2021年湖北自考06336 油田化学教材大纲

  湖北省高等教育自学考试课程考试大纲

  课程名称：油田化学 课程代码：06336

  第一部分 课程性质与目标

  一、课程性质与特点

  本课程是为石油工程专业设置的专业核心课，其主要任务是对石油工业中在油气田钻探、开发和油气储运中所用化学剂的种类、使用原理、使用方法及这些化学剂的性能分析，作系统的论述，让学生对已学过的基础课和专业技术基础课得以巩固，并培养和提高学生从事实际工作和科研工作的能力。

  二、课程目标与基本要求

  通过本课程的学习，学生应具备以下的理论知识与技能：

  1、油田常用的化学剂及其在油田开发中的重要作用；

  2、常用的化学剂的分子结构、性能和作用机理；

  3、油田常用化学剂类型、使用方法及应用原则；

  4、油田常用化学剂的分析测试和仪器操作方法；

  5、国内外油田化学的发展趋势。

  三、与本专业其他课程的关系

  油田化学是一门多学科的专业课，其内容极为广泛，从广义上讲，钻井液与完井液、提高采收率都是油田化学的范围，但这里所述的油田化学主要是油水井的化学改造。在开这门课的同时，还平行地开钻井液与完井液和提高采收率原理等课程，因此本课程应注意下述几点：（1）加强基础理论教学，使学生掌握最基本的原理；（2）本着“少而精”、“广而新”的原则，使学生拓宽专业，提高学生适应工作的能力；（3）本课程的重点是油水井的化学改造，即酸化、压裂、堵水、油水井防砂和油井防蜡以及稠油开采等问题；（4）本课程的难点是油井水泥及外加剂；（5）本课程一定要在生产实习后开设，这样学生先有一定的感性认识，再通过理论教学，就能对生产中所遇到的实际问题，提高到理性上来认识。所以要学好本课程，生产实习是很重要的一个环节。

  第二部分 考核内容与考核目标

  第一章 粘土矿物

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解粘土矿物的基本构造；

  2、了解几种重要粘土矿物的组成；

  3、了解粘土矿物的性质，重点了解带电性和凝聚性。

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：粘土矿物的基本结构层及常见的几种矿物

  识记：粘土矿物的基本结构单元、基本结构层、常见粘土矿物、粘土矿物的性质。

  理解：粘土矿物水化膨胀的特性与内在基本结构层的关系。

  应用：掌握粘土矿物的带电性、吸附性、膨胀性和凝聚性的基本内容。

  （二）次重点：粘土矿物的基本构造单元

  识记：硅氧四面体和铝氧八面体的结构。

  理解：粘土矿物的带电性、水化膨胀性及凝聚性。

  应用：常见粘土矿物的基本结构层及类型。

  （三）一般：由基本结构层重叠引申出来的晶层间距及绿泥石、坡缕石、海泡石、粉层粘土矿物

  识记：层间物、层间水、层间阳离子、晶层间距的定义。

  理解：水化膨胀与晶层间距的内在联系。

  应用：粘土矿物与储层敏感性评价方法。

  第二章 钻井液化学

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解钻井液的功能和组成；

  2、了解钻井液的密度及其调整；

  3、了解钻井液的酸碱性及其控制；

  4、了解钻井液的滤失性及其控制；

  5、了解钻井液的流变性及其调整；

  6、理解钻井液的固相及其含量的控制；

  7、理解钻井液的润滑性及其改善；

  8、了解井壁的稳定性及其控制；

  9、理解卡钻与解卡；

  10、理解钻井液的漏失与地层的堵漏；

  11、掌握钻井液体系；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：钻井液的组成及功能、滤失性及其控制、流变性及其调整、井壁的稳定性及其控制

  识记：钻井液滤失性及其控制、流变性及其调整、井壁的稳定性及其控制。

  理解：滤失性测试方法、常用钻井液滤失剂、钻井液的几种流变模式、井壁稳定的控制方法。

  应用：钻井液的滤失及其控制、流变性调整及井壁的稳定性的控制在钻井过程中的重要性。

  （二）次重点：钻进液密度及其调整、钻井液固相含量及其控制、卡钻与解卡、润滑性及其改善

  识记：高密度材料、盐结晶抑制剂、非选择性絮凝剂和选择性絮凝剂以及常用的钻井液润滑剂。

  理解：钻井液固含量的控制方法及常用的润滑剂和解卡剂。

  应用：钻井液密度调整及固相控制在钻井过程及储层保护方面的重要性。

  （三）一般：钻井液的酸碱性及其控制、漏失与地层的堵漏及常用的钻井液体系

  识记：钻井液PH控制方法、常用的钻井液堵漏材料及钻井液体系。

  理解：酚酞碱度、甲基橙碱度、钻井液漏失分类、水基、油基和气体钻井液。

  应用：钻井液的堵漏及选择合适的钻井液在钻井过程中的重要性。

  第三章 水泥浆化学

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解水泥浆的功能和组成；

  2、了解水泥浆的密度及其调整；

  3、了解水泥浆的稠化时间及其调整；

  4、了解水泥浆的流变性及其调整；

  5、了解水泥浆的滤失性及其控制；

  6、了解气窜及其控制；

  7、理解水泥浆的漏失及其处理；

  8、理解水泥浆体系；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：水泥浆的稠化时间及其调整、水泥浆的流变性及其调整、水泥浆的滤失性及其控制

  识记：水泥浆中各组分的水化反应、水泥浆的稠化时间的调整、常用的水泥浆减阻剂有哪些？水泥浆滤失剂的种类。

  理解：水泥浆水化过程的五个阶段，水泥浆滤失理论及其影响因素。

  应用：水泥浆稠化时间的调整及滤失量的控制在固井工程中的重要性。

  （二）次重点：水泥浆的功能和组成、气窜及其控制、水泥浆的漏失及其处理

  识记：水泥浆的组成、水泥浆的外加剂及外掺料、几种常用的水泥浆膨胀剂、常用的水泥浆堵漏材料。

  理解：水泥中各组成水化后的抗压强度随时间的变化关系、水泥石与井壁和水泥石与套管间形成缝隙的原因分析。

  应用：气窜及其控制、水泥浆的漏失及其处理在固井工程中的重要性。

  （三）一般：水泥浆的密度及其调整、常用的水泥浆体系

  识记：调整密度的外掺剂种类、常用的水泥浆体系。

  理解：常规水泥浆、特种水泥浆。

  应用：特种水泥浆在特殊地层的应用。

  第四章 化学驱与混相驱

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解聚合物驱；

  2、了解表面活性剂驱；

  3、了解碱驱；

  4、了解复合驱；

  5、了解混相驱。

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：聚合物驱、表面活性剂驱、混相驱

  识记：常用聚合物驱聚合物、聚合物的粘弹性及在孔隙介质中的滞留、聚合物驱提高采收率机理、表面活性剂驱常用表面活性剂、表面活性剂驱的形式、混相驱机理。

  理解：波及系数、洗油效率、流度及流度比、粘附功、微乳液与乳状液、泡沫、混相的概念及驱油机理、准三元相图

  应用：HPAM 、XC 、微乳液驱和泡沫驱、CO2混相驱在现场的应用

  （二）次重点:复合驱

  识记：复合驱的概念、二元及三元复合驱。

  理解：复合驱的组合及效果对比、各组分的协同效应。

  应用：三元复合驱的矿藏试验。

  （三）一般：碱驱

  识记：碱驱的概念、碱驱用碱、碱驱和水驱的比较。

  理解：碱驱提高原油采收率机理(重点是润湿反转机理)。

  应用：碱驱的矿藏试验。

  第五章 注水井调剖和油井堵水

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解注水井调剖；2、了解油井堵水；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：注水井调剖、油井堵水

  识记：注水井调剖的概念、调剖剂的分类和选择、油井堵水的概念、油井堵水剂的分类及选择；

  理解：单液法调剖剂、双液法调剖剂、施工工艺及各自的优缺点、CDG调驱剂、选择性堵水剂和非选择性堵水剂。

  应用：注水井调剖、油井堵水的矿场试验。

  注：本章无次重点和一般内容

  第六章 稠油降粘

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解稠油的概念；

  2、了解稠油的升温降粘法；

  3、了解稠油的稀释降粘法；

  4、了解稠油的乳化降粘法；

  5、了解稠油的氧化降粘法；

  6、了解稠油的催化水热裂降粘法；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：稠油的乳化降粘法、稠油的氧化降粘法。

  识记：稠油乳化降粘原理和稠油氧化降粘的原理。

  理解：乳状液类型的转变和稠油氧化反应的生成物。

  应用：常用的稠油乳化降粘的水溶性表活剂及稠油的氧化剂及助剂体系。

  （二）次重点:稠油的定义和分类、稠油的催化水热裂降粘法

  识记：稠油定义、分类、性质、稠油的催化水热裂降粘的基本原理。

  理解：稠油高粘的原因分析、稠油常用的催化剂。

  应用：稠油降粘法的组合和优化。

  （三）一般：稠油的升温降粘法和稠油的稀释降粘法。

  识记：稠油的升温降粘及稀释降粘原理。

  理解：稠油的粘温特性。

  应用：稠油的升温降粘和稠油的稀释降粘的矿藏试验。

  第七章 酸化用酸及酸化用添加剂

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1.了解酸化用酸；

  2.了解酸化用添加剂；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：酸化用酸及酸液添加剂

  识记：油水井酸化常用的酸种及酸液添加剂。

  理解：潜在酸、深部酸化、缓速酸、缓蚀剂、铁离子稳定剂、防淤渣剂和转向剂。

  应用：表面活性剂在酸液中的作用。

  注：本章无次重点和一般内容

  第八章 压裂液及压裂液用添加剂

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1.了解压裂液；

  2.了解压裂液用添加剂

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：压裂液及压裂液用添加剂

  识记：常用的水基压裂液、油基压裂液；支撑剂、破胶剂、减阻剂和降滤失剂等添加剂。

  理解：粘弹性表活剂压裂液及油基压裂液的稠化过程。

  应用：水基压裂液交联剂选择的原则及常用的油基压裂液。

  注：本章无次重点和一般内容

  第九章 油水井防砂

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解化学桥接防砂法；

  2、了解化学胶结防砂法；

  3、了解人工井壁防砂法；

  4.、了解滤砂管防砂法；

  5、了解绕丝筛管砾石充填防砂法；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：化学桥接防砂法和化学胶结防砂法

  识记：化学桥接防砂和化学胶结防砂的原理。

  理解：常用的化学桥接剂、化学胶结剂的种类。

  应用：化学胶结防砂法的一般程序和偶联剂的应用。

  （二）次重点：人工井壁防砂法、滤砂管防砂法、绕丝筛管砾石充填防砂法

  识记：人工井壁防砂法、滤砂管防砂法、绕丝筛管砾石充填防砂法的基本原理。

  理解：人工井壁的定义、滤砂管和绕丝筛管砾石充填防砂管的制作。

  应用：人工井壁防砂法、滤砂管防砂法、绕丝筛管砾石充填防砂法的矿藏应用。

  注：本章无一般内容。

  第十章 油井的防蜡和清蜡

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解油井的防蜡；

  2、了解油井的清蜡；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：油井的防蜡和油井的清蜡

  识记：蜡沉积物的组成和结蜡过程、常用的化学防蜡及物理防蜡的方法、常用的油井清蜡剂。

  理解：稠环芳香烃防蜡剂的类型、表面活性剂防蜡剂种类及聚合物防蜡剂种类。

  应用：水膜理论和蜡晶改性理论的应用、乳液型清蜡剂的现场应用。

  注：本章无重点和一般内容。

  第十一章 埋地管道的腐蚀和防腐

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解埋地管道的腐蚀；

  2、了解埋地管道的防腐；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：埋地管道的腐蚀及埋地管道的防腐

  识记：土壤腐蚀产生的过程及按电阻率划分的土壤腐蚀性等级、覆盖层防腐法及阴极保护法。

  理解：土壤腐蚀产生的原因及阴极保护法的原理。

  应用：埋地管道常用的防腐层材料及外加电流法和牺牲阳极法的阴极保护法的应用。

  注：本章无次重点和一般内容。

  第十二章 乳化原油的破乳和起泡沫原油的消泡

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解乳化原油的破乳；

  2、了解起泡沫原油的消泡；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：乳化原油的破乳和起泡沫原油的消泡

  识记：乳化原油的类型、油包水乳化原油的破乳、水包油乳化原油的破乳、起泡沫原油的消泡。

  理解：油包水乳化原油破乳剂的破乳机理及常用的破乳剂；水包油乳化原油破乳剂的破乳机理及常用的破乳剂；原油泡沫的形成机理及消泡、常用的消泡剂。

  应用：乳化原油破乳剂的发展趋势。

  注：本章无次重点和一般内容。

  第十三章 原油的降粘输送与减阻输送

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解原油的降凝输送；

  2、了解原油的减阻输送；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：原油的降凝输送和原油的减阻输送

  识记：原油按凝点的分类、多蜡原油的粘温曲线；原油的物理降凝法、化学降凝法、物理-化学降凝法输送的基本原理；评价原油减阻剂减阻效果的两个参数：减阻率和增输率。

  理解：化学降凝法常用的化学降凝剂及原油减阻常用的聚合物减阻剂的种类。

  应用：原油减阻用减阻剂的重要影响因素；如原油性质、减阻剂分子结构、管输条件。

  注：本章无次重点和一般内容。

  第十四章 天然气处理

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解天然气脱水；

  2、了解天然气脱酸性气体；

  3、了解天然气水合物生成的抑制；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：天然气脱水、天然气水合物生成的抑制

  识记：天然气脱水的必要性、天然气含水量的表示方法、天然气脱水的方法（降温法、吸附法、吸收法）；天然气水合物的生成条件及天然气水合物的结构、天然气水合物抑制法。

  理解：天然气的水露点、抑制天然气水合物生成的抑制剂的结构和种类。

  应用：天然气脱水常用的吸附剂和吸收剂的种类。

  （二）次重点：天然气脱酸性气体

  识记：天然气中酸性气体的主要种类，天然气脱酸气体常用的方法（吸附、吸收法）。

  理解：天然气脱酸性气体常用的化学吸附剂的种类、常用的物理吸收剂的种类。

  应用：天然气脱酸性气体（H2S、 CO2）的必要性。

  注：本章无一般内容。

  第十五章 油田污水处理

  一、学习目的与要求

  学习本章应掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

  1、了解污水的除油；

  2、了解污水的除氧；

  3、了解污水中固体悬浮物的絮凝；

  4、了解污水的防垢；

  5、了解污水的缓蚀；

  6、了解污水的杀菌；

  二、考核知识点与考核目标

  （一）重点：污水的除油、污水的除氧、污水中固体悬浮物的絮凝

  识记：污水中油珠表面的扩散双电层结构及常用的两类除油剂（阳离子聚合物，有分支结构的表面活性剂）；常用的化学除氧剂；常用的絮凝剂的种类。

  理解：除氧剂都是还原剂；除固体悬浮物的絮凝剂由以下两种化学剂组成（混凝剂和助凝剂组成）。

  应用：阳离子聚合物是理想的絮凝剂。

  （二）次重点：污水的防垢和缓蚀

  识记：螯合作用的定义，常用的化学防垢剂；常用的化学缓蚀剂（氧化型、沉淀型、吸附型）。

  理解：带羧基链节的聚合物防垢剂在碳酸钙表面产生的扩散双电层；螯合物的结构图）。

  应用：一些中性介质缓蚀剂浓度与腐蚀速率的关系。

  （三）一般：污水的杀菌

  识记：污水中常见的细菌种类及常用的杀菌剂。

  理解： 氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂。

  应用：杀菌剂和复配和交替使用，现场投放方式可连续投放和间歇加入。

  第三部分 有关说明与实施要求

  一、考核的能力层次表述

  本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

  识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

  理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

  应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

  二、教材

  指定教材：赵福麟主编，《油田化学》(第二版)，中国石油大学出版社，2012年7月

  参考教材：付美龙主编，《油田应用化学》，武汉大学出版社，2008年，湖北武汉

  三、自学方法指导

  1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

  2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

  3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

  4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

  四、对社会助学的要求

  1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

  2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

  3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

  4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。

  5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

  6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

  7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

  8、助学学时：本课程共5学分，建议总课时90学时，其中助学课时分配如下：

  五、关于命题考试的若干规定

  (包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等)

  1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

  2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是："识记"为50 %、"理解"为40％、"应用"为10％。

  3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

  4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。

  5、试题类型一般分为：选择题、画图题（识绘图）、简答题、计算题、论述题等。

  6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

  六、题型示例（样题）

  （一）选择题

  以下有杀菌作用的活性剂是（）

  A 十六烷基磺酸钠 B 十六烷基三甲基溴化铵 C SPAN-40 D TWEEN -40

  （二）画图题

  请画出交联聚合物在水溶液中的结构图

  （三）简答题

  简述泡沫压裂液的主要成分

  （四）计算题

  计算聚氧乙烯硬脂酸脂—40的HLB值.

  （五）论述题

  试述高分子溶液的流变性。