1 概況
近年來(lái)，隨著石油工業(yè)的快速發(fā)展，油田化學(xué)品從—個(gè)新興的學(xué)科發(fā)展成為門(mén)類(lèi)比較齊全、品種和數(shù)量達(dá)到相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)品，2006年市場(chǎng)份額已近80億美元。原油價(jià)格不斷走高刺激了各油田紛紛進(jìn)行措施性開(kāi)采，對(duì)油田化學(xué)品的需求更加迫切。
隨著我國(guó)油田鉆井技術(shù)和鉆井液處理劑技術(shù)的發(fā)展，對(duì)油田化學(xué)品的需求日益增多。2007年以來(lái)，石油化工行業(yè)高速發(fā)展，極大的帶動(dòng)了石油開(kāi)采和石油化學(xué)品的發(fā)展，2007年石油化學(xué)品增速超過(guò)20％，市場(chǎng)份額超過(guò)了100億美元。新的、能在較復(fù)雜的條件下(如高溫、高壓、和高鹽地層等)起作用的油田化學(xué)品更為市場(chǎng)所看好，它們主要包括為：
1)無(wú)污染、高溫穩(wěn)定的分散劑僦絮凝劑(對(duì)環(huán)境安全且低毒或無(wú)毒)；
2)耐高溫(>165℃)且具良好耐油性的水溶高分子；
3)對(duì)深井、熱井有效的產(chǎn)品；
4)適于油基泥漿且價(jià)格較低的乳化劑和潤(rùn)濕劑；
5)能結(jié)合分散與降濾功能的回井降濾劑(目前降濾劑會(huì)增加體系粘度)；
6)在酸化時(shí)能溶解石蠟的更有效的溶劑和傾點(diǎn)降凝劑；
7)在用二氧化碳驅(qū)油和聚合物驅(qū)油肘更為有效的緩蝕劑等幾類(lèi)新的油田化學(xué)品。
油田化學(xué)品的品種甚多，在油田應(yīng)用廣泛，目前世界尚無(wú)公認(rèn)通用的分類(lèi)方法。據(jù)調(diào)查各國(guó)對(duì)油田化學(xué)品的分類(lèi)有以下幾種：1)有的按油田化學(xué)品的組成和制造過(guò)程分類(lèi)，分成礦物產(chǎn)品、無(wú)機(jī)產(chǎn)品、通用化學(xué)品、天然產(chǎn)品和專(zhuān)用產(chǎn)品等類(lèi)；2)有的按應(yīng)用分類(lèi)，分為鉆井液類(lèi)、完井液和激產(chǎn)液類(lèi)、采油類(lèi)和提高采收率類(lèi)等；3)有的把化學(xué)品的組成和應(yīng)用結(jié)合起來(lái)分類(lèi)，分為無(wú)機(jī)產(chǎn)品、有機(jī)產(chǎn)品、高分子化學(xué)品、表面活性劑、溶劑和防蠟用化學(xué)品，近井地帶處理用化學(xué)品、防垢用化學(xué)品、堵水及殺菌劑、石油預(yù)處理用化學(xué)品、高粘油輸送用化學(xué)品、有機(jī)和無(wú)機(jī)沉積抑制劑、提高輸油效率用化學(xué)品。4)依據(jù)油田主要生產(chǎn)工藝(作業(yè))過(guò)程，分為通用化學(xué)品、鉆井用化學(xué)品(其下又細(xì)分成鉆井液用化學(xué)品和固井水泥用化學(xué)品)、采油用化學(xué)品(其下又細(xì)分成酸化用化學(xué)品、壓裂用化學(xué)品和其它采油用化學(xué)品)、提高采收率用化學(xué)品、油氣集輸用化學(xué)品和水處理用化學(xué)品。
2 油田化學(xué)產(chǎn)品
2．1 鉆井用化學(xué)品
鉆井用化學(xué)品包括鉆井液、完井液和水泥漿用的各種處理劑，其品種和數(shù)量均占全部油田化學(xué)品的65％ 一70％，從礦物類(lèi)產(chǎn)品到精細(xì)化學(xué)品，品種繁多，用量大。
2．1．1 鉆井液處理劑
鉆井液處理劑是指在鉆井液配制和處理過(guò)程中所用的化學(xué)劑，包括以下18種類(lèi)型：殺菌劑、緩蝕劑(atmp)、除鈣劑、消泡劑、乳化劑、絮凝劑、起泡劑、降濾失劑、堵漏材料、潤(rùn)滑劑、解卡劑、PH值控制劑、表面活性劑、頁(yè)巖抑制劑、降粘劑、溫度穩(wěn)定劑、增粘劑、加重材料等。
2．1．2 水泥外加劑
水泥外加劑是指在固井作業(yè)中，為保證施工順利和固井質(zhì)量，在水泥中所添加的化學(xué)劑，共有以下10個(gè)類(lèi)型：促凝劑、緩凝劑、消泡劑、減阻劑(分散劑)、降濾失劑、防氣竄劑、減輕外摻料(減輕劑)、防漏外摻料(防漏劑)、增強(qiáng)劑、加重外摻料(加重劑)等。
2．2 油氣開(kāi)采用化學(xué)品
2．2．1 酸化用化學(xué)劑
酸化用化學(xué)劑是指酸化作業(yè)中過(guò)程中，為滿(mǎn)足工藝要求，提高酸化效果所用的化學(xué)劑，共有以下11個(gè)類(lèi)型：緩蝕劑、助排劑、鐵穩(wěn)定劑、乳化劑、防乳化劑、起泡劑、降濾失劑、緩速劑、暫堵劑、稠化劑、防淤渣劑等。
2．2．2 壓裂用化學(xué)劑
壓裂用化學(xué)劑是指壓裂作業(yè)過(guò)程中，為滿(mǎn)足工藝要求，提高壓裂效果所用的化學(xué)劑，共有以下14個(gè)類(lèi)型：破膠劑、緩蝕劑、助排劑、交聯(lián)劑、粘土穩(wěn)定劑、減阻劑、防乳化劑、起泡劑、降濾失劑、PH值控制劑、暫堵劑、增粘劑、殺菌劑、支撐劑等。
2．2．3 采油用其它化學(xué)劑
采油用其他化學(xué)劑是指除酸化、壓裂作業(yè)外，用于油、氣、水井增產(chǎn)增注的采油化學(xué)劑，包括以下8個(gè)類(lèi)型：解堵劑、粘土穩(wěn)定劑、防蠟劑、清蠟劑、調(diào)剖劑、降凝劑、防砂劑、堵水劑等。
2．2．4 提高采收率用化學(xué)劑
提高采收率用化學(xué)劑是指為提高石油采收率，在三次采油(EoR)過(guò)程中所用的化學(xué)劑，包括以下10個(gè)類(lèi)型：堿劑、活性劑、高溫起泡劑、混溶劑、流度控制劑、犧牲劑、表面活性劑、增溶劑、薄膜擴(kuò)展劑、稠化劑等。
2．3 油氣集輸用化學(xué)劑
油氣集輸用化學(xué)劑是指在油氣集輸過(guò)程中，為保證油氣質(zhì)量，保證生產(chǎn)過(guò)程安全可靠和降低能耗所用的化學(xué)劑，包括以下14個(gè)類(lèi)型：緩蝕劑、破乳劑、減阻劑、乳化劑、流動(dòng)性改性劑、天然氣凈化劑、水合物抑制劑、海面浮油清凈劑、防蠟劑、清蠟劑、管道清洗劑、降凝劑、降粘劑、抑泡劑等。
2．4 水處理用化學(xué)劑
水處理用化學(xué)劑是指在油田注水(水源水、回注污水)、水處理過(guò)程中，為保證注水質(zhì)量，提高注水開(kāi)發(fā)效果所用的化學(xué)劑，包括以下10個(gè)類(lèi)型：殺菌劑、緩蝕劑、粘土穩(wěn)定劑、助濾劑、浮選劑、絮凝劑、除油劑、除氧劑、防垢劑、除垢劑等。
3 我國(guó)油田化學(xué)產(chǎn)品的發(fā)展概況
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993年我國(guó)油田化學(xué)品總耗量超過(guò)30萬(wàn)t，品種達(dá)300多種，產(chǎn)值約23億元。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，我國(guó)油田化學(xué)品工業(yè)雖然取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但還不能適應(yīng)石油工業(yè)發(fā)展的要求：一是產(chǎn)品質(zhì)量不高、品種少、成本高，缺乏系列產(chǎn)品和配套產(chǎn)品及高水平高檔次產(chǎn)品；二是科研成果工業(yè)化過(guò)程長(zhǎng)、應(yīng)用檢測(cè)、評(píng)價(jià)手段相對(duì)薄弱等。
3．1 鉆井用化學(xué)品
3．1．1 鉆井液(包括修井／完井液)
我國(guó)鉆井泥漿材料發(fā)展較晚，七十年代初，我國(guó)泥漿材料及處理劑不過(guò)20來(lái)種，到七十年代中期也只30種(含無(wú)機(jī)鹽)。到1983年，鉆井泥漿品種近80種。目前我國(guó)泥漿材料共分為十八大類(lèi)，品種已有幾百種。我國(guó)鉆井液隨著各類(lèi)處理劑的發(fā)展，聚合物鉆井液、鉀基防塌鉆井液、飽和鹽水鉆井液、定向井防卡防塌鉆井液、油包水鉆井液、低密度水包油鉆井液、泡沫鉆井液、充氣鉆井液等已接近或達(dá)到國(guó)外九十年代初水平。各類(lèi)鉆井處理液已配套并成系列，基本上能滿(mǎn)足我國(guó)各類(lèi)型鉆井作業(yè)的需求。
3．1．2 固井用化學(xué)品
我國(guó)油井水泥外加劑與國(guó)外先進(jìn)水平有較大差距，美國(guó)固井化學(xué)品占水泥用量的10％以上，而我國(guó)不足l％。六十年代只有幾個(gè)產(chǎn)品，到九十年代初只有幾類(lèi)三十余種產(chǎn)品。 油田應(yīng)用品種較少，僅幾千噸。
3．2 采油用化學(xué)品
3．2．1 油氣水處理
油氣水處理主要是含油污水處理。特別是含水開(kāi)采過(guò)程需要大量的水回注地層，使用含油污水回注會(huì)造成地下油層污染，需進(jìn)行預(yù)處理，污水處理回注對(duì)于采油來(lái)說(shuō)是極為重要的。
3．2．1．1 破乳劑
我國(guó)從1968年開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)破乳劑，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，現(xiàn)有品種近百種，用量達(dá)2萬(wàn)t左右。破乳劑種類(lèi)雖多，但其母體主要有以下幾種：油脂及衍生物、磺酸鹽、石油磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段共聚物、環(huán)烷酸鈉等。雖然我國(guó)生產(chǎn)的破乳劑有上百種，但沒(méi)有一種破乳劑可以在各油田的各類(lèi)原油中通用，這主要是目前對(duì)高含水期原油化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理研究尚不夠透徹，尚難以用理論來(lái)指導(dǎo)化學(xué)破乳劑的選擇，因此某種原油乳化液使用何種破乳劑效果最好，只能通過(guò)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證。
3．2．1．2 殺菌劑
油田回注水所采用的殺菌劑包括有機(jī)類(lèi)和無(wú)機(jī)類(lèi)，無(wú)機(jī)類(lèi)以氯為主，有機(jī)類(lèi)包括醛、季銨鹽、酚、咪唑啉、胍鹽等。我國(guó)油田在水處理中使用殺菌劑較國(guó)外少。主要使用季銨鹽類(lèi)殺菌劑及其復(fù)配產(chǎn)品。近幾年國(guó)內(nèi)許多單位與油田合作或單獨(dú)開(kāi)發(fā)了一些新型殺菌劑。通常加藥濃度為幾十mg/l。
百宜油田專(zhuān)用殺菌劑:D—560是針對(duì)油田內(nèi)廣泛存在的硫酸鹽還原菌(SRB)、鐵細(xì)菌和腐生菌(TGB)研制而成的專(zhuān)用殺菌劑。它是以陽(yáng)離子長(zhǎng)鏈聚合物、表面活性劑、穩(wěn)定劑復(fù)合而成的廣譜殺菌劑。它獨(dú)特的殺菌能力和絮凝作用，不僅適用于油田采油注水、鉆井泥漿,油田污水，也適用于石化行業(yè)污水回用。
3．2．1．3 緩蝕劑
在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程(尤其是二次采油)中，從原油脫出的污水是油田注水的重要來(lái)源。厘因該污水礦化度高、溫度高，同時(shí)又溶解了一定的腐蝕性物質(zhì)，對(duì)污水處理裝置和管線腐蝕嚴(yán)重，均需采取相應(yīng)的防腐措施，添加緩蝕劑是國(guó)內(nèi)外普遍采用的一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)可行的方法。針對(duì)不同的腐蝕介質(zhì)，開(kāi)發(fā)了多種緩濁劑，主要有脂肪胺的有機(jī)鹽、脂肪酰胺、脂肪胺和環(huán)氧乙烷的加成物、瞇唑啉衍生物、季銨鹽、胺取代硫代膦酸酯、膦氧基醚或硫醚、帶親油基的含氮多元環(huán)狀物。
3．2．1．4 絮凝劑
無(wú)機(jī)類(lèi)主要有鐵鹽及鋁鹽如三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁、鉀明釩；有機(jī)類(lèi)多為水溶高分子，如纖維素類(lèi)、半乳甘露聚糖類(lèi)、部分水解聚丙烯酞胺類(lèi)等。如勝利油田的高分子量多糖和纖維素衍生物等改性產(chǎn)品CG一_A高效絮凝劑，在油田應(yīng)用較廣。
3．2．1．5 防垢劑
油田主要用羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸(ATMP)和水解馬來(lái)酸酐等。
3．2．1．6 減阻劑
多系高分子聚合物。八十年代未，成都科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了丙烯酸高級(jí)酯類(lèi)減阻劑，在大慶油田中應(yīng)用有較好效果；現(xiàn)有許多研究單位從事該方面的研究。但是尚未進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。
3．2．1．7 流動(dòng)改性劑(降凝劑)
我國(guó)原油降凝劑的研究應(yīng)用從八十年代初開(kāi)始，八十年代中期在中原油田至洛陽(yáng)的輸油管線上，使用美國(guó)Exxon公司的C～8806等品種試驗(yàn)，效果較好。目前有石油勘探開(kāi)發(fā)研究院、成都科技大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、山東化工研究院、浙江大學(xué)等單位在開(kāi)發(fā)研究。工業(yè)化產(chǎn)品較少，如CN降凝劑、F一21降凝劑等，在局部輸油管線上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并且投入小批量生產(chǎn)。
3．3 其它油田化學(xué)產(chǎn)品
3．3．1 酸化與壓裂
我國(guó)年均壓裂施工5000井次。平均單井壓裂一次消耗藥劑7t左右，每年約消耗藥劑3．5萬(wàn)t。我國(guó)每年酸化作業(yè)約1200井次，平均每井次消耗藥劑25t左右。每年約消耗藥劑3萬(wàn)t。國(guó)內(nèi)目前使用的酸化壓裂助劑有瓜爾膠粉(包括改性)、田箐粉(包括改性)、香豆膠粉(包括改性)、黃原膠、酸化助劑(S一100殺菌劑、ZXT一1暫堵劑、TW一903膠束酸、濃縮酸)、助排劑(AL一302、TM一3、FH1等)、溫度穩(wěn)定劑(TA系列)、油層清洗劑(TX一1等)、有機(jī)鉛復(fù)合交聯(lián)劑、有機(jī)硅交聯(lián)劑、石油支撐劑(DZ、DG等)。
3．3．2 化學(xué)驅(qū)產(chǎn)品
我國(guó)三次采油主要在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)，局部地區(qū)在做熱力驅(qū)的實(shí)驗(yàn)。
目前通常采用聚丙烯酰胺或聚丙烯酸類(lèi)高聚物。目前大慶采用高分子量聚丙烯酰胺進(jìn)行驅(qū)油。遼河油田、勝利油田在局部油田進(jìn)行化學(xué)驅(qū)實(shí)驗(yàn)和三相混合驅(qū)實(shí)驗(yàn)。遼河油田、新疆油田等地在局部油田也在進(jìn)行熱力驅(qū)實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)前及今后一段時(shí)間我國(guó)三次采油工作將積極大面積地應(yīng)用聚合物驅(qū)和蒸汽驅(qū)技術(shù)。同時(shí)大力開(kāi)展其它三次采油技術(shù)，尤其是堿／表面活性劑／聚合物三元復(fù)合驅(qū)的先導(dǎo)性試驗(yàn)工作。http://www.5ign5.com
