有机沉积物混合沉积物

混合的有机、无机沉积物是一种含有机化合物和垢或微粒及粘土等组合的混合物。运移过程中，砂岩油藏中产水的增加产生的微粒变为油湿，并作为有机沉积物的集结场所(Houchin和Hudson，1986)。

焦油仅为沥青或其他重油的沉积物，它不能被酸或互溶剂清除。清除它需用芳香族溶剂分散，并一般需补充能量。

沥青质是相对分子质量为几百或几千的稠环芳香烃或环烷烃化合物组成的有机物质(Leontaritis，1989；Leontaritis和Mansoori，1987；Tuttle，1983；Newberry和Barker，1985；Addison 1989；Bunger，1979；Thawer等，1990)。沥青质由于含有氮、硫、氧而具有特定的性质，被定义为油中不溶于直链溶剂如戊烷或庚烷的有机物质，沥青通常见于以下三种不同形态之一：

(1)硬的像煤一样的物质；

(2)发黑的酸渣或刚性膜的乳化物(通常由溶液中的铁引起)；

(3)与石蜡混合。

石蜡是最简单的烃，它们仅仅由碳和氢原子组成，且无支链。能形成固体石蜡沉积物的碳链最少含16个碳原子，有的达到60个甚至更多。石蜡沉淀是由于压力降落、温度降落或者短链碳氢化合物的断裂而形成(即：轻烃的逸出)。从纯液态溶液中形成第一颗固体石蜡晶体的温度叫浊点。完井设计时应保证产出液地面温度高于浊点并采用化学方法改变浊点，以防止石蜡在油管中沉积。

石蜡链长度增加，其熔点也升高。固体石蜡的硬度也随分子大小的增加而增加。在生产系统中，石蜡会在具备沉淀条件的任何地方沉积(Cole和Je&son，1960；Burger等，1981；Newberry等，1986；Thomas，1988；Newberry，1981；Sutton和Roborts，1974)。在接近地面的油管中，由于温度和压力下降最多，容易形成石蜡。在诸如接近压力衰竭的油藏或经过了干气回注(它消除轻烃)的地层中，在其孔眼或地层中能形成石蜡。石蜡也因冷液体的注入而沉淀。尽管不完全如此，但这是很多井增产措施后返排慢的原因。

乳化液是两种或多种互不相溶流体(包括气体)的混合物，它们并不以分子状态相互分散乳化液由外相(也叫非分散相或连续相)和内相(分散相或非连续相)组成，内相由悬浮于外相的微滴组成。油田中发现的所有乳状物几乎都通过产品混合时某种形式能量附加而产生，当能量源被消除，大多数乳化物迅速破坏。这些不稳定乳化物的破坏机理是，通过微粒接触、生长，然后被流体分隔开。当微滴靠近并接触，微滴表面层液膜就变薄并破裂，形成更大液滴，这个过程叫结合。由于形成分离层的液体之间的密度差异，较大微滴沉降更迅速，只有微滴的一部分会接触而结合。当最小的结合发生时，乳化物就稳定了。

如果乳化液不分离，就有一个稳定力起着使流体保持乳化的作用。最常见的稳定力是在其界(表)面由于化学反应、部分润湿微粒的沉淀或附加作用，电离子、高粘化合物或者合成流体粘度引起的表面膜力量的改变。这些力量可以单独起作用或混合起作用。

天然表面活性剂通过使液滴周围的膜绷紧或使小固体颗粒部分润湿而有助于乳化物稳定。天然表面活性剂存在于大多数的水中和大多数的原油中，它们可能由几种化合物组成，或为生油过程产生的部分物质，或为细菌副产物。像其他表面活性剂一样，它们含有一个亲油基和一个亲水基(通常带一小电荷)，并聚集在油、水界面。

液体中微小固体通过增加微滴周围表面膜的粘度或充当一个氧化剂的作用，并使带有电荷的分散液体束缚而使乳化物稳定。如果它足够，几乎所有固体都是一种稳定剂。只有当固体存在于液滴与连续相的界面时才能稳定乳化液。使油田乳化液稳定较常见的固体材料是硫化铁、石蜡、砂、粉砂、粘土、沥青、垢、金属剥落碎片(来自于管道)、岩屑或腐蚀产物。

改变pH值能影响乳化液的稳定性。大多数游离水脱出器和处理器有效工作的pH值为6～7，具体值因井而异。酸处理后，pH值可降到4并可能发生乳化。在这种条件下产生的乳化液直到pH值上升到6～7之前都是稳定的。当井在酸处理时，地层原油会发生乳化或形成酸渣，则应在井口安装化学注入孔(在上部扼流圈上)或在施工管柱的气举筒的某一位置安装化学注入阀。这些注入口被用来注入破乳剂。

除了自然发生运移的颗粒如粘土或微粒外，在常规作业中常向地层引入外来颗粒。钻井、完井、修井、增产措施以及二次或三次采油都能向地层引入外来颗粒。

注入液体的微粒伤害发生在近井地带，作用为堵塞地层孔隙喉道。问题包括：孔隙中桥塞、孔眼中堵塞以及高固化液体向天然裂缝及支撑裂缝系统中的大量滤失。避免这种类型的伤害是采用清洁流体，清洁流动系统中带有控制尺寸大小的微粒．这种流体将会在井筒中桥塞、孔眼中堵塞以及高固化液体向天然裂缝及支撑裂缝系统中的大量滤失。避免这种类型的伤害是采用清洁流体，清洁流动系统中带有控制尺寸大小的微粒．这种流体将会在井筒中桥塞，以阻止液体大量滤失。

外来颗粒的组分范围较宽。钻井液中能产生潜在伤害的颗粒物为粘土、钻屑、加重剂和防滤失物质，包括聚合物(Barna和Patton，1972；Fisher等，1973；Sloan等，1975)。这些物质产生的伤害问题与泥浆类型(油基、水基或聚合物基)无关。修井液和增产液中也含有包括细菌和聚合物残渣(Tuttle和BarRman，1974)在内的悬浮固体(Rike，1980；Rike和Pledger，1981)。特殊用途的压井液使用多种聚合物作为加重剂或防滤失剂。典型的压井液固体包括带聚合物的盐球、交联聚合物、羟丙基纤维素(HEC)聚合物、堵漏球和带有聚合物的CaC03。

增产措施液体中的微粒是因为水质差、罐涂层、罐残余物以及油管和管道的碎屑(如：干泥浆、垢和管道中的杂质)。增产措施使用的液体带来的问题是它们含有有效的清洁剂和酸，并能把岩屑分散或部分溶解于通往地层的管道中或储罐中。

当地层中部分溶解物质或伤害物质，通过孑L隙、天然裂缝或支撑裂缝返排出来时，增产措施后的微粒伤害也会发生。由于除垢剂或互溶剂通常会引起地层中微粒释放。酸化施工因为二次酸反应物沉淀作用也会导致地层伤害，其沉淀物包括氢氧化铁、氟化钙、氟硅酸钾和硅等。

液体(或气体)改变地层岩石相对渗透率也会引起地层堵塞。相对渗透率的改变能使地层对特定液体的有效渗透率降低达80%～90%。润湿性和地层相关的相对渗透率决定于流动相的量以及天然的和注入的表面活性剂和油产生的涂层。

如果一种液滴被放置在另一种不混溶液体表面或一种固体(不被所放液体溶解)的表面，它能扩展为一个薄膜或可以连续以液滴形式或厚的透镜形式存留(Hausler，1978)。如果液滴扩展，它润湿表面；如果它不扩展，它就不润湿表面。两相间的表面自由能和界面张力决定液体是扩展或以变形的液滴形式存在。通过测量特殊表面上液体形成的微滴的接触角来确定润湿性，如果接触角臼小于90。，液滴就从初始球状扩展，就可以说明这个表面被液体润湿。接触角越小，水润湿性越大。如果接触角0大于90。，表面就不能被液体润湿。润湿性可以由一种被气体包围的液体来测定，或一种液体被另一种不相混溶的液体包围来测定。简单的润湿性没有什么意义，润湿对液体流动的影响结果才是重要的。

在自然状态下，地层可能是水湿、油湿或中性，具体情况决定于裸露于液体的岩石表面和液体中的天然表面活性剂。有一些例子，如加拿大阿尔伯达地区的Cardium油藏，在油藏的不同阶段，既存在油湿状态，也存在水湿状态。

酸化会引起许多问题，包括：

(1)油管上的伤害物质进入地层。

(2)表面活性剂使油藏变为油湿，特别是缓蚀剂，它还能引起乳化堵塞。

(3)水锁。

(4)当注人大量酸液时产生沥青或石蜡沉积。

除了这些常见的伤害过程外，不合理的酸化施工设计可以导致产量损害，损害包括以下几个方面：

(1)酸和沥青反应产生酸渣，特别是当存在的某些添加剂(特别是表面活性剂)或溶液中存在铁时。

(2)酸和地层物质反应生成的沉淀产物。地化模型根据地层岩石、处理液成分、压力以及温度能预测产物的化学性质，但它不能预测产物是否产生伤害。水化硅可以沉淀在粘土表面上，但不会引起伤害。像硼硅酸盐和氟硼酸盐这些化合物甚至是有利的。像氢氧化铁这样的凝胶状沉淀物，能完全堵塞孑L隙，并很难清除。另一种副产品组成的物质，如以单晶体形式的氟硅酸盐能运移到孔喉处并桥塞喉道。当酸化含硫化物的井时，甚至能在低pH值环境中沉淀的硫化铁属于这类型的另一种化合物。

(1)酸化时使用多价螯合剂来防止铁伤害问题时，当酸被用完而没有铁存在时，其剩余部分能形成沉淀物。

(2)缓蚀剂里存在的残渣或聚合物(如降阻剂)热降解产生的残渣会使渗透率降低。

尽管很多微生物能存在于油田的有菌世界里，但只有少数产生广泛伤害问题(Shuler等，1995；Clementz等，1982；Crowe，1968；Carlson等，1961；Raleigh和Flock，1965)。细菌在生产操作中是一个严重问题，由于它们的消耗物及其产物，细菌能生长在多种不同环境和条件下：温度变化范围为12--250。F以上(一11～120℃)；pH值范围为1～11，矿化度可高达30%，压力可达到25000psi。

细菌被分为如下几类：

(1)需要氧气的需氧细菌；

(2)不需要氧气的厌氧细菌(事实上，氧气抑制它们的生长)；

(3)由于细菌的新陈代谢改变而适应环境，故在有氧和无氧环境下都能生长的兼性细菌。它们在有氧环境里生长比在无环境下快约5倍。

水能堵塞低渗岩石(Keelan和Koepf，1977)。水锁是一个相对渗透率问题的特例。在水锁中，水通常占据流动空间(孔隙或天然裂缝)，这种流动空间通常是碳氢化物流向井筒的通道。由于流度和粘度差异，碳氢化合物液体不能驱替水。低压、低渗气层在用表面张力高的水处理后常发现会引起严重的水锁。

大斜度井为增加润湿性而选用油基泥浆(OBM)作钻井液，对水基泥浆(WBM)非常敏感的地层也应如此。大多数OBM，特别是那些密度大于141bm/gal的OBM，含有相当多的固体物质，当它们和高矿化度盐或酸混合时会产生被粉砂稳定的乳化物。这些乳化物的粘度大，并且难于破乳。不管是在实验室或是在井筒中，一些乳化物已经证明可以稳定几个月。地层被这些乳化物伤害的程度可以严重到一个全部产层被误判的程度。比如，在南得克萨斯的一口井中，0BM乳化物产生的伤害严重到从井中几乎没有液体可以检查到，当这种伤害被消除后，该井测试产量大于12×108ft3/d。

OBM引起的问题是相对渗透率改变，这是由于为稳产OBM而加入了润湿性强的表面活性剂。当这些材料覆盖在或者吸附在地层表面时，地层的润湿性被改变，其渗透率可降至仅为原来的10%～20%，当泥浆密度超过141bm/gal时，通常会发生最严重的伤害问题。引起这些问题的主要原因是由于从加重剂和稠化剂(增粘剂)以及钻屑中的微粒被油润湿。

植物一代接着一代，植物残落物在沼泽和湿地一层沉积接着一层，这些成层的剖面随时间的前进而变化，因为后来的植物和前面生长的植物不同，随着气候的变化和水平的变化，在间时间中，这种沉积是无规律和不确定的。因此，层次特征、分解程度和有机组织的性质是不同的。 2100433B

沉积物亦可以由风（风成过程（eolian processes））及冰川搬运。沙漠的沙丘及黄土是风成运输及沉积的例子。冰川的冰碛石（Moraine）矿床及冰碛（Till）是由冰所运输的沉积物。简单的重力崩塌制造了如碎石堆、山崩沉积及喀斯特崩塌特色的沉积物。每一种类型的沉积物有不同的沉降速度，依据其大小、容量、密度及形状而定。

江河、海洋及湖泊均会累积产生沉积物。这些物质可以在陆地沉积或是在海洋沉积。陆生的沉积物由陆地产生，但是也可以在陆地、海洋或湖泊沉积。沉积物是沉积岩的原料，沉积岩可以包含水栖生物的化石。这些水栖生物在死后被累积的沉积物所覆盖。未石化的湖床沉积物可以用来测定以前的气候环境。

沉积物在人造防波堤累积，因为防波堤减慢水流速度令水流可携带沉积物减少。

冰川搬运石块。那些石块在冰川退缩时会沉积起来。

沉积物自然现象

一种沉积在陆地或水盆地 中的松散矿物质颗粒、生物碎屑或有机物质。如碎屑沉积物、化学和生物化学沉积物、碳质沉积物等。碎屑沉积物有粗碎屑(粒径>2毫米，砾石)、中碎屑(0.0625毫米≤粒径≤2毫米，砂粒级) 和细碎屑 (粒径<0.0625毫米，粉砂和粘土)之分。它们主要来自陆源和火山喷发。化学和生物化学沉积物，主要有碳酸盐沉积物、硅质沉积物、铁锰质沉积物和磷酸盐沉积物等。碳质沉积物是由纯粹或杂有若干碎屑物质的动、植物有机碎屑堆积而成，例如泥炭和煤。

通过侵蚀、风化、搬运作用，水体中的物质沉降下来形成的物质，称为沉积物。广而言之，冰成或风成的沉积物质，包括其中的动植物遗骸，都属于沉积物。

沉积物人为制造

引起河道沉积物淤积（siltation）的一个主要原因是热带森林的刀耕火种。当地面的植物被砍伐及烧毁一切生物后，上层土壤变得对风或水的侵蚀十分脆弱。在地球上的一些区域，整个国家的土壤都被侵蚀。例如马达加斯加正中的高原，占全国约一成地方，实际上她整个景色的植被都被完全清洗，形成的冲沟（gully）有50米深及一公里阔。轮耕（Shifting cultivation）是一个在世上部分地区会与刀耕火种一起使用的农业系统。以上不停供应沉积物负载给马达加斯加向西流的河流，令其河水颜色呈现深棕红色，及引起鱼类大量死亡。

地质学家通常使用考古学上广泛使用的碳14测年方法对沉积物样品进行断代（radiocarbon dating测量其年龄）。

沉积物测年样品的收集对沉积物选择包括

(1)被收集沉积物需尽可能多的可用于定年的碳（少量碳酸盐，植物根和植物毛细根须）；

(2)从泥块中提取有意义的黑泥物质，木头或者木炭成分；

(3) 隔离沉积物中单一的可确认的微小微小物质(如烟灰，木炭，树枝树叶等）

（4）在吴任何可辨别的有机成分情况下，对薄的刨面片段以获取尽可能高的垂直年龄分析。

理想状态下，希望获得一个可显示源时间段的单一的，短时间周期的可辨别的样品。比例，对一个树叶进行定年，将是个可以适用于完全预处理的理想样品。唯一的主观性在于树叶的来源。一个有大量不同时期有机物的沉积物样品可能导致一个开放性的假设（可能其他的碳已经被混入或原本的碳被移走），并且可供预处理的量变的有限。（使用碱去溶解腐植酸经常是不必要的，因为其经常会把所有的可用碳溶解掉）。

因为沉积物样品大多为大量的粉末状样品，在测量前并不清楚需要用何种测量方法。因此，大量的/低碳含量的超过200克重的沉积物样品将按照AMS的价格收取费用，并使用最为适合的方式提供给您最好的结果。

沉积物的人为污染物产生在开挖后的过程中，尤其是收集、保存和包装文物时。使用纸张和动物胶进行标记的骨头已经被污染。其他人为污染物的例子有杀虫剂、聚乙烯醋酸酯和聚氧乙烯等保存化学品，以及烟灰。

已被人为污染的考古样品通常比其真实年龄小得多。这是由于近现代碳进入样品的缘故。