
主编:张熙
创刊年:1984年
ISSN: 1000-4092
CN: 51-1292/TE
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2023, 40(2):191-197. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.001
摘要:为改善井壁泥饼在水平井和大位移井钻进至中后期的润滑性,研发了一种能有效降低水平段摩阻的固体粉末状高效聚合物水基钻井液泥饼润滑剂RHGXJ-3(羧酸共聚物、针状硅酸盐、聚丙烯微粉质量比为10∶11∶2),通过测定泥饼黏滞系数、温度敏感性和钻井液配伍性,明确泥饼润滑剂RHGXJ-3 的作用效果和适用条件,并结合SEM和XRD微观表征技术分析该泥饼润滑剂的润滑机理。研究结果表明,将泥饼润滑剂以0.9%的加量加入井浆并制得泥饼,静置1 min 后测得的泥饼黏滞系数相较于加剂前从0.0966 降为0.0496,泥饼润滑性提高了48.65%。温度敏感性测试结果表明该泥饼润滑剂的适用温度为30~120 ℃。该泥饼润滑剂与钻井液的配伍性良好,0.9%的加量下可将井浆的漏斗黏度由55 s 降至39 s,井浆流动能力提升29.1%。该润滑剂够在泥饼表面和内部生成溶剂化水膜和凝胶类物质,通过填充空隙、提升压缩性等途径提高泥饼的润滑性,降低泥饼摩阻。与石墨和球状固体润滑剂相比,润滑剂RHGXJ-3 的泥饼润滑效果更佳,是其它固体润滑剂的1.6~2.2 倍,而使用成本则降低约50%。
2023, 40(2):198-204. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.002
摘要:针对南海永乐超深水区块花岗岩储层裂缝发育、钻井液漏失严重、裂缝性储层的堵漏与储层保护无法兼顾 的难题,构建了高效降解凝胶堵漏体系。以甲基硼酸、甲基膦酸、氢氧化钠为原料制得动态共价硼酸酯键交联 剂,其与聚乙烯醇、黄原胶等在可控时间内以动态共价键的交联方式发生物理化学交联反应,形成具有较高强度 的凝胶堵漏体系。研究了该凝胶堵漏体系的成胶时间、堵漏性、流变性、抗污染性、降解性、储层保护性,并现场 应用于裂缝性地层的堵漏。结果表明,动态共价硼酸酯键交联剂在低pH环境中易在过氧化物破胶剂的作用下 发生键断裂,具有较好的降解性能。高效降解凝胶堵漏体系的成胶时间可调、封堵能力强。对于裂缝宽度为3.5 mm的模拟岩心,在110 ℃下的承压可达5.8 MPa。凝胶固化前具有较好的流动性和触变性。该凝胶堵漏体系破 胶时间短,在pH=4、6%过硫酸钾溶液中,6.1 h 时即可完全破胶,破胶后残液黏度低,有助于裂缝性储层钻井防漏 堵漏过程中的储层保护,实现超深水裂缝性油气储层钻进过程中的防漏堵漏与储层保护兼顾的目标。
2023, 40(2):205-210. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.003
摘要:传统隔离液存在抗温、抗钙能力不足,对油基钻井液体系顶替不充分和冲洗效率低等问题。通过采用非离 子型抗温抗盐聚合物羟乙基纤维素(HEC)提高隔离液体系流变性能,复配表面活性剂提高清洗效率,制备了一 种无固相抗温抗钙高效冲洗隔离液。对隔离液体系进行抗温性能、流变性能、配伍性能和冲洗效率评价及性能 优化,确定隔离液体系配方为0.5%HEC+30%氯化钙+2%甲酸钠+0.4%快T。研究结果表明,无固相隔离液体系 的密度为1.3 g/cm3 ,160 ℃老化6 h 后隔离液的表观黏度大于35 mPa·s,塑性黏度大于25 mPa·s,动切力大于10 Pa,冲洗效率大于95%,与油基钻井液和氯化钙完井液均具有良好的相容性。
2023, 40(2):211-216. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.004
摘要:凝胶带压封隔技术要求凝胶所需的强度与其破胶性能的矛盾性限制了该技术的发展。鉴于外部破胶困 难,通过引入不稳定交联剂PLG与丙烯酰胺、丙烯酸共聚合成了一种PLG自降解凝胶,采用单一变量法研究了 配方组分浓度对凝胶降解时间的影响,通过单轴压缩实验探究了凝胶强度,通过热重分析与PEGDA凝胶对比分 析了PLGN凝胶的降解性能,探究了PLG凝胶的封堵性能。结果表明,PLG凝胶优化配方为:丙烯酸加量为7%、 丙烯酰胺加量为7%、不稳定交联剂PLG加量为0.4%、APS加量为0.3%。PLG凝胶的本体强度为55.1 N;热重分 析表明PLG凝胶具有优异的降解性能,相比PEGDA凝胶,PLG凝胶具有更短的降解时间。凝胶在60~100 ℃ 均可实现降解,温度越高降解时间越短。此外,凝胶封堵实验表明,凝胶在60~100 ℃均有较好的封堵能力,且 在凝胶封堵作业结束后不需要额外注入破胶剂。凝胶降解时间可以通过设计配方来控制,以实现凝胶的快速破 胶。该自降解凝胶可以作为油气井带压作业封堵剂。
2023, 40(2):217-222. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.005
摘要:碳酸盐岩油藏常规酸化技术在生产过程中易出现水锁、腐蚀管柱、井筒结垢等现象,导致储层受损,储层产 能降低。针对这一问题,以乙二胺四乙酸(EDTA)和聚丙烯酸(PAA)为主要成分,加入少量Na2SO3,经去离子水 融合过滤,120 ℃脱水研磨粉碎,500 ℃焙烧活化制得中性螯合体系,并对中性螯合体系的溶蚀性能进行评价。 结果表明,该体系对Ca2+无机堵塞物具有良好的溶蚀性,常温下24 h 内的溶蚀率可达95%;对N80 级钢材具有较 好的缓蚀性,在90 ℃下静置12 h 的腐蚀速率最大值为4.45 g/(m2·h);对天然碳酸盐岩心的平均溶蚀率大于 70%。基于抑制金属离子二次沉淀、改善渗透率,中性螯合体系对油套管的腐蚀伤害较低,可清除地层内无机盐 垢,无需返排,不会对地层产生二次伤害,适用于清除含碳酸盐垢的油井。
2023, 40(2):223-228. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.006
摘要:酸化是油气增产作业中的重要措施,但在高温强酸环境中,常规酸化胶凝剂的功能基团作用有限,且加量 大,残酸不易处理,抗高温能力不足。针对以上问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、疏 水单体和烯基聚倍半硅氧烷分子纳米粒子为原料,利用疏水缔合作用和纳米粒子强化作用,采用乳液聚合方法 制备了胶凝酸用抗高温杂化胶凝剂。考察了疏水单体和纳米粒子加量对胶凝剂表观黏度的影响,采用傅里叶变 换红外光谱仪和同步热分析仪对胶凝剂的结构进行了表征,并对其酸溶时间、抗高温性能、缓速性能和残酸黏度 进行了综合评价。结果表明,最佳合成条件为:疏水单体的物质的量分数为0.75%,烯基聚倍半硅氧烷的质量分 数为1.0%。该杂化胶凝剂加量低,易溶于酸液,具有较好的缓速性能,增黏效果突出。在170 s-1的剪切速率下, 将2.0%的胶凝剂溶于20%的盐酸中,常温下酸液的表观黏度可达到51 mPa·s,在180 ℃下胶凝酸液的表观黏度 仍高于15 mPa·s,具有良好的抗温性能。利用过氧化氢和过硫酸铵复合破胶后,胶凝酸液的残酸黏度仅为4.5 mPa·s,便于返排。该胶凝剂可应用于抗高温的胶凝酸体系开发。
2023, 40(2):229-234. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.007
摘要:在压裂过程中,液态CO2压裂液的压裂性能发生了很大的变化。为了改善CO2压裂效果,提高CO2对页岩 中原油的置换效率,提出合成硅酮CO2增稠剂的新思路:通过开环聚合和硅氢化反应,将亲CO2短链引入聚合物 主链分子间,形成空间网状结构。研究了CO2增稠剂对流体黏度、流变特性和驱油效率的影响。结果表明,增稠 剂加量和相对分子质量均能显著改善CO2流体的流变性,其稠度系数随增稠剂加量的增加而增大,而流变性指 数呈下降趋势。当体系压力超过12 MPa后,三维网状结构的稳定性加强,表观黏度增加。相比超临界CO2驱,增 稠CO2流体能提高0.01 μm以上孔隙中原油的动用效率,提高驱油效率12.23 百分点。研究结果为改进CO2压裂 工艺和CO2增稠剂的分子设计提供了技术参考。
2023, 40(2):235-241. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.008
摘要:针对海水中存在大量金属离子附着在胍胶表面,抑制胍胶分子的溶胀,不能满足现场连续混配的问题,以 环氧氯丙烷、十八烯酸酰胺丙基二甲基丙胺为原料制得阳离子单体(GOA),再将GOA接枝到胍胶分子链上,得 到海水基压裂液稠化剂环氧丙基表面活性剂改性胍胶。研究了GOA改性胍胶的溶胀、耐盐、耐温耐剪切、携砂 与破胶等性能。结果表明,改性胍胶分子链上的库仑力及静电排斥等作用避免了金属离子附着在胍胶分子链 上,保证了胍胶分子的溶胀,提高了胍胶的耐盐性。GOA改性胍胶在海水中的溶解速度明显大于普通胍胶,在 海水中的粒径中值约为普通胍胶分子的1/5。在转速800 r/min 下,GOA改性胍胶溶胀约5 min 的黏度即能达到 最终黏度的80%。微观形貌分析结果表明,GOA改性胍胶形成了无规则网状线团结构,胍胶分子链充分展开的 同时交联点位增多。GOA改性胍胶压裂液具有较好的抗盐和耐温耐剪切性能,在160 ℃、170 s-1下连续剪切 120 min 后的黏度仍高于50 mPa·s,且破胶液黏度为1.6 mPa·s,破胶液中的残渣含量为297 mg/L,满足现场压裂 施工需求。
2023, 40(2):242-248. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.009
摘要:黏弹性表面活性剂压裂液又被称为清洁压裂液,由于其破胶完全、无残渣、地层伤害小等优点,已在水力压 裂领域受到广泛关注。但合成工艺复杂、成本高以及无法重复利用等问题限制了清洁压裂液的实际应用。基于 油酸酰胺丙基二甲基叔胺与丁烷四羧酸在特定pH条件下相互作用形成“假”四子表面活性剂,进而自组装形成 蠕虫状胶束的特性,构建了表观相态和流变学行为受pH调控的pH响应型清洁压裂液,系统研究了这种清洁压 裂液的pH响应行为,包括表观相态、黏度、流变学行为、pH响应循环性以及微观结构等,并评价了其耐温耐剪切 以及破胶性能。研究结果表明,通过调节pH,压裂液的零剪切黏度可达240 Pa·s 以上,并能够在高黏凝胶状态与 低黏水溶液状态间循环切换4 次以上。所构建的清洁压裂液在90 ℃、170 s-1条件下剪切60 min 后,黏度仍保持 在200 mPa·s 以上,具有良好的耐剪切性能。此外,该压裂液可在1 h 内实现完全破胶,且破胶液黏度低、无残渣。
2023, 40(2):249-256. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.010
摘要::为了探究不同疏水单体对聚合物类减阻剂耐盐性能的影响,采用分子动力学模拟方法研究了3 种不同的疏 水长链型疏水单体与亲水的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚形成的疏 水缔合聚合物在盐溶液中的减阻性能和聚集行为。结果表明:3 种疏水单体均能提高共聚物与水的相互作用,其 中疏水长链由亲水的烷氧基链、烷基链和芳环类疏水基共同组成的疏水单体性能最优异。3 种疏水单体均能提 高共聚物的回转半径,且链长更长并带有芳环类疏水基的疏水单体使共聚物的流体力学半径更大;此外,聚合物 疏水链的疏水缔合有利于促进共聚物通过氢键进行分子间交联,形成聚合物链之间的空间网络结构,增加聚合 物链的刚性。减阻性能测试验证了分子动力学模拟结果的正确性。
吕金龙,刘长龙,李彦阅,肖丽华,黎慧,王楠,庞长廷,宋鑫,鲍文博
2023, 40(2):257-263. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.011
摘要:渤海地区稠油资源十分丰富,但由于储层厚度大、非均质性严重,水驱开发效果较差,亟待采取大幅度提高 采收率技术措施。针对矿场实际需求,以LD5-2 油藏地质特征和流体性质为模拟对象,开展了组合调驱增油降 水实验研究和机理分析,并提出了一种可定量研究层内非均质储层吸液剖面变化规律的实验方法,实现从注入 端和采出端同时监测剖面变化规律。结果表明,组合调驱可以产生协同效应。在注入段塞尺寸为0.3 PV条件 下,与单一三元复合体系调驱相比,组合调驱采收率增幅提高18 百分点。“分注分采”岩心实验发现,在发生液流 转向作用前提下,高渗透层入口分流率低于出口分流率,低渗透层反之。在调剖调驱过程中合理控制注入压力 可避免低渗层受到较严重污染,有利于提高调剖调驱措施效果。
2023, 40(2):264-271. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.012
摘要:为解决常规丙烯酰胺类聚合物微球在高温高盐非均质油藏中应用效果较差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2- 丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和改性环状单体(NW-1)为合成原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和有机锆作为 交联剂,制备了一种具有双重交联结构的聚合物微球SAM-2,室内评价其长期热稳定性能、黏弹性能、深部运移 能力、剖面改善效果以及驱油效果,分析了调驱机理,并成功进行了现场应用。结果表明,聚合物微球SAM-2 在 储层温度(110 ℃)和矿化度(10.2×104 mg/L)条件下老化180 d 后仍能够具备较高的黏度和良好的膨胀性能,具有 良好的耐温抗盐性能和长期热稳定性能。聚合物微球SAM-2 的黏弹性能较好,且具有较强的深部运移能力。注 入长岩心后能够在深部区域产生有效的封堵,并能有效地改善非均质岩心的吸水剖面,注入聚合物微球后高、低 渗透岩心的剖面改善率可以达到98.7%。三层非均质岩心水驱结束后注入0.5 PV聚合物微球SAM-2,可使采收 率继续提高25.34 百分点,调剖驱油效果较好。现场应用结果表明,M-101 井采取聚合物微球SAM-2 深部调驱措 施后,平均日产油量提升56.8%,平均含水率降低10.1%,达到了良好的降水增油效果。
2023, 40(2):272-276. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.013
摘要:为解决传统冻胶体系现场溶解困难和针对大孔喉的封堵效果差的问题,研究了一种可快速溶解的水溶性 乳液聚合物为主剂的高强度冻胶堵剂体系,并评价了该体系的稳定性和封堵性能。实验结果表明,配方为5000 mg/L HPAM类聚合物乳液主剂+500 mg/L 交联剂+1500 mg/L pH 调节剂乙酸的体系,在60 ℃下可形成黏度为 130 Pa·s 以上的高强度冻胶,该冻胶体系具有良好热稳定性和针对大孔道的封堵能力,对大孔隙和裂缝的封堵率 高达89.36%。此外,通过玻尔兹曼拟合建立了交联剂浓度与交联反应进程间的显函数关系,首次从理论上提出 了一种通过调整交联剂浓度来控制冻胶体系黏度变化的方法。
2023, 40(2):277-283. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.014
摘要:随着油田深入开发,受增产、增注措施和储层物性影响,水泥环窜槽井数逐渐增多。窜槽打乱了原有开发 层系,造成严重层间干扰。分析聚合物堵剂在窜槽中的封堵规律是实现高效封堵的关键。利用水泥环窜槽封堵 物理模拟装置,以窜槽模型的突破压力、微观结构及岩心的分流率作为评价手段,从窜槽结构、注入轮次、注入速 率3 个角度分析水泥环封窜规律。研究结果表明,在一定的实验条件下,窜槽模型的结构直接影响了封窜效果, 窜槽裂缝宽度越宽,封堵效果越差,窜槽内的堵剂会出现无法紧密贴合缝壁或断裂等情况,当窜槽裂缝宽度为 1.5 mm时,突破压力仅为11.46 MPa;大部分堵剂流经裂缝进入了高渗层,分流率大于80%。注入轮次也是影响 封窜效果的重要参数之一,对于结构复杂的窜槽则需要多轮次的封窜才能保证效果,当注入轮次提高到3 次时, 突破压力达到了14.33 MPa。降低注入速率可以改善堵剂对低渗层的污染,当注入速率为0.25 mL/min 时,低渗 透岩心的分流率可降低至10.8%。本文探索了聚合物堵剂对水泥环窜槽的封堵规律,对窜槽井的封窜具有重要 的指导意义。
2023, 40(2):284-290. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.015
摘要:聚丙烯酰胺类凝胶堵剂在油田调剖堵水、井筒堵漏、修井暂堵等领域应用广泛,但其耐温、抗盐、抗剪切性 能不足,在高温高盐油藏条件下难以实现高强度封堵并维持稳定。针对以上问题,以壳聚糖(CTS)、N,N'-亚甲 基双丙烯酰胺(MBA)为原料制备了一种有机交联壳聚糖凝胶堵剂,研究了原料加量、pH值、温度、矿化度、剪切 作用等对凝胶成胶性能的影响。结果表明,CTS与交联剂MBA可通过迈克加成反应形成共价键交联;交联后的 凝胶强度及成胶时间随CTS与MBA浓度上升分别增加和降低;矿化度的增加可降低交联反应的活化能,促进交 联反应的进行,使成胶时间缩短、凝胶强度增加;pH值会影响CTS的质子化程度,当pH值低于4.2 时,胶凝强度 急剧降低。CTS-MBA凝胶体系的抗剪切性能较好,凝胶基液在6000 r/min 剪切速率下剪切30 min 后的成胶强 度仅降低2.4%。在120 ℃及矿化度为30 g/L 的条件下,2.0% CTS和0.6% MBA组成的凝胶体系在老化90 d 后仍 可维持性能的稳定。CTS-MBA凝胶的耐温、抗盐、抗剪切性能和热稳定性好于聚丙烯酰胺类凝胶,同时降低了 药剂成本。
2023, 40(2):291-296. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.016
摘要:针对传统的化学固砂剂对地层渗透率伤害大以及聚合物类控砂剂吸附力弱、有效期短等问题,通过分子模 拟研究确定了控砂剂聚合物与二氧化硅之间的相互作用能。利用改性单体2,3-环氧丙基三甲基氯化铵制备了 季铵化改性聚酰胺控砂剂,在此基础上进行结构表征和性能测试。通过研究粒间结合力、砂粒表面的Zeta 电位 和覆膜砂粒的扫描电子显微镜图分析强化成膜控砂剂的作用机理。结果表明,季铵基团的引入增强了控砂剂聚 合物与二氧化硅之间的相互作用能。通过模拟井下控砂实验,确定季铵化的最佳反应接枝率为4%。冲刷流量 为7 L/h 时,砂柱出砂量仅为32 mg/L。静电强化成膜控砂剂现场应用效果显著,控砂施工后的产油量和产液量 大幅增加,原位稳定储层作用明显。
2023, 40(2):297-304. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.017
摘要:离子液体在油藏开发中防止沥青质沉淀的潜力较大,但高温高压条件下离子液体的抑制效果尚不明确。 在对2 种离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)和溴化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Br)以及2 种商业抑制 剂对原油中沥青质沉淀抑制效果评价的基础上,采用其中的最佳抑制剂及浓度开展了高温高压沥青质沉淀测定 实验,研究了离子液体对地层原油及CO2注入后地层原油中沥青质沉淀起始压力(AOP)及沥青质聚集体尺寸的 影响。结果表明,[bmim]Br 对沥青质沉淀的抑制效果远高于[bmim]Cl 和另外2 种商业抑制剂,最佳加量为600 mg/L。纯地层原油的AOP为28.7 MPa;当加入[bmim]Br 后,AOP降幅为21.6%;当在离子液体中添加异丙醇后, AOP降幅达到29.6%。饱和30% CO2地层原油的AOP为31.6 MPa;当加入异丙醇与[bmim]Br 的混合溶剂时, AOP降幅达44.3%。异丙醇能与[bmim]Br 及CO2产生三元相互作用,提高[bmim]Br 的活性,大幅降低饱和CO2 原油的AOP,减缓沥青质颗粒粒径的增长速度,降低沥青质在井筒中的沉积深度和堵塞程度,将沥青质沉积引入 更易控制的节点,具有广阔的应用前景。
2023, 40(2):305-311. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.018
摘要:为高效开发大港油田低渗致密储层,通过纳米驱油剂CN-1 的粒径分布、界面张力、润湿性和乳化性测试研 究了纳米驱油剂CN-1 的物化性质,针对大港致密油田开展静态渗吸实验和常规驱替实验,并对CN-1 的作用机 理进行分析。结果表明,CN-1 是一种非均相驱油剂,它由纳米颗粒与携带液组成,颗粒粒径分布10~100 nm。 驱油剂CN-1 和携带液与原油间界面张力均高于3.69 mN/m,它们浸泡岩心后致使油水接触角升高,岩石表面亲 水性减弱。与注入水相比较,CN-1 驱油剂渗吸采收率增幅较高,说明纳米驱油剂具有提高洗油效率的作用。与 CN-1 驱油剂相比较,尽管表面活性剂BHS溶液洗油效率较高,同时乳化作用引起“贾敏效应”也产生了扩大波及 体积效果,但其注入压力明显低于CN-1 驱油剂的水平,扩大波及体积效果较差,最终采收率增幅较低。纳米颗 粒在岩石孔隙内滞留引起渗流阻力和注入压力升高,进而造成中低渗透部位(孔隙)吸液压差和吸液量增大,因 而扩大波及体积是CN-1驱油剂提高采收率的主要机理。纳米驱油剂注入时机愈早,采收率增幅愈大。
2023, 40(2):312-316. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.019
摘要:二氧化碳(CO2)驱是三次采油基础上进一步开发高含水老油田、提高采收率的有效方法。针对CO2与原油 黏度差较大引起的气窜问题,制备了可用于驱油的超临界二氧化碳(scCO2)增稠剂。对增稠剂的制备条件进行 了优选,评价了增稠剂的溶解性、增稠性能和驱油效果。结果表明,引发剂用量对产物的分子量分布影响最大; 最优合成条件为:72 ℃下,马来酸酐、苯乙烯、醋酸乙烯酯的物质的量比为4∶1∶1,单体加量为22%,引发剂加量 为0.16 g,此时聚合产物的分子量分布为1.12,产率为85%。增稠剂在scCO2中的饱和溶解度为2.30%,最小混相 压力为7.77 MPa;加量为0.2%的增稠剂在15 MPa、50 ℃下可大幅提高scCO2的黏度,比同条件下的scCO2增黏 19.7 倍;升温至110 ℃,增稠剂-scCO2体系的黏度保留率为45.26%。模拟地层环境(15 MPa),引入0.2%的增稠剂 可有效改善scCO2驱的驱油效果,渗透率越高提采效果越显著。对同一岩心,加入增稠剂的scCO2驱可在水驱后 提高采出程度约10百分点。
王晓燕,章 杨,严 曦,王海峰,赵郁文,田木国,王 伟,王立成,郭 勇
2023, 40(2):317-321. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.020
摘要:超临界二氧化碳具有良好的驱油性能,在三次采油中备受关注。为了研究超临界二氧化碳对大港油田不 同类型原油的萃取作用,以超临界二氧化碳萃取仪为实验装置,使原油与二氧化碳充分反应,考察反应前后原油 在组分含量、烷烃结构以及黏度等方面的变化。研究结果表明,正构烷烃基质原油比环烷烃基质原油更易于萃 取;原油胶质含量越高,萃出油含量越小,升温、升压会显著增加萃出油含量;萃出油在组成上以烷烃、胶质为主, 烷烃结构以C12—C22轻质组分为主。整体而言,二氧化碳萃出油含量较小,在0.19%~2.16%之间,萃余油与原始 原油物性相当。
2023, 40(2):322-329. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.021
摘要:CO2驱可以改善低渗透油藏的开发效果,并通过置换油气等方式实现CO2地质埋存,但由于油气密度差的 存在,会形成CO2重力超覆而影响驱油效果。为明确油层厚度较大的低渗油藏中CO2混相驱条件下注气速率对 重力超覆程度的影响规律,分别采用室内物理模拟实验和数值模拟等方法进行研究,并通过建立的数值模型和 超覆程度表征方法,系统评价注气速率的影响规律,从而对注入量等参数进行优化。结果表明,混相驱条件下仍 存在一定程度的重力分异,且随注气速率的增加,重力超覆程度减弱,混相驱采收率提高,但相比非混相条件,超 覆程度较低,通过注气速率优化减弱其影响的效果更为明显。针对给定模型的模拟计算结果表明,当注入量大 于10 t/d后超覆程度影响减弱,因此,为保证厚油层CO2混相驱油效果,在不发生气窜的前提下应适当采用较大 的注气速率以减弱重力超覆的影响。研究结果对于CO2驱油现场试验方案设计和注气参数优化具有一定的指 导意义。
程仲富,潘丽娟,李 亮,温建泰,陈晋东,ALAIN Pierre Tchameni
2023, 40(2):330-335. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.022
摘要:为了研究温敏聚合物分子结构对其水溶液特性的影响,以自制的温敏大单体聚(丙烯酰胺-co-N,N-二乙基 丙烯酰胺)[poly(AM-co-DEAM),PADA]、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和 N,N-亚甲基双丙烯酰胺 (MBA)等单体为原料,采用自由基聚合法制备了接枝率和相对分子质量不同的温敏聚合物(CGPADA)。采用 红外光谱仪、元素分析仪、流变仪、可见分光光度计等仪器,研究了 CGPADA 的分子结构、外加盐类型等对 CGPADA 溶液温敏增稠性能的影响。结果表明,只有当温敏大单体 PADA 中 DEAM 含量处于一定范围时, CGPADA才会呈现出优良的温敏增稠性;在此范围内,DEAM含量越高、分子量越低,CGPADA溶液的临界缔合 温度和浊点越低,温敏增稠现象越显著;与Na+相比,Ca2+ 对PADA侧链疏水缔合的促进作用更强,使得聚合物溶 液的温敏增稠现象更加显著。盐致增稠效应与 CGPADA 的分子结构、盐加量以及溶液中阳离子的电荷数等 因素有关。
2023, 40(2):336-344. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.023
摘要:准确预测原油乳状液的黏度对于油水混输管道的设计和运行具有重要意义。将8种不同物性的原油制备 成油包水乳状液,通过流变仪对乳状液的黏度特性进行测定,研究了温度、含水率及剪切速率对油包水乳状液表 观黏度的影响。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了适用于不同原油、不同剪切条件的油包 水乳状液黏度预测模型。结果表明,油包水乳状液的表观黏度随温度的升高而减小,随含水率的增加而增大,随 剪切速率的增加而减小;具有剪切稀释性,可采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性。随着含水率上升, 油包水乳状液的稠度系数(K)逐渐增大,而流变特性指数(n)逐渐减小;随着温度升高,K逐渐减小,而n逐渐增 大。油包水乳状液黏度预测模型的最佳适用条件为:乳状液体积含水率0.30~0.60、温度30~60 ℃、乳状液黏度 10~2000 mPa·s。该模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%,预测效果良好。
王洪涛,冯丽娟,陈亚娟,何 萌,王 莉,吴健平,王旭东,宋御冕
2023, 40(2):345-349. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.024
摘要:聚合物微球调驱技术已经在华北油田各采油厂广泛应用,取得较好效果。由于油田产出液中存在线性聚 丙烯酰胺(HPAM)的干扰,聚合物微球含量难以准确测定。针对这一问题,利用紫外分光光度法,采用特定波长 下不同浓度样品线性拟合曲线斜率最大化方法,优选最佳检测波长;采用部分遮蔽紫外响应的方法,向参比及待 测溶液中添加含铵离子的遮蔽剂以消除HPAM的影响。结果表明,紫外分光光度法检测聚合物微球的最佳波长 为196 nm。在遮蔽剂加量为2 g/L、聚合物微球质量浓度为1~200 mg/L时,明确了吸光度与微球浓度的线性关 系,相关判定系数为0.9987,实现了HPAM干扰下聚合物微球含量的定量检测。
高 洁,唐善法,郭海莹,程远鹏,潘 遥,孟文玉,李晓煜,胡 浩
2023, 40(2):350-355. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.025
摘要:石油在炼制、储运和使用过程中对土壤造成污染,处理难度高。针对这一问题,以受石油污染的土壤为阳 极底泥,构筑植物型微生物燃料电池(PMFC)。通过检测输出电压、功率密度、表观内阻和石油去除率,对电池植 物和电极材料进行优选,并用优化后的PMFC探究其适用性和石油含量的范围。结果表明,绿萝在PMFC的厌 氧环境中不能成活,而白鹤芋-PMFC的产电性能和降解性能均优于香菇草-PMFC;碳毡-PMFC的产电性能和降 解性能较碳海绵-PMFC有明显的提升。以白鹤芋为电池植物、碳毡为电极材料的PMFC适用于石油含量为1~ 15 g/kg的污染土壤,并且随着石油含量的增加,PMFC的产电性能和降解性能均呈现出先升高后降低的趋势,最 佳石油含量适用范围为5~10 g/kg。PMFC技术为石油污染土壤处理提供了一种新的思路,能在有效处理土壤 污染问题的同时发电,实现双赢。
2023, 40(2):356-362. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.026
摘要:针对CO2在非常规油气增产领域的研究现状与挑战,概述了CO2在压裂、驱油、封存过程中的12项应用机 理;分析了近年来CO2干法压裂技术、CO2泡沫压裂技术、CO2混合压裂技术和CO2驱油技术的国内外研究现状与 技术需求;展望了CO2在非常规油气增产领域的未来研究重点。
2023, 40(2):363-373. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.027
摘要:油包水乳状液具有良好的流度控制能力,可以扩大波及体积,提高驱油效率。基于油水体系的乳化机理, 综述了原油组成、水相组成和乳化条件等对油包水乳状液稳定性影响的研究进展,论述了油包水乳状液在提高 采收率方面的应用。
2023, 40(2):374-379. DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2023.02.028
摘要:仿生超疏水材料具有亲油疏水、自清洁等特点,在石油化工领域有重要应用前景。简要介绍了超疏水的原 理,从油水分离、金属材料防护、冷凝传热、钻井开采等4个方面综述了超疏水材料在石油化工行业的应用,并对 超疏水材料在该领域中的应用前景进行了展望。