价。在地层评价、地质、钻井以及采油工程方面得到越来越广泛的应用。

1）石油测井中光纤传感器的应用。光纤传感器随着光线通信技术而生，由于受到电磁干扰，需要承受极端的条件，包含高压、冲击、震动、高温等，可高精度测量井场、井筒环境，光纤传感器是一种分布式测量，可测量空间分布和剖面信息。同时，光纤传感器的横截面较小，外形较短，空间体积小。激光传感器技术是由激光技术结合光纤技术的传感器，在泥浆、原油等井中测量，同时它利用光致损耗、发光物理效应，可发挥不同核探测能级，研制敏感探头。地层评价：分析岩石性质，确定地层界面，计算岩层的矿物成分，绘制岩性剖面图，计算孔隙度、渗透率等储层参数，储层综合评价，划分油、气、水层，并评价产能。

2）石油测井中网络传感器技术的应用。在石油测井中，网络是一种集成与发展，主要呈现阵列化的探头发展，采集图像化地面，油藏解决方案、信息共享促进实时化。根据该标准，使网络测井组合快速平台，通过核磁共振、声波成像、地层测试等技术，对其进行改进，可集成为网络测井技术。有利于评价油气水、测井识别、岩石力学、测井地址等动态分析。测井技术正在逐渐变革，互联网技术的主要特征为信息共享、可靠，井下仪器提供油藏解决方案和观测信息。

3）随钻测井。此种测井方式是指将测井仪器安装在与钻头相近的部位，在钻井的过程中同时将地层的各种信息进行测量的测井方式。随钻测井可以通过对地层倾斜角度的方向、钻压等测量而更好的控制钻探方向。运用此种方式测量刚钻开地层的自然电位、电阻率、密度、中子以及核磁、声波时差等指标，上述的测量方式不仅有效避免了泥浆侵入和井眼扩径等井下条件的对测量结果的影响，且可为地层提供井身信息，进而更好的指导钻进方位。对于疑难井、水平井和大斜度井的测井中，随钻测井更加能够显示出其独特优势，其能够为作业者提供科学的钻井依据，还能够为作业者提供较为详细的井眼周围信息，例如井眼周围的应力状态、地质导向等，以帮助作业者更为有效的进行地层评价。

4）双侧向测井。双侧向测井技术主要是运用电流屏蔽的方法，迫使主电极电流经聚焦后成水平状电流束垂直于井轴侧向流入地层，从而使井的分流作用与低阻层对电流的影响逐渐减少。上述手段可减少井眼与围岩对于测井结果的影响，能够在真实、有效的反映地层电阻率变化情况的同时解决普通测井技术不能够解决的问题。结束语

随着我国科学技术的发展，我国的石油测井技术面临着更多的发展机遇与更严峻的挑战。基于此，在石油测井技术的发展过程中，科研与操作人员均应不断加强相关理论基础的研究，并在理论完备的情况下进行更为深入的实践研究，在提高自主创新能力的同时不断实现我国石油勘测的简单化、精确化与快速化。

参考文献

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第四篇：油田生产中表面活性剂的应用

油田生产中表面活性剂的应用

1、开采稠油用的表面活性剂

由于稠油粘度大、流动性差，给开采带来许多困难。为开采这些稠油，有时需将表面活性剂的水溶液注入井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油型乳状液，抽提到地面。这种稠油乳化降粘法用到的表面活性剂有烷基磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐等。采出的这种水包油型乳状液，需要将水分离出去，也要使用一些工业表面活性剂作为破乳剂进行脱水。这些破乳剂是油包水型乳化剂。常用的有阳离子表面活性剂或环烷酸、沥青质酸及它们的多价金属盐。特殊的稠油，不能采用常规的抽油机开采法，需要注蒸汽进行热采。提高热采效果，需要使用表面活性剂。向注汽井注入泡沫，即注入耐高温的起泡剂及不凝气体是常用的调制方法之

一。

常用的起泡剂是烷基苯磺酸盐、α—烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烃基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。由于含氟表面活性剂，表面活性高，对酸、碱、氧、热及油稳定，故含氟表面活性剂是理想的高温起泡剂。为了使分散的油易于通过地层的孔喉结构，或使地层表面的油易被驱出，需要使用称之为薄膜扩散剂的表面活性剂，常用的是氧

烷基化酚醛树脂高分子表面活性剂。

2、开采含蜡原油用表面活性剂

开采含蜡原油，需要经常进行防蜡和清蜡。表面活性剂作为防蜡剂和清蜡剂。防蜡用的有油溶表面活性剂和水溶性表面活性剂。前者通过改变蜡晶表面的性质而起防蜡作用。常用的油溶性表面活性剂是石油磺酸盐和胺型表面活性剂。水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管、抽油杆及设备表面）的性质而起防蜡作用。可用的表面活性剂有烷基磺酸钠、季铵盐、烷烃聚氧乙烯醚、芳烃聚氧乙烯醚及其它们的磺酸钠盐等。清蜡用的表面活性剂也分两个方面，油溶性用于油基清蜡剂，水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、OP型表面活性剂、硫酸酯盐化或磺烃基化的平平加型与OP型表面活性剂等用于水基清蜡剂。近年来，国内外将清防蜡有机地结合起来，还将油基清蜡剂和水基清蜡剂有机地结合起来，生产出混合型清蜡剂。这种清蜡剂以芳香烃和混合芳香烃作油相，以具有清蜡作用的乳化剂作水相。当选择的这种乳化剂为具有适当浊点的非离子型表面活性剂时，就可使它在油井结蜡段以下温度达到或超过它的浊点，从而使这种混合型清蜡剂在进入结蜡段前破乳，分出两

种清蜡剂，同时起清蜡作用。

3、稳定粘土使用的表面活性剂

稳定粘土分防止粘土矿物膨胀和防止粘土矿物微粒运移两个方面。防止粘土膨胀可用，如胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、咪唑啉盐等阳离子表面活性剂。防止粘土矿物颗粒运移可用的有含氟的非离子—阳离子表面活性剂。

4、酸化措施使用的表面活性剂

为了提高酸化效果，一般在酸液中需加入多种添加剂。凡能同酸液配伍并易被地层吸附的表面活性剂，均可作为酸化缓速剂。如阳离子表面活性剂中的脂肪胺盐酸盐、季铵盐、吡啶盐和两性表面活性剂中的磺酸盐化、羧甲基化、磷酸酯盐化或硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。有些表面活性剂如十二烷基磺酸和它的烷基胺盐，可将酸液乳化在油中，产生油包酸乳状液，以此乳状液作为酸化工业液，亦起缓速作用。

有些表面活性剂可作为酸化液防乳化剂，具有分支结构的表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺均可作为酸化防乳化剂。

有些表面活性剂可作为乏酸助排剂，可作为助排剂的表面活性剂有胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、非离子型、两性及含氟表面活性剂等。有些表面活性剂可作为酸化防淤渣剂，如油溶性表面活性剂，如烷基酚、脂肪酸、烷基苯磺酸、季铵盐等。因它们酸溶性不好，可用非离子型表面活性剂将它们分散在酸液中。为了提高酸化效果，需要在酸液中加入润湿反转剂，将近井地带的润湿性由亲油反转为亲水。聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚与磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚的混合物等，被地层

吸附为第吸附层，而起到润湿反转作用。

另外，还有一些表面活性剂，如脂肪胺盐酸盐、季铵盐或非离子—阴离子表面活性剂作为起泡剂，制成泡沫酸工作液，达到缓速缓蚀深部酸化之目的，或以此制成泡沫作为酸化的前置液，将它们注入地层后，再注酸液。泡沫中的气泡产生的Jamin效应，可对酸液起转向作用，迫使酸液主要溶蚀低渗透层，提高了酸化效果。

5、压裂措施使用的表面活性剂

压裂措施常施用于低渗透油田，就是用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减少流体流动阻力，达到增产增注目的。有些压裂液是用表面活性剂作为成分之一来

配制的。

水包油压裂液是由水、油和乳化剂配制的。使用的乳化剂有离子型、非离子型和两性表面活性剂。若用稠化水作外相，以油作内相，可配得稠化水包油压裂液（聚合物乳状液）。这种压裂液能使用160℃以下的温度下，并能自动破乳排液。

泡沫压裂液是以水为分散介质、以气为分散相的压裂液，其主要成分是水、气和起泡剂。烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸酯盐、季铵盐和OP型表面活性剂均可作为起泡剂。起泡剂在水中的浓度一般是0.5—2%，气相体积与泡沫体积的比值在0.5—0.9范围。

油基压裂液是以油作溶剂或分散介质配成的压裂液。现场应用最多的油是原油或其重馏分，为了改进其粘温性能，需要加入油溶石油磺酸盐（分子量300—750）。油基压裂液也包括油包水压裂液和油泡沫压裂液。前者用的乳化剂是油溶性的阴离子型表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，后者用的稳泡剂是含氟的高分子表面活性剂。

水敏地层压裂液，是用醇（如乙二醇）与油（如煤油）混合物作为分散介质，用液体二氧化碳作为分散相，用硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基醇醚作乳化剂或起泡剂配成的乳状液或泡沫，压裂水敏地层。

压裂酸化用压裂液，既是压裂液又是酸化液，用于碳酸盐地层，两种措施同时进行。与表面活性剂有关的是酸泡沫和酸乳状液，前者用烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐作起泡剂，后者是用

磺酸盐型表面活性剂为乳化剂。

压裂液也同酸化液一样使用表面活性剂作为防乳化剂、助排剂和润湿反转剂，在此不再多叙。

6、调剖、堵水措施用表面活性剂

为了提高注水开发效果抑制原油含水上升速度，需要在注水井上调整吸水剖面及在生产井上进行堵水的增产措施。其中的一些调剖堵水方法，经常用到一些表面活性剂。

HPC/SDS冻胶调剖剂，由羟丙基纤维素（HPC）与十二烷基硫酸酯钠盐（SDS）在淡水中

配成。

烷基磺酸钠和烷基三甲基氯化铵，分别溶于水中，配成两种工作液，先后注入地层，在地层中两种工作液相迂，产生烷基三甲基胺的烷基亚硫酸酯沉淀，封堵高渗透层。

聚氧乙烯烷基苯酚醚，烷基芳基磺酸盐等可作为起泡剂，溶于水中配制一种工作液，然后与液体二氧化碳工作液交替注入地层中，就在地层中（主要是高渗透层）形成泡沫，产生堵塞，起到调剖作用。

以季铵盐型表面活性剂作为起泡剂溶于硫酸铵同水玻璃配成的硅酸溶胶中注入地层，然后注不冷凝气体（天然气或氯气），则可在地层中先产生以液体为分散介层的泡沫，随后硅酸溶胶胶凝，就产生了以固体为分散介质的泡沫，起到堵塞高渗透层及调剖作用。以磺酸盐型表面活性剂为起泡剂，以高分子化合物作为稠化稳泡剂，再注气体或产生气体的物质，在地面或地层生成水基泡沫，这种泡沫在油层，表面活性剂大量移至油水界面，引起泡沫破坏，故不堵油层，是一种选择性和油井堵水剂。

油基水泥堵水剂是水泥在油中的悬浮体，水泥表面亲水，当它进入出水层时，水置换水泥表面的油井与水泥作用，使水泥固化封堵出水层。为改善这种堵剂的流动性，通常加入羧酸盐

型及磺酸盐型表面活性剂。

水基胶束液溶堵水剂，是由石油磺酸铵、烃类及醇类等为主要成分的一种胶束溶液，在地层中迂高含盐水，可变粘稠，达到堵水作用。

水基或油基阳离子表面活性剂溶液堵水剂，是以烷基羧酸盐和烷基氯化铵盐活性剂为主要成分，只适用于砂岩地层。

活性稠油堵水剂，它是一种溶有油包水型乳化剂的稠油，在地层迂水后产生高粘的油包水乳

状液，达到堵水目的。

水包油堵水剂，是以阳离子型表面活性剂作为水包油型乳化剂，将稠油乳化在水中配成。

7、防砂措施用表面活性剂

防砂作业前，需要注一定量的由表面活性剂配制的活性水作为前置液，对地层进行予清洗，以提高防砂效果。目前常用活性剂，多数是阴离子表面活性剂。

8、原油脱水用表面活性剂

在一、二次采油阶段，采出的原油多用油包水型破乳剂。已发展了三代产品，第一代是羧酸盐，硫酸盐和磺酸盐。第二代是低分子非离子表面活性剂如OP、平平加和磺化蓖麻油等。

第三代为高分子非离子表面活性剂。

在二次采油后期和三次采油阶段，采出原油多以水包油型乳状液形式存在。所用破乳剂有四类，如十四烷基三甲基氧基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵，它们可与阴离子类型的乳化剂反应，改变其亲水油平衡值，或吸附在水湿性粘土颗粒表面，改变其润湿性，破坏水包油型乳状液。另外一些可作为油包水型乳化剂的阴离子表面活性剂以及油溶性的非离子表面活性

剂，也可用作为水包油型乳状液破乳剂。

9、水处理用表面活性剂

油井采出液经脱出原油之后，产出水需要经过处理才能达到回注要求。水处理的目的有六个方面，即缓蚀、防垢、杀菌、除氧、除油和除去固体悬浮物。因此，要使用缓蚀剂、防垢剂、杀菌剂、除氧剂、除油剂及絮凝剂等，涉及工业表面活性剂的有如下方面：

用作缓蚀剂的工业表面活性剂有烷基磺酸、烷基苯磺酸、全氟烷基磺酸的盐类，直链烷基胺盐类、季铵盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、聚氧乙烯烷基醇醚类、聚氧乙烯二烷基丙炔醇、聚氧乙烯松香胺、聚氧乙烯十八胺以及聚氧乙烯烷基醇醚烷基磺酸盐，各种季胺基内盐，二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的内盐。

用作防垢剂的表面活性剂有磷酸酯盐、硫酸酯盐、醋酸盐、羧酸盐及其它们的聚氧乙烯基化合物。磺酸酯盐、羧酸盐的热稳定性明显优于磷酸酯盐、硫酸酯盐。

用于杀菌剂的工业表面活性剂有直链烷基胺盐类、季胺盐类、烷基吡啶盐类、咪唑啉及其衍生物的盐类、多种季铵内盐、二（聚氧乙烯基）烷基及其衍生物的内盐。

用于除油剂的工业表面活性剂，主要是具有分支结构和含二硫代羧酸钠基的表面活性剂。

10、化学驱油用表面活性剂 一、二次采油可采出25%—50%的地下原油，还有许多原油留在地下采不出来。进行三次采油可提高原油采收率。三次采油多以化学驱油方法，即向注入水中加入一些化学剂，提高水驱效率。在所用化学剂之中，有些属于工业表面活性剂，其情况简要介绍如下： 以表面活性剂为主剂的化学驱油方法，称之为表面活性剂驱。表面活性剂主要通过降低油水界面张力，提高毛管数而起到提高采收率作用。由于砂岩地层表面带负电，所以使用的表面活性剂主要是阴离子型表面活性剂，而且大部分是磺酸盐型表面活性剂。它是使用磺化剂（如三氧化硫）将芳香烃含量高的石油馏分磺化，再用碱中和制成。其规格：活性物50%—80%，矿物油5%—30%，水2%—20%，硫酸钠1%—6%。石油磺酸盐耐温不耐盐，不耐高价金属离子。合成磺酸盐是由相应的烃类，用相应的合成方法制得。其中的α—烯烃磺酸盐，特别耐盐，耐高价金属离子。另外一些阴离子—非离子型表面活性剂及羧酸盐型表面活性剂，也可用于驱油。表面活性剂驱油要用两种助剂：一种是助表面活性剂，如异丁醇、二乙二醇丁醚、尿素、环丁砜、亚烯基苯磺酸盐等，另一种是电介质，包括酸碱盐，主要是盐，它们可减少表面活性剂的亲水性，相对增加亲油性，亦是改变活性剂的亲水亲油平衡值而起作用。为了减少表面活性剂的损耗，提高经济效果，表面活性剂驱，还要使用称之为牺牲剂的化学物质。可作为牺牲剂的物质，有碱性物质和多元羧酸及其盐类，低聚物和高聚物也可作为牺牲剂，木质素磺酸盐及其改性物是一种牺牲剂。

使用两种或两种以上化学驱油主剂的驱油方法，称之为复合驱，与表面活性剂有关的这种驱油方法有：表面活性剂十聚合物的稠化表面活性剂驱；碱十表面活性剂的碱强化表面活性剂驱或表面活性剂强化碱驱；碱十表面活性剂十聚合物的按元复合驱。复合驱通常比单一的驱动有更高的采收率。据目前国内外发展趋势分析，三元复合驱较二元复合驱有更高的优越性。三元复合驱用的表面活性剂主要是石油磺酸盐，通常还复配使用聚氧乙烯烷基醇醚的硫酸、磷酸及羧酸盐类、聚氧乙烯烷基醇烷基磺酸钠盐等，以提高其耐盐性能。近期，国内外都重视研究和使用了生物表面活性剂，如鼠李糖脂、槐糖脂发酵液等，以及天然混合羧酸盐和造纸副产碱木素等，在现场和室内试验取得了好的驱油效果。

第五篇：力学在新材料开发中的应用

力学在新材料开发中的应用

专业：交通工程

姓名：徐庆达

学号：201010615071

一、生活中的各种新材料 化学材料：

导电纤维——PACF导电腈纶短纤维、导电腈纶纱线

PACF纤维可以以0.55～5％的比例与普通的纤维混纺，再通过常规的纺织工艺，研发出永久型的抗静电产品，广泛应用于石油、化工、军工、航空、交通、海运、电子、药材、卫生、橡胶、塑料、计算机机房等。

SH－D导电粉

SH－D导电粉对材料通过活性处理及导电因子的掺杂处理，使在基体表面形成牢固的导电层，从而使该系列材料具有持久的导电性。可用于橡胶、塑料、外涂层、是一种理想的导电、抗静电产品添加剂。抗菌添加剂

在纳米材料的基础上采用络合包裹的方式将活性银离子包入内部，使其具有一定的催化氧化作用和缓释作用达到抗菌的效果。

SH－Ti抗紫外添加剂

具有优良的户外耐久性能和抗紫外线能力。可以用于橡胶、抗紫外塑料、薄膜及其制品、油漆、抗紫外纤维、防晒化妆品领域。该产品对250～380nm的紫外光有很强的吸收作用，全面抵御UV－A、UV－B对人体皮肤的伤害，而且无毒、无味、对皮肤无刺激，能够保持原有材料的色泽，具有良好的亲水性和亲油性，在有机溶剂和塑料中表现良好的分散性。

纳米是长度单位，大小为十亿分之一米（10-9m），纳米材料是用尺寸只有几个纳米的极微小的颗粒组成的材料。当材料的颗粒达到纳米级时，材料的性能会发生显著的变化。

纳米材料物理性质的变化

一、纳米材料对光的反射能力变得非常低，低到小于1%；

二、机械、力学性能成几倍增加；

三、其熔点会大大降低（如金的熔点本是1064℃，但2纳米的金属粉末熔点只有33℃）；

四、有特殊的磁性（如20纳米的铁粉，其矫顽力可增加1000倍）。

纳米材料的用途 1． 纳米结构材料:

包括纯金属、合金、复合材料和结构陶瓷，具有十分优异的机械、力学及热力性能。可使构件重量大大减轻。2． 纳米催化、敏感、储氢材料：

用于制造高效的异质催化剂、气体敏感器及气体捕获剂，用于汽车尾气净化、石油化工、新型洁净能源等领域。3． 纳米光学材料：

用于制作多种具有独特性能的光电子器件。如量子阱GaN型蓝光二极管、量子点激光器、单电子晶体管等。4． 纳米结构的巨磁电阻材料：

磁场导致物体电阻率改变的现象称为磁电阻效应，对于一般金属其效应常可忽略。但是某些纳米薄膜具有巨磁电阻效应。在巨磁电阻效应发现后的第6年，1994年IBM公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度一下子提高了17倍。

5． 纳米微晶软磁材料

用于制作功率变压器、脉冲变压器、扼流圈、互感器等。6． 纳米微晶稀土永磁材料

将晶粒做成纳米级，可使钕铁硼等稀土永磁材料的磁能积进一步提高，并有希望制成兼备高饱和磁化强度、高矫顽力的新型永磁材料。

三、超导材料

1911年荷兰科学家用液氦冷却水银，当温度下降到-269℃左右时，发现水银的电阻完全消失，这种现象就称为超导电性。这样的材料称为超导材料。

超导体电阻突然消失的温度称为临界温度（Tc)。在临界温度以下时，超导体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。

1997年，我们研制的超导材料的零电阻温度已达到134K，处于世界先进水平。超导材料的应用前景非常宽广，若用来输电可大大节约能源和材料

2011-4-17