引言精细化工是指生产比较精细的化学产品的行业的统称。

精细化工的产品种类众多，产品的科技附加值高，其产品直接服务于各高科技领域，直接体现着一个国家的化工发展水平。

因此，世界上许多国家都加大了在精细化工方面的研发和生产投入，以不断提高在国际市场上的竞争力。

本文主要论述精细化工在油田化学试剂中的应用。

1.油田化学剂现状开发油田化学剂的技术目的是满足油气层保护、环境、钻井、采油及集输等工程的要求,经济目的是实现油气储量的最有效动用采出并实现低成本开发。

在近10 年内,中国油田化学技术发展迅速,表现在品种、用量上都有了高速发展,已基本满足了各类油田工程的需要,部分油田化学剂在生产水平、质量水平等方面接近或已达到国际水平,尤其在聚合物处理剂的发展方面有着明显的中国特色,不论是在数量上、使用范围上,还是在分子结构及功能设计和机理研究等方面都达到了国际水平。

在中国油田化学剂发展的各个阶段,油田化学剂产品商业名称及成分、产品技术标准、产品销售价等都具有明显的特征。

1.2国内油田化学剂标准现状国内油田化学剂标准的发展是与生产发展、技术进步、标准化意识提高及质量管理水平提高息息相关。

20世纪80年代初中期我国原石油工业部开始建立标准化技术委员会后,油田化学剂的标准化工作逐步开展。

目前我国石油系统制定的各层次油田化学剂标准约有数千项,包括国家标准( GB) ,石油行业标准( SY) 、石油企业标准、各油田公司企业标准、生产企业标准。

标准涉及基础标准、方法标准、产品标准、采购标准、管理标准等,层次多,类型多,数量大。

这里仅从所掌握的资料来分析石油行业标准及一些生产企业标准概况、标准的适用性、存在的问题及建议等。

1.2.1国家标准概况目前,油田化学剂专业所涉及的国家标准有以下两类。

一、由石油工业标准化委员会提出制定并归口管理的国家标准。

二、使用已有的或其他行业制定的国家标准。

1.2.2石油天然气行业标准多年来石油工业标准化技术委员会所属相关专业标准化委员会组织专家制定了大量的油田化学剂类标准。

截止2008年11月,石油天然气行业的油田化学剂及材料标准共有100项,从专业上划分,有基础标准4项,钻完井液材料及化学剂标准40项,采油采气提高采收率用化学剂标准48项,集输储运用化学剂标准8项。

从标准类型上划分,基础类标准4项,方法类标准51项,产品类标准45项,1.3油田化学试剂的分类油田化学品用途广泛，品种繁多，大致有钻井用化学剂(包括钻井液处理剂)、油气开采用化学剂(包括酸化用化学剂、压裂用化学剂等，涉及破乳剂、降滤失剂、杀菌剂、降凝剂、堵水调剖剂等)、提高采收率用化学剂(包括聚合物和表面活性剂驱油剂等、油气集输用化学剂(包括降凝降粘剂等)和水处理用化学剂。

二．油田化学剂的合成与应用2.1原油破乳剂的研制进展目前，国内外研究的破乳剂从化学类型上看，主要以非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物为主。

近年来，根据新发展的有机合成技术合成了特殊表面活性剂。

有机合成技术的广泛应用，使破乳剂在品种数量上迅速发展，复配共聚等手段的应用，使破乳剂的应用范围越来越宽。

2.1.1破乳剂的合成1）以丙二醇为引发剂的破乳剂的合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的合成是以丙二醇为引发基础物，以碱为催化剂，在高压釜内用氮气驱除釜内和管线空气，将计量的环氧丙烷加入其中，然后充氮升温搅拌到130℃滴加环氧丙烷。

温度控制在135±5℃，滴加完毕后，保温0．5 h，所得产物为09聚醚。

按同样合成方法和操作步骤，取聚醚再与环氧丙烷反应得99聚醚，产物再一次与环氧丙烷反应得199聚醚，相对分子质量为2 400左右。

再将制得的聚丙二醇与氢氧化钾加入到高压釜内，氮气吹扫后加入环氧乙烷，用冰冷却，充氮升温搅拌到120℃时，缓慢滴加环氧乙烷，滴加完毕后再反应0.5 h，冷却出料，即得产物聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。

将计量的嵌段共聚物和丙烯酸加入到反应器中，加热搅拌按三个系列加入三乙烯四胺、三乙醇胺、十八烷基胺，得到聚酯胺原油破乳剂，产品代号分别为PU11、PU22、PU33.。

反应方程式如右所示：这种聚脂胺原油破乳剂具有破乳能力强，破乳速度快、药用量低、适用性强等特点。

2）以酚醛树脂为起始剂破乳剂的合成PFC型破乳剂在四口烧瓶中加入苯酚，加热熔化，滴加甲醛，控制温度，在1．5 h内滴加完，再滴加多乙烯多胺，1 h滴完，滴完后保温1 h。

真空脱水l h制得改性酚醛树脂。

在不锈钢反应釜内加树脂、KOH，用氮气置换2次，加热搅拌，连续滴加环氧丙烷，保持一定的温度与压力。

产物即为PFC聚头。

按合成PFC聚头的合成方法，加入环氧丙烷、环氧乙烷，即合成了PFc破乳剂，再用破乳剂稀释剂配成65％的成品。

PFC破乳剂是一种高分子破乳剂，破乳效果好，适应性强。

此外，由于该破乳剂分子中有支链存在，具有较强的表面活性，较好的润湿性能，足够的絮凝能力和较高的聚并效率，所以它破乳速度快，破乳效果好。

3）以多乙烯多胺和高碳醇为起始剂破乳剂的合成分别以多乙烯多胺和高碳醇为起始剂，将起始剂、催化剂加入反应釜中加热脱水，通氮气转换3次，与环氧丙烷进行第一步聚合反应，然后与环氧乙烷进行第二步聚合，再与环氧丙烷进行第三次聚合反应。

加冰醋酸中和，再按一定比例复配，并加入一定量溶剂制得成品DY一1型破乳剂。

反应方程式如下：DY一1破乳剂经现场试验，脱水效果好，污水含油大幅度下降。

该破乳剂原料易得，生产工艺稳定。

4）星型聚合物破乳剂星型聚合物——聚酰胺一胺(PMAM)是近十几年来发展起来的一类具有全新化学结构的聚合物，具有较好的表面活性和抗剪切性能。

以乙胺为原料，交替与丙烯酸甲酯和乙二胺进行Mickeal加成和酰胺化缩合反应，得到端基分别为一COOCH3和一NH2的0．5G、1．0G、1．5G、2．0G、2．5G和3．0G的PMAM，端基是按4、8、16、32⋯⋯来增长的。

反应方程式：该实验合成了以胺为核1．0～3．OG的星型聚合物，端基为胺基的星型聚合物，具有破乳性能，破乳率随着支链化代的增加而增加。

2.2脱钙剂的类型与合成2.2.1 原油中钙元素的存在形式研究结果表明，原油中的钙元素除了少部分以水溶性的无机盐类存在外，主要以环烷酸盐、脂肪酸盐、酚盐等有机钙的化合物形态存在（镁、铁也具有相似的存在形式）。

原油中的环烷酸钙和酚钙存在着如下的电离平衡：2.2.2原油脱钙技术的种类随着原油中钙含量的增加以及对其危害的不断认识，脱钙技术的开发引起了人们广泛的兴趣，出现了不少脱钙技术，其中研究较多的有螯合沉淀脱钙和加氢催化脱钙。

同时，生物脱钙和过滤脱钙也越来越引起人们的重视。

此外，Exxon公司开发了树脂脱钙技术和二氧化碳脱钙技术，对于钙含量高的原油有较高的脱钙率，但是脱钙后原油的酸性会上升，要求设备有很好的防腐蚀能力。

加拿大专利和开发有限公司开发的膜分离脱钙法对钙的脱除率较低(小于60％)，同时对原料油的性质要求高，实现工业化较困难。

2.2.3脱钙剂的作用机理目前，脱剂的有效成分主要有" 类：强酸、络合剂及沉淀剂。

当向原油中加入脱钙剂后，脱钙剂与电离出的钙离子反应生成稳定的可溶于水的化合物，分散在水相中，在高压电场和破乳剂的协同作用下，随脱盐污水排出，从而达到脱除有机钙的目的。

其相应的反应分别为：2.2.4 脱钙剂在工业上的应用原油中的钙盐主要是环烷酸盐它易溶于油，难溶于水脱钙关键是在电脱盐系统里确保水溶性的脱钙剂和原油中的钙离子充分接触并进行反应将环烷酸置换出来形成水溶性的钙盐然后钙盐随电脱盐排水带走从而达到脱钙的目的另外由于原油中的铁盐也是环烷酸盐为主脱钙剂也能和原油里的铁离子反应形成水溶性的铁盐并随电脱盐排水带走而具有一定的脱铁功能因此在工业应用中一般是通过调节混合强度尽可能的将脱钙剂分散在原油中从而达到脱钙脱铁的目的在原油脱钙铁及脱盐过程中水是将脱钙剂分散到油相中的载体同时又是将置换出的水溶性钙铁从油相中萃取出来的萃取剂因此注水量也是影响原油脱钙铁及脱盐的关键因素之一影响脱钙铁效果的一个重要因素是电脱盐操作温度温度的提高有利于提高脱钙剂与原油中环烷酸钙铁的置换反应速度另外脱钙剂在一二级电脱盐中的分配比例与脱钙剂的利用率有直接关系一般来讲脱钙剂在一级电脱盐中的注入比例要高一些。

2.2.4.1脱钙工艺流程脱钙剂、破乳剂与水按一定比例注入到原油中与原油进行充分混合后进入电脱盐罐中在一定的电场作用下进行沉降分离电脱盐排水外排净化油进入后续装置。

2.2.5 现有脱钙剂存在的问题对原油的适应性差。

例如洛阳石油化工公司研制的脱钙剂对大港、中原和胜利原油的脱钙效果较好，脱钙率可达50％至90％；而对克拉玛依九区、孤岛、绥中原油的脱钙效果则很差，脱钙率仅为10％至30％。

用量较大，成本过高。

例如使用扬子石油化工公司开发的FT-2型脱钙剂处理钙含量为31．6μg·g-1的原油时，其用量只有在大于120μg·g-1时，才可取得较好的脱钙效果。

再如使用山东省临朐县海绵厂研制的脱钙剂处理钙含量16．9μg·g-1的原油时，其用量高达200μg·g-1时才能取得满意的效果。

另外，一些脱钙剂对原油中所加含钙助剂的脱钙效果不够理想。

2.3 其余油田化学助剂1）钻井液处理剂。

今后，发展方向①对保护油气层专用处理剂进行研究，在最大限度上对油气层进行保护；②开发可降解产品，为环保钻井液打下坚实基础；③开发价格较低的适合于油基钻井液的乳化剂及润湿剂；④为了满足深井（超深井）钻探的需要，研制能抗温240℃以上的钻井液处理剂；⑤研制超高密度的钻井液处理剂，重点开发分散剂和润滑剂；⑥开发天然材料的深度改性产品；⑦开发较低成本的合成基钻井液材料，使合成基钻井液得到广泛的实际应用。

2）降凝、减阻和降黏剂。

未来减阻、降凝和降黏剂的研究方向是：研制适用于不同类型的稠油的高效减阻、降凝以及降黏剂和适用于稠油乳降黏的表面活性剂。

其中，研究重点在于开发新产品，探讨新的合成方法和合成工艺。

3）缓蚀剂。

在缓蚀剂方面，应当以胺类原料为重点进行研究工作，加大对二胺（多胺）和脂肪酸的反应产品，环状季胺化合物以及不饱和脂肪酸与脂肪胺的加成物等方面的研究力度。

另外，用乙烯单体和硫醇进行反应制备的缓蚀剂，或者低毒的聚天冬酸类缓蚀剂都是未来缓蚀剂的开发。

4）杀菌剂。

杀菌剂方面的研究重点是在对传统杀菌剂进行改造的基础上，大力开发双分子膜表面活性剂型杀菌剂以及不同表面活性剂的复合生产的复配型杀菌剂，并将一些杀菌剂的活性组分负载在某些高分子材料上以得到不溶性的杀菌剂，由于这种负载型杀菌剂大多具有高活性、良好的可再生性以及无污染性，必将具有广阔的市场发展潜力。

三、结语油田化学剂的加入对于原油的脱盐脱水过程有很大的帮助，所以随着化学药剂的加入，原油含水及含盐量大大减少。