《油田化学》于1984年创刊，是由中国石油天然气集团公司主管，四川大学高分子研究所和高分子材料工程国家重点实验室（四川大学）主办，向国内、外公开发行的科技期刊。
《油田化学》期刊立足服务石油工业，充当石油天然气工业与化学化工、生化工程领域之间的桥梁，报道的领域包括钻井、固井、采油、集输和油田污水处理、腐蚀与防护等领域的新技术、新方法和新产品及其应用技术。《油田化学》为应用技术性期刊，以应用技术为主，兼顾应用理论与相关的基础理论。
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2024,41(2):191-199, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.001
Abstract:
针对当前高温高密度水基钻井液流变性调控难题，基于分子结构优化设计和单体优选，制备了新型抗高温两性离子聚合物降黏剂 HP-THIN。通过正交实验与单因素实验相结合的方法，对 HP-THIN 的制备条件进行了优化。采用红外光谱仪、乌氏黏度计和热重分析仪等分别对HP-THIN 的分子结构、热稳定性以及相对分子质量进行表征和测定，研究了HP-THIN 在220 ℃超高温条件下对淡水浆、盐水浆、含钙浆和高密度复合盐水浆等不同类型钻井液基浆的降黏性能。在室温下，测试了HP-THIN 对基浆黏土颗粒吸附能力、Zeta 电位和粒径的影响，并与国内外同类产品（Polythin 和xy-27）进行了对比。结果表明，合成降黏剂HP-THIN 的反应温度为60 ℃，反应时间为 3 h，引发剂用量和链转移剂用量均为反应单体总量的 1%，单体总质量分数为 30%；单体AM、AA、AMPS、 PTM物质的量比为1.9∶7.5∶2.1∶1。该聚合物的分子结构中含有设计官能团，其黏均相对分子质量约为 8211，且具有较好的热稳定性。220 ℃老化后，HP-THIN 在最优加量（0.3%）下对淡水基浆、盐水基浆、含钙基浆和高密度复合盐水基浆的降黏率分别达86%、72%、73%和51%，HP-THIN 对不同类型钻井液基浆的高温降黏效果均优于国内外同类产品，相对于xy-27 和Polythin，降黏剂HP-THIN 对基浆黏土吸附能力强、Zeta 电位绝对值大、黏土颗粒尺寸小，可以更好地消除黏土颗粒间网状结构，降低钻井液黏度，具有良好的应用前景。
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2024,41(2):200-206, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.002
Abstract:
为了提高油基钻井液的封堵性能，以氯化钙、碳酸钠、谷氨酸、2，4-甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡等 为原料，通过水热法制备了刚柔并济的核壳型碳酸钙-聚氨酯井壁强化剂。通过测定流变参数、破乳电压、滤失 量和侵入深度等，考察井壁强化剂加量对基浆流变性、稳定性和封堵性的影响。将井壁强化剂与钛酸钾纤维、海 泡石、硅藻土和氧化沥青等材料复配，研究了复配井壁强化剂对油基钻井液润湿性、流变性、稳定性、封堵性和耐 温性等的影响。结果表明，井壁强化剂以耐高温且具备一定形变能力的聚氨酯为壳、碳酸钙球为核，微球粒径约 2 μm；对基浆流变性和稳定性的影响较小，可显著提高基浆的封堵性能；加量为2.5%～3.0%时可实现良好的封 堵效果，破乳电压为525～542 V、侵入深度为0.6 cm。最优配方的复配井壁强化剂可显著提高油基钻井液的润 湿性；对基浆流变性的影响较小，有利于基浆稳定性的提升，破乳电压提高至637 V。复配井壁强化剂各组分发 挥协同效应，可以针对不同孔隙的裂缝进行有效封堵，表现出较好的降滤失性能。在常温下的滤失量和侵入深 度分别为1.0 mL和0.2 cm。在经过180 ℃高温老化8 h 后，复配井壁强化剂依旧保持较好的降滤失性能，滤失量 和侵入深度分别为3.3 mL和0.3 cm，抗高温性能较好。核壳型井壁强化剂的聚氨酯软壳利于微球进入诱导裂缝 的最前端，碳酸钙硬核能促进应力的分散，防止裂缝的进一步延伸，实现对井壁裂缝的有效封堵，同时能与钻井 液保持良好的配伍性，封堵性能优异。
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2024,41(2):207-211, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.003
Abstract:
以羟基磷灰石为原料，六偏磷酸钠为改性剂，制备了一种可酸溶加重剂。采用FTIR 对其化学结构进行表 征，对改性后加重剂的酸溶性、Zeta 电位以及润湿性进行了评价，并对其配制的钻井液的流变性、滤失性以及储 层保护效果进行了评价。实验结果表明，10%盐酸作用下改性加重剂的溶解率可达88.27%；采用该改性加重剂 的钻井液具有良好的流变性和降滤失性；采用该改性加重剂的钻井液污染的岩心经10%盐酸浸泡2 h 后，渗透率 恢复值＞90%，表明改性加重剂参与形成的泥饼可被酸性工作液有效溶解和清除，从而保护储层。
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2024,41(2):212-219, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.004
Abstract:
为了避免使用有机溶剂、改善自生支撑剂在井下生长过程中易粘并团聚的问题，采用苯乙烯（St）和二乙烯 基苯（DVB）作为可相变组分、含分散剂的水溶液作为不可相变组分，设计了一种环境友好型自生支撑剂。通过 调控不可相变组分中分散剂的组成和用量及两组分的预混合搅拌转速等方法，确定自生支撑剂的最佳配方及制 备工艺。通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析、红外光谱分析了自生支撑剂的形貌与结构，通过颗粒强度测定 仪、恒载试验机等评价了自生支撑剂的性能。结果表明，两组分的预混合转速为120 r/min。不可相变组分中的 分散剂为聚乙烯醇-1788、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠（质量比为5000∶175∶2）。在模拟裂缝温度为100 ℃且 完全静置反应的条件下，自生支撑剂的液-固相变时间范围为32.5～40.0 min，相变后约24 min 时完成强度的快 速增长。自生支撑剂单颗粒分散微球的产率可达78%，且可控制60%的微球尺寸分布于0.850～0.425 mm（20～ 40 目）。自生支撑剂微球单颗粒强度极大值约32 N，视密度约1.18 g/cm3 ，球形度高于0.9，酸溶解度低至2.47%。 自生支撑剂微球的单颗粒强度与市售陶粒支撑剂相当，显著高于市售石英砂支撑剂；其耐酸性显著高于市售陶 粒和石英砂支撑剂。提出的自生支撑剂体系和制备方法改善了自生支撑剂流体在缺失剪切力辅助作用下易团 聚、产率低、成球率低的难题，且不需添加有机溶剂、环境友好，具有深部储层开采的极大潜力。
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2024,41(2):220-228, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.005
Abstract:
研究聚合物在油气储层岩石表面的吸附滞留对于工作液配方优化、提升非常规油气藏经济效益具有重大 意义。为分析储层岩石与丙烯酰胺类聚合物的吸附作用，采用淀粉-碘化镉法间接测定了部分水解聚丙烯酰胺 （HPAM）、部分水解丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物（HPAD）和丙烯酰胺类疏水缔合聚合物（HAP）在页 岩、煤岩和砂岩表面的吸附量，量化了吸附时间、聚合物浓度、温度和矿化度对3 种聚合物在岩石表面吸附行为的 影响。结果表明，HPAM和HAP在岩石表面的吸附更符合准二级吸附动力学模型，而HPAD则更符合准一级吸 附动力学模型。与HPAD和HAP相比，HPAM平衡吸附量更大。3 种聚合物在储层岩石上的吸附过程都更符合 Freundlich 吸附模型。达到吸附平衡所需时间与聚合物、储层岩石种类密切相关。HPAM在3 种岩石表面的吸附 会达到饱和，而HPAD和HAP的吸附量随着时间推移而增加。温度升高，会导致解吸附加剧，从而导致吸附量下 降；溶液矿化度升高，聚合物的溶解度降低，导致吸附量增加。聚合物在储层表面的持续吸附是其在工作液中消 耗的主要原因。HPAD和HAP可能会由于其在储层岩石表面的持续吸附，导致有效浓度过低而使工作液失效。
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2024,41(2):229-237, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.006
Abstract:
洛河组砂岩采动地层涌水频繁，严重影响了矿井安全生产。针对传统注浆体系面临渗滤效应严重和成胶 性能不可控，难以实现裂隙出水有效调控的技术难题，通过分析5 种天然典型岩心样品（含砾砂岩、巨粒砂岩、粗 粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩）的矿物组成及微观形貌，明确了孔隙微观赋存特征，构建了低成本、稳定性优异的 无固相冻胶注浆体系。通过物理模拟驱替实验研究了冻胶注浆体系的注入性和封堵性能，通过核磁共振在线驱 替实验研究了注浆封堵前后岩心中的孔隙分布变化特征。结果表明，孔隙直径小和孔喉连通性差是造成传统注 浆体系难以顺利注入和深部运移的地质原因。由于渗滤效应的存在，传统注浆体系的固化封堵效果明显低于理 论设计。以0.5%～0.6%聚丙烯酰胺、0.6%～0.7%有机胺类单体交联剂、0.07%～0.08%酚类单体交联剂和 0.2%～0.3%有机酸类调节剂为原料，构建了低成本、无固相、易深部注入的新型冻胶注浆体系。该冻胶注浆体系 可实现48 h 内成胶，180 d 内未见明显脱水，长期老化稳定性优异。冻胶注浆体系的注入性良好，持续冲刷岩心 后的压力衰减率为7.85%～20.95%，封堵率为82.04%～92.19%。冻胶注浆体系通过占据大孔道或裂缝空间，增 大渗流阻力，迫使后续流体转向，实现出水层有效封堵。该研究成果可为洛河组砂岩注浆堵水施工提供新思路。
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2024,41(2):238-244, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.007
Abstract:
CO2驱是高含水油藏三次采油有效的技术措施。利用现有井网转注CO2是目前低油价下经济可行的开发 方式。虽然在驱替过程中引起的微粒运移会对岩石孔喉造成堵塞，但注入CO2能有效降低注入压力，且在注入 过程中发生的溶蚀作用整体上提高了流体的渗流能力。通过开展CO2驱后微粒运移堵塞规律实验及CO2-水溶 液对岩石溶蚀评价实验，并对驱替前后的相渗曲线变化特征进行评价，进一步说明CO2驱对储层渗流能力的影 响。结果表明，在注入CO2的过程中，注入速度为0.1、1.0 mL/min时的注入压力均有所降低。有油条件下CO2驱 后的岩心渗透率损失为37.05%，而经甲苯和无水乙醇清洗岩心后，岩心渗透率恢复30.48%，说明微粒在运移过 程中会被原油束缚，积聚成团，造成堵塞。虽然存在一定的堵塞，但CO2-水溶液主要与绿泥石发生反应，并释放 Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子，其中Ca2+浓度增长137.05%、Mg2+浓度下降52.20%、Fe2+浓度下降49.45%，说明虽然产生的MgCO3、Fe2O3等会对岩石孔喉造成堵塞，但CO2对CaCO3的溶蚀作用更强，整体上提高了流体的渗流能力，从而 在一定程度上改善了后续水驱的注水能力及效果。CO2驱前后，相渗曲线中束缚水饱和度增加，残余油饱和度降 低，两相共渗区增大，驱油效率增加，进一步说明CO2驱产生的溶蚀作用整体上增大了孔隙空间和渗流通道，提 高了注入水的注入能力。
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2024,41(2):245-250, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.008
Abstract:
红河油田长8 油藏断裂结构复杂，属于低孔超低渗油藏，储层非均质性强，且基质残余油饱和度高，水相渗 透率低，注水压力上升速度快，已超过裂缝重启压力，水窜现象严重，注水开发效果差。结合纳米粒子与微乳液 特性设计了一种纳米SiO2微乳液降压增注体系，系统评价了该体系耐温性、降低界面张力能力、增溶性及与地层 配伍性，并开展了岩心降压增注驱替实验。实验结果表明，该纳米SiO2微乳液体系不仅抗温、抗盐性良好，且界 面活性高，油水界面张力可降至10-2 mN/m左右；纳米SiO2微乳液体系的油增溶性能良好，增溶量达到6.5 mL/30 mL。岩心降压增注实验结果显示，向水测渗透率约为0.4×10-3 μm2的岩心中注入2 PV 质量分数为1%的纳米 SiO2微乳液体系，降压效率达到28%以上，降压增注效果明显，能满足现场需求。
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2024,41(2):251-258, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.009
Abstract:
纳米流体提高采收率已然成为油气勘探开发的研究热点。利用研发的改性片状纳米流体，在自制的可视 化模型中研究固体界面油膜在接触到质量浓度为50 mg/L的改性片状纳米流体后的收缩规律，并开展油砂洗油 实验，明确50 mg/L的改性片状纳米流体在不同条件下的洗油效率。研究结果表明，模拟地层水环境下，固体界 面油膜收缩速率较慢，并未出现楔形区域；改性片状纳米流体环境下，固体界面油膜在收缩过程中出现明显的楔 形区域，且出现两条接触线：外接触线和内接触线，外接触线的收缩速率为8.5817×10-5 cm/s，内接触线的收缩速 率为0.6617×10-5 cm/s。油砂洗油实验表明，改性片状纳米流体的洗油效率随油砂尺寸的增大和温度的提升逐渐 增加，随着油砂浸泡时间的延长先急剧增加后缓慢上升，存在最佳浸泡时间（8±2）h，油砂洗油效率可高达 95.7%。该项研究成果突破了只有高浓度球形纳米颗粒才能形成结构分离压力的限制，为片状纳米流体在矿场 的应用提供了可能性，也为矿场施工工艺提供了技术参考。
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2024,41(2):259-264, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.010
Abstract:
针对碳酸盐岩有水气藏水侵大幅度降低产量的问题，采用界面改性剂（硅烷偶联剂）对碳酸盐岩表面进行 超疏水改性，通过室内多孔介质流动实验对比研究了界面改性前后对水相、气相及气液两相渗流能力的影响。 结果表明，在界面改性剂质量分数为3%时，改性后的碳酸盐岩与自来水的接触角为153°，碳酸盐岩的界面达到 超疏水状态。与改性前（接触角为0°）相比，超疏水状态的碳酸盐岩在单相恒压（0.05～0.40 MPa）注入条件下，单 独水相渗流速度可提高72.1%～85.9%，单独气相的渗流速度可提高52.9%～72.5%；在气相恒压（0.3 MPa）、水相 恒流（0.05～0.20 mL/min）的两相流条件下，填砂管流出端的出液时间可降低41.0%～47.4%，气相渗流速度可提 高102.1%～104.5%；在气相及水相均为恒压（0.07～0.30 MPa）的两相流条件下，碳酸盐岩界面改性为超疏水时， 水相进入孔隙中的量可降低75.6%～100.0%，气相渗流速度可提高111.1%～200.0%。通过对有水气藏近井地带 进行超疏水界面改性，水相在孔隙中的毛细管力变为阻力，可以有效阻止地层水进入近井地带孔隙，降低水侵程 度；同时，可降低气相在孔隙表面的黏性摩擦力，水相在界面产生“滑移效应”，降低气相及水相渗流阻力，最终提 高气藏产量。
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2024,41(2):265-272, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.011
Abstract:
针对现有动力学抑制剂耐受过冷度较低、对水合物生成的诱导时间短的问题，采用 N-乙烯基吡咯烷酮 （NVP）、N-乙烯基己内酰胺（NVCL）、甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）3种单体，制备了水合物动力学抑制剂 P（NVP-g-NVCL-g-DMAEMA）；以模拟天然气水合物抑制过程中的过冷度和诱导时间为指标，优化了合成条件； 用红外光谱仪表征了产物结构，利用分子动力学模拟软件模拟抑制过程，揭示水合物动力学抑制剂的作用机 理。结果表明，NVP、NVCL、DMAEMA单体质量比为8∶20∶1，引发剂（过硫酸铵、亚硫酸氢钠质量比为1∶1）为单 体总质量的0.5%，反应温度65 ℃，反应时间6 h为最佳反应条件且产物为目标产物。当该条件下合成的抑制剂 加量为1.0%时，常压条件下可将水合物形成的过冷度从2.6 ℃提高到9.6 ℃，诱导时间从20 min延长至945 min。 该抑制剂的作用机理主要是通过分子链上五元环及七元环上的双键氧和酯基上的双键氧与水分子形成氢键吸 附从而抑制水合物的生成，其次分子链上的氮原子也可以形成氢键而吸附；另外，抑制剂的空间位阻也会阻碍水 合物分子的聚集进而抑制水合物的结晶。该抑制剂不仅带有可形成氢键的活性基团，增强抑制剂对水合物笼的 吸附性，还存在能影响甲烷分子运动及分布状态的烷基链，进一步提高过冷度并延长诱导时间。
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2024,41(2):273-279, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.012
Abstract:
针对普通稠油注水开发效果差、化学降黏驱不能有效提高驱替过程中的波及效率的问题，以N，N-二甲基 胺、3-氯-2-羟基-丙磺酸钠、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐为原料，研制了具有降黏和起泡功能的复合驱油体系。 研究了部分水解聚丙烯酰胺对稠油乳化降黏效果的影响，以及聚合物、油藏压力和稠油对驱油体系起泡能力与 稳定性的影响；对比了聚合物/降黏复合驱、聚合物/降黏/泡沫复合驱提高稠油采收率的效果。结果表明，在质量 分数为 0.3%、温度 30～80 ℃、油水体积比为 7∶3 的条件下，复合驱油体系可使稠油黏度从 1607 mPa·s 降至 35.0～60.3 mPa·s，降黏率达到96%以上；加入聚合物能提高复合驱油体系在更低浓度下的降黏能力。复合驱油 体系具有良好的起泡性能。随着油藏压力增加、稠油含量提高，泡沫稳定性明显增强。在70 ℃下，压力由1 MPa 升至13 MPa时，泡沫的半衰期由8 min提高至120 min。稠油稳定泡沫的作用明显。聚合物主要通过提高黏度、 降低泡沫液膜的排液速度、增强膜的强度来提高稳定性。在物理模拟驱油实验中，聚合物/降黏复合驱体系可在 水驱基础上提高稠油采收率10.05百分点。在注入聚合物/降黏复合驱油体系后再注入氮气，复合驱效果得到大 幅提高。注入气体后生成的泡沫有效提高了驱替过程中的波及效率，聚合物/降黏/泡沫复合驱提高采收率达到 22.0 百分点。降黏/泡沫复合驱技术能实现降黏与剖面调整一体化，对水驱稠油提高采收率具有良好的应用 前景。
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2024,41(2):280-287, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.013
Abstract:
为了探究RhlA、RhlB基因表达在微生物采油中对降黏效果的影响，建立了RhlA和RhlB基因实时荧光绝 对定量（Q-PCR）方法，测定不同培养时期的铜绿假单胞菌X7发酵液和克拉玛依油田不同地层水的RhlA、RhlB 基因表达量，并测定其鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性、乳化稳定性及原油降黏率。结果表明，RhlA、RhlB基 因表达量与鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性及原油降黏率呈正相关。随着发酵时间的延长，发酵液中RhlA、 RhlB基因表达量不断升高并在24 h时达到最大值，随后下降并于60 h趋于平稳，RhlA、RhlB基因表达量最大值 分别为2.51×106 和3.25×105 copies/μL，发酵液中12～60 h期间鼠李糖脂产量快速上升，并在60 h时达到最大值 （824.08 mg/L）；发酵液的表面活性、原油乳化活性及稠油降黏率也随着发酵时间的增长而升高，并分别在 24、48、60 h时达到最大。发酵液中的鼠李糖脂粗提物有良好的稳定性，能在一定的极端条件下稳定发挥作用。 RhlA、RhlB基因很可能通过影响鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性及原油降黏率对微生物采油产生影响。本 研究初步揭示了生物表面活性相关功能基因表达对稠油降黏效果的影响，对推进微生物采油的工业化应用具有 重要的意义。
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2024,41(2):288-295, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.014
Abstract:
聚合物在注入地层过程中受到的物理、化学降解严重，黏度损失大。为了减少聚合物注入过程产生的黏度 损失，提出不完全熟化聚合物驱油技术。在70 ℃下，通过改变机械搅拌器的搅拌时间，制得具有不同黏度和熟 化程度为60%～100%的聚合物体系；基于宏观和微观模型对不同熟化程度聚合物在多孔介质中的渗流规律及 驱油性能进行研究。结果表明，相较于完全熟化聚合物，不完全熟化聚合物体系具有更好的黏弹性，可更好地动 用残余油、提高微观驱油效率；不完全熟化聚合物体系可以建立更高的阻力系数和残余阻力系数，经多孔介质剪 切后可以保留更高的有效驱替黏度；聚合物熟化程度过低不利于聚合物进入油藏深部，60%熟化程度聚合物体 系堵塞主要发生在靠近填砂管注入端0—1/5处，而80%和100%熟化程度聚合物体系堵塞主要发生在靠近填砂 管注入端1/5—2/5处；相对于水驱，60%、80%及100%熟化程度聚合物宏观驱油的采收率增幅分别为26.2百分 点、29.0百分点和23.3百分点，微观驱油的采收率增幅分别为37.3百分点、44.9百分点和36.0百分点。对于非均 质油藏，由于不完全熟化聚合物残留的未溶解胶团颗粒具有良好的封堵调驱性能，提高了低渗透层的吸液量，扩 大了波及体积，从而提高了低渗透层的采收率。研究结果可为不完全熟化聚合物驱油现场试验提供一定的理论 指导。
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2024,41(2):296-301, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.015
Abstract:
针对低渗透油藏二元驱过程中聚合物分子量和浓度选择无依据的问题，首先，采用激光粒度分析仪测试不 同条件下二元驱体系水动力学尺寸，明确了二元驱体系水动力学半径随聚合物分子量、聚合物浓度、表面活性剂 浓度、基液矿化度的变化规律；然后，通过恒速压汞实验测试不同渗透率人造岩心平均喉道半径，并拟合出了人 造岩心渗透率与平均喉道半径经验公式，最后，基于二元驱体系注入性实验结果，结合现场数据计算得到的判定 标准，明确当岩心渗透率小于20×10-3 μm2 时，注入聚合物的分子量应小于300万，质量浓度小于500 mg/L；当岩 心渗透率处于20×10-3 ～40×10-3 μm2 之间时，注入聚合物的分子量应小于500万；当岩心渗透率处于40×10-3 ～ 70×10-3 μm2 之间时，注入聚合物的分子量应小于1200万，结合基液矿化度和表面活性剂浓度对二元体系水动力 尺寸影响规律，可为现场二元体系配方调整提供指导。
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2024,41(2):302-309, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.016
Abstract:
自发渗吸是低渗透油藏采油的重要方法，微生物提高渗吸采收率的主要采油机理详细研究报导较少。使 用从油藏环境中分离得到的专利菌株波茨坦短芽孢杆菌BS3096和铜绿假单胞菌LZ3-2，通过自发渗吸实验研究 了细菌和培养基的选择、微生物的生长条件、细菌的代谢产物生物表面活性剂、菌体影响等因素对微生物提高采 收率的影响。研究结果表明，含有脂肽生物表面活性剂的渗吸液可以使油水界面张力从0.8848 mN/m降低至 0.2055 mN/m，接触角由116.4°减小至42.8°，使岩石的润湿性从油湿变为水湿。油水界面张力的降低和岩石润湿 性的改变对提高渗吸原油采收率影响显著，BS3096产的脂肽生物表面活性剂渗吸采收率可达60%；铜绿假单胞 菌PAO1产的鼠李糖脂渗吸采收率为56.26%；LZ3-2产的糖蛋白类生物乳化剂对原油的具有乳化效果，乳化率为 6.96%。渗吸实验中，BS3096菌体在岩心内大量累积，选择性地封堵大孔喉通道，使渗吸液分流至低渗区的小孔 隙中将原油驱替出来，可使采收率提高7.5百分点。在相同的实验条件和表面活性剂浓度下，生物表面活性剂和 化学表面活性剂自发渗吸作用强弱顺序为生物型＞阴离子型＞非离子型＞阳离子型，脂肽生物表面活性剂的渗 吸采收率比化学型表面活性剂高11.8百分点～41.5百分点。本研究为低渗透油藏提供了一种高效经济且环境 友好的提高原油采收率的方法，为微生物及其代谢产物在现场的应用提供了理论支持。
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2024,41(2):310-314, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.017
Abstract:
聚合物/表表面活性剂二元复合驱是在水驱后提高不同模态砾岩油藏采收率的重要技术，但应用二元复合 驱时，对不同砾岩油藏却产生了不同的驱油效果，而对于该方面的研究当前还比较少。基于室内岩心驱油实验 结合核磁共振在线监测和CT扫描，对单、双和复模态砾岩油藏在不同开采阶段的剩余油分布和不同孔隙内油的 采出规律进行研究。结果表明，水驱阶段，复模态岩心的采收率最高，其次是单模态岩心，双模态岩心的采收率 最低，3种模态岩心采收率分别为31.4%、25.8%、33.4%。而二元复合驱阶段岩心提高采收率幅度为：双模态>复 模态>单模态，分别提高了27.9、26.4、19百分点，且3种模态岩心在二元复合驱时的孔隙动用下限均降低，且复模 态岩心的降低幅度高于双模态岩心和单模态岩心。单、双、复模态岩心的非均质性逐渐增强，单模态岩心水驱阶 段均匀驱替，采收率高；复模态岩心中的油主要集中在孔径为32.7～52.5 μm的优势大孔中，在水驱阶段油也被 大量采出，导致剩余油量低；双模态岩心中大孔内油量较复模态低，水驱采收率低，剩余油量高。在二元复合驱 阶段，由于调驱作用和水驱后剩余油量影响，双模态岩心提高采收率效果最好，其次是复模态岩心。
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2024,41(2):315-321, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.018
Abstract:
为改善酸化压裂施工造成的腐蚀问题，以肉桂醛和环己胺为原料合成了Schiff 碱酸化缓蚀剂1-苯基-3-（1- 环己胺）-丙烯（PCP），通过红外光谱和气相色谱-质谱联用对其结构进行表征，并采用失重法、电化学（极化曲线、 阻抗谱、噪声）及分子动力学模拟等方法评价了PCP 的缓蚀效果。结果表明，合成产物即为目标产物PCP。在 15% HCl、90 ℃的条件下，随着PCP 浓度增加，J55 钢的失重腐蚀速率及腐蚀电流密度显著减小，缓释率逐渐增 大。不同PCP加量下的缓释率均可达到99%以上，缓蚀效果较好。在PCP加量达到0.15%时，腐蚀速率及缓释率 随着缓蚀剂浓度的增加整体变化不大，即缓蚀剂在J55 钢表面的吸附浓度已达到临界胶束浓度，吸附量不再发生 变化。PCP同时抑制了阴极析氢和阳极溶解反应，为混合型缓蚀剂。随着PCP浓度的增加，容抗弧半径、极化电 阻及噪声电阻由小到大的排序均为：空白﹤0.05%﹤0.10%﹤0.15%﹤0.20%；低频的白噪声水平在电流PSD图中 随着PCP浓度的增加而减小，即J55 钢的腐蚀速率不断减小，与失重法及极化曲线反应的规律一致。当PCP分子 与金属发生吸附并达到平衡时，整个缓蚀剂分子处于同一平面，平行吸附在J55 钢表面，达到完全覆盖，从而有效 减缓了腐蚀介质的侵入。
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宁凡哲，李智，李俊亮，张晓川，顾绍兴，冯明喜，马品刚，王景芹
2024,41(2):322-328, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.019
Abstract:
针对徐深气田深度≥3000 m、井温≤150 ℃、冬季时间长、气温低的特点，以马来酸酐、十六胺、无水亚硫酸 钠为原料，通过酰胺化反应和磺化反应两步合成了阴离子表面活性剂棕榈酰胺磺基丁酸二钠（ASB-16A）。将 ASB-16A 与优选的起泡剂月桂基葡糖苷（APG1214）、防冻剂乙醇、去离子水混合制得耐寒耐高温泡排剂 （CYY-1）。评价了CYY-1 的泡沫性能、耐高温性能、低温稳定性、与地层水的配伍性，并在徐深气田进行了现场 应用。结果表明，CYY-1 的最优配方为：10% ASB-16A、10% APG1214、44%乙醇，其余为去离子水。CYY-1 的起 泡性和稳泡性较好。在80 ℃下，1.25% CYY-1 溶液的初始泡沫高度为150 mm，静置3、5 min 的泡沫高度分别为 150、75 mm，携液量为1100 mL。在150 ℃、pH=8.5 的弱碱条件下老化24 h，对CYY-1 的泡沫性能影响较小。 CYY-1 的低温稳定性好于常用的低温泡排剂。在-35 ℃冷冻7 d，CYY-1 变浑浊，但仍可在管线中流动，满足装置 自动加注要求。CYY-1 与地层水的配伍性良好，0.5%～10.0%的溶液在常温下静置48 h 后仍澄清透明，可以实施 自动化泡排加注。在现场试验2 口井，某井日产气量由2.46×104m3增至3.07×104m3，日产水量由5.77 m3降至 3.70 m3，实现稳定带水生产。CYY-1 适用于井温≤150 ℃、矿化度≤16 g/L、pH值为8.5 的气井的泡沫排水采气。
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2024,41(2):329-334, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.020
Abstract:
垢堵问题是造成油气田减产的主要问题之一。目前常用的酸性解堵剂存在较强的腐蚀性，影响到油气井 的安全生产。为了解决以上问题，采用Gaussian 09 软件通过DFT 优化分子结构计算了几种螯合剂的HOMO/ LUMO能级和螯合剂与金属离子的结合能，优选了螯合剂二乙烯三胺五乙酸（DTPA）；同时，采用计算化学对复 合型除垢剂的除垢机理进行了深入探索，研究了不同助剂之间的协同作用；在理论研究基础上研发一种以DTPA 为主剂的非酸性除垢剂体系：12% DTPA+0.3% 阻垢剂PASP+0.4% 渗透剂JFC。该配方对某现场垢样的溶垢率 最高可达到80%以上，具有较好的溶垢效果。根据动力学模拟，验证了除垢剂体系对于碳酸钙的溶垢过程符合 准二级动力学模型。
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2024,41(2):335-342, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.021
Abstract:
为了分析马来酸酐（MA）与烯丙基磺酸钠（SAS）聚合过程的影响因素，在配方和工艺基本不变的情况下， 设计了两种变量：中和度和引发剂加量。通过改变其中一个变量，合成了一系列MA/SAS共聚物，采用核磁共振 波谱仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了表征。结果表明，MA与SAS共聚活性良好，中和度不超过100%时（相 对于MA的物质的量分数），少量引发剂加量（2.4 g 过硫酸钠）下就有较高的单体转化率，但仍有6%～8%的单体 未聚合。剩余单体的种类和数量与中和度以及引发剂加量息息相关。MA在水溶液中部分水解成了马来酸，尽 管马来酸数量较少，但其聚合活性相对较差，导致共聚物的分子量呈双峰分布。添加碱可以中和马来酸，当中和 度不超过100%时，马来酸主要变为具有较好聚合活性的马来酸单钠盐，间接促进了MA类单体的聚合；当中和 度为200%时，马来酸主要变为马来酸二钠盐，其聚合活性相对较差，严重阻碍了聚合；未中和以及中和度为 100%时，需7.0～7.2 g 引发剂才能将单体全部转化，而在适当的中和度（约20%）下，用少量引发剂（4.0～4.2 g）就 可以获得聚合较完全的共聚物，节约了大约40%的引发剂用量。用较佳条件下合成的MA/SAS 共聚物对碳酸 钙、磷酸钙和硫酸钙的静态阻垢性能进行了研究，共聚物表现出良好的阻磷酸钙垢和阻硫酸钙垢、较好的阻碳酸 钙垢性能，对应的最大阻垢率分别为94.38%、100.00%、59.03%。
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2024,41(2):343-349, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.022
Abstract:
针对低渗透致密油藏压裂驱油剂的润湿性评价问题，分析现有接触角法的误差及不确定性，提出了评价压 裂驱油剂润湿性的改进方法，采用润湿倾向指数，即驱油剂与蒸馏水在亲水/油表面的润湿接触角的比值来表征 压裂驱油剂的润湿性改变方向和程度。结果表明，用接触角和接触角变化的最大值反映驱油剂对储层润湿性改 变方向和能力都存在一定的不确定性。亲水表面的性质非常稳定，润湿接触角偏差较小，但亲油表面的润湿接 触角偏差较大。蒸馏水与亲水/油表面润湿接触角的相对平均偏差分别为0.281%、8.929%。另外，部分驱油剂在 亲水/油表面的接触角最大变化值差异不明显。用润湿倾向指数可较好地表征驱油剂的润湿性改变程度。润湿 倾向指数不确定度远小于接触角不确定度。0.2%磺酸盐类驱油剂、聚氧乙烯醚类驱油剂、氟碳类驱油剂在亲水 表面的接触角（润湿30 s）不确定度分别为1.24、3.11、0.64，而水润湿倾向指数不确定度分别为2.48×10-2、6.33× 10-2、1.76×10-2。通过Amott 方法，测得7 种压裂驱油剂作用下天然岩样的水湿指数。该水湿指数从大到小的排 序与用接触角法测得的水润湿倾向指数从小到大的顺序一致。两种方法的测试结果进一步证实了使用润湿倾 向指数的准确性和优越性。该方法有利于快捷地评价压裂驱油剂对储层润湿性的改变能力，优选低渗透致密油 藏压裂驱油剂。
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2024,41(2):350-355, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.023
Abstract:
聚合物微球调驱是改善水驱效果的主要技术之一。微球在地层中的运移以及能否在采出水中有效检出会 直接影响调驱效果。因此，将荧光碳点引入微球调驱剂中，起到示踪的作用。荧光核壳微球调驱剂由含荧光碳 点的核心微球溶液和壳层水溶液混合吸附而成。为了降低油水分离后采出水中的杂质对核壳荧光微球有效检 出的干扰，首先对荧光微球的浓度与荧光强度进行线性拟合，验证该方法的可行性；然后用硅胶对地层采出水进 行吸附，通过对比采出水吸附前后的荧光发射光谱，验证硅胶吸附的实用性；最后用硅胶对采出水配制的荧光微 球进行吸附，绘制荧光强度和微球浓度的标准曲线。结果表明，在激发波长为347 nm的条件下，荧光微球的质 量浓度与445 nm发射波长处的荧光强度具有良好的线性关系，相关判定系数（R2）为0.9870。经硅胶处理后，水 驱采出水的荧光发射强度显著降低，硅胶吸附能有效去除采出水中的杂质。在激发波长为347 nm、荧光光谱仪 狭缝为10～20 nm、微球质量浓度为1～1200 mg/L时，荧光核壳微球水分散液的质量浓度（x）与462 nm处的荧光 发射峰值（y）呈正比线性关系，拟合方程为y=2497.1042+3.1847x，R2为0.9972，置信度较高。荧光强度与核壳微 球浓度的线性阶段可满足现场检测要求。该方法可为类似油藏荧光微球含量的定量检测提供借鉴。
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2024,41(2):356-366, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.024
Abstract:
随着常规油藏进入高采出程度和高含水“双高”阶段，剩余储量可动用性变差，稳油增产难度日益增加。为 长期挖潜油藏剩余油，加强剩余油分布赋存状态及表征，全面了解剩余油分布规律成为提高原油采收率的必要 前提。通过梳理国内外针对不同油藏开展的岩心分析、一维岩心驱油、微观驱油实验，并结合激光共聚焦、核磁 共振成像、CT扫描成像、荧光分析等技术，从定性到定量对一到三维微观剩余油分布研究方法进行全面总结。 结果表明，含油薄片分析因高保留残余油分布状态、能真实反映残余油原貌特征且技术成熟成为研究残余油分 布的基本实验方法；传统岩心驱油模型是研究剩余油分布规律及提高采收率机理必不可少的实验方法，可反映 真实储层情况，但只能从宏观视角分析不同因素对渗透效果的影响；真实岩心可视化模型可有效弥补传统岩心 驱油模型的不足，但可视化实验装置耐高温高压有限，制作成本较高，图像处理不太清晰；微流控模型作为新兴 技术，参数可控、实验重复性高，同时可将各种驱油模式下的微驱过程、流体的流动情况进行可视化展示，为评价 驱油效果提供一条新途径，但简化的微观多孔模型与实际驱替实验结果仍存在一定差距。以核磁共振成像技 术、X射线CT成像技术为主的成像分析技术凭借各自优势与真实岩心实验相结合，成为从微观角度有效描述剩 余油分布特征的重要方法。该综述将为了解现有剩余油研究方法提供重要借鉴，为不同类型储层进行剩余油分 布、高效开发、提高原油采收率等研究提供理论支撑。
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2024,41(2):367-376, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.025
Abstract:
原油含有沥青质、胶质、环烷酸、脂肪酸、微晶石蜡、界面活性固体颗粒等天然表面活性剂。开采时地层孔 隙、井筒、喷油嘴、管道阀的剪切、挤压和搅拌，驱油剂中加入的表面活性剂和水，集输和转运过程中的泵压及管 道湍流，极易形成稳定的原油乳液。原油乳液不仅会引起管道和泵的腐蚀、降低管道的集输效率，还会在下游炼 化过程中造成催化剂中毒。化学破乳因其效率高、速度快、设备简易、能耗低等优势，是原油乳液高效分离的常 用方式。离子液体（ILs）具有不易燃性、热稳定性好、可回收利用、蒸汽压低等优势，是一种高效的破乳剂。通过 总结ILs 的特征及其作为化学破乳剂的应用现状，讨论了破乳机理及影响破乳性能的因素，指出ILs 破乳剂在实 际应用中存在的问题，提出了未来的研究方向。ILs 适用于高盐度、高温度、高黏度等恶劣环境条件下（如超稠 油）的破乳，破乳机理包括吸附、取代、离子交换等，影响破乳效果的因素包括ILs 的种类和浓度、相对分子质量、 盐度、温度和乳液类型等。通过选择合适的ILs 及其用量，确定最佳的处理条件，可以提高破乳效率。虽然目前 ILs 破乳剂距离大规模应用还存在很多关键问题和挑战，但低毒或无毒、低成本、低黏度的ILs 及与纳米颗粒联用 和聚ILs的研发仍然具有重要意义。
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2024,41(2):377-380, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.026
Abstract:
GB/T 7713.2—2022《学术论文编写规则》代替GB/T7713—1987《科学技术报告、学位论文和学术论文的编 写格式》中的学术论文编写格式部分，于2023 年7 月1 日起实施。做好新版标准的学习和实施工作，对学术论文 编写和出版标准化、规范化，方便学术论文的检索和传播，促进学术成果的交流和使用具有重要意义。在学习 《学术论文编写规则》时，要注意要求型、推荐型、允许型及陈述型条款的区别，区分各条款使用的能愿动词，如 应、宜、可等。结合油气行业的特点和实际编校工作，对题名、摘要、关键词、正文部分、量和单位、表格、数字和数 学式中常见的不规范问题进行了解析，以期进一步增强作者与编辑的标准化意识，提升学术论文写作和编校规 范化水平。
2024年第41卷第2期
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Abstract:
洛河组砂岩采动地层涌水频繁，严重影响了矿井安全生产。针对传统注浆体系面临渗滤效应严重和成胶性能不可控，难以实现裂隙出水有效调控的技术难题，通过分析典型岩心样品的矿物组成及微观形貌，明确了孔隙微观赋存特征，构建了低成本、稳定性优异的无固相冻胶注浆体系，进一步开展了注浆性能评价，结果表明：孔隙直径小和孔喉连通性差是造成传统注浆体系难以顺利注入和深部运移的地质原因；构建的低成本、无固相、易深部注入的新型冻胶注浆体系能够实现48h内成胶，长期老化稳定性优异；体系注入性良好，持续冲刷后压力衰减不明显，封堵率保持在80%以上；体系通过占据大孔道或裂缝空间，增大渗流阻力，迫使后续流体转向，实现出水层有效封堵。研究成果可为洛河组砂岩注浆堵水施工提供新思路。
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Abstract:
胜利油田低渗透油藏埋藏深、温度高，针对CO2驱波及效率低、常规泡沫调驱性能变差等问题，构建了由两性表面活性剂HSD和改性SiO2纳米颗粒组成的高稳定性超临界CO2泡沫体系。该体系表现出了很好的耐高温特性，120℃条件下浓度0.5%的纳米颗粒使泡沫析液半衰期由17min提高到了40min，稳定性提高了近2.5倍。基于幂律模型研究了纳米颗粒对超临界CO2泡沫体系流变特性的影响，结果表明相同剪切速率条件下体系表观粘度随纳米颗粒浓度增加而增加，稠度系数由0.073增加至1.22。通过岩心驱替实验模拟了多孔介质中超临界CO2泡沫表观粘度的变化规律，泡沫在多孔介质中的稳态表观粘度随纳米颗粒增加而增加，超临界CO2泡沫泡沫呈“颗粒状”堆叠排放，泡沫尺寸大约在10~20um。最后通过实验证实纳米颗粒增强CO2泡沫稳定性机理，表面活性剂分子的吸附使亲水性纳米二氧化硅具有了界面活性，从水溶液中吸附到气液界面上，从而提高了泡沫稳定性。
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Abstract:
近年来,低聚表面活性剂作为一类高效低耗的新型表面活性剂,在三次采油、医药、工业缓蚀等领域展现出了非常好的应用前景。低聚表面活性剂由两个或更多两亲基元通过联接基团以化学键的方式联接而成,其结构介于单链表面活性剂和聚表面活性剂之间。联接基团拉近了分子中多个两亲基元的距离,使其表现出更强的聚集能力。同时,联接基团结构和分子空间拓扑结构更加多样化,使其具备了更加丰富的构象和聚集形貌转变过程。上述特性使其作为高效低耗型油田化学剂和响应性软物质材料方面独具优势,但其合成难度大,限制了该类表面活性剂的系统研究。基于此,详细归纳了线状、星状和环状三类不同空间拓扑结构的低聚阳离子表面活性剂的合成方法,并对该领域的发展方向进行了展望。
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Abstract:
井漏是制约油气钻井工程质量和效率提高的主要技术问题。提高一次性堵漏成功率是保障全球油田“安全、高效、经济”钻井的迫切需求。针对钻井液漏失机理的研究,系统总结了钻井液漏失机理。通过近年来国内外学者的研究,开发了以桥接、高失水、可固化等为代表的堵漏材料。系统地介绍架桥、高失水、固化、聚合物凝胶类等各类堵漏材料的性质和相互作用机理。明确了目前堵漏材料存在的问题,提出了堵漏材料未来发展的方向。
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孟文玉, 唐善法, 王思瑶, 董沅武, 王睿, 高洁, 陈泽群
Abstract:
针对低渗油藏注入性差、洗油效率低,水驱无法有效提高采收率等问题,本文提出了一种低界面张力小分子驱油剂(LST)提高低渗透油藏采收率新技术,评价了该驱油剂的界面活性、增黏性、乳化性、润湿性及其油藏环境适应性和驱油效果。结果表明,该驱油剂具有良好的界面活性和增黏性,在矿化水中质量分数为0.4%时,其油水界面张力就低达0.012mN/m-1,且黏度与油藏原油黏度相近(3.4mPa?s)；该驱油剂还具有较好的油水乳化能力,可改善油藏水润湿性,且矿物静态吸附对其界面活性及增黏性影响小；可以实现低剂量或低成本有效提高水驱采收率。注入0.4%LST(0.4PV),可使均质岩心(50mD)水驱采收率提高11.21%,非均质岩芯(级差3-10)水驱综合采收率提高6.55-19.4%,且随岩心非均质性增强其改善驱油效果愈明显。表明LST可对大孔道进行有效封堵并调节驱替流体流度,从而有效启动低渗小孔道中残余油；展示其在低渗非均质油藏化学驱提高采收率方面广阔的应用前景。
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Abstract:
为满足高压注水井带压作业对凝胶封堵体系的强度、成胶时间以及可破胶的性能要求，采用AM/AMPS(丙烯酰胺/2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸)为二元聚合物体系，Smel30（三羟甲基化合物）为交联剂制备了一种耐温抗盐凝胶封堵体系。研究了温度、无机盐、模拟油含量、剪切时间对凝胶体系成胶时间和凝胶强度的影响，同时研究了破胶剂过硫酸钠用量对凝胶体系的破胶效果的影响。研究结果表明，温度60℃时，凝胶强度为73.5Pa，成胶时间为7h；加入三种无机盐，聚合物链间距离减小，成胶时间缩短，凝胶强度略有增加，且三种盐对成胶时间和凝胶强度的影响顺序为NaCl＜MgCl2＜CaCl2；抗油污和抗剪切能力较强，在剪切60min后，凝胶强度仍能保持81%以上。凝胶体系老化15天未出现脱水且凝胶强度仍有67Pa；过硫酸钠可以高效低成本破胶，残液表观黏度低于64.4mPa·s。
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Abstract:
低渗油藏具有孔喉半径小、渗透能力低、吸水能力差的特点,为提高化学驱油效果而构建醇醚磺酸盐与甜菜碱表面活性剂的复合体系。以十二醇为原料引入环氧丙烷和环氧乙烷,并经磺化得到醇醚磺酸盐DP6E6S。将其与十六酸酰胺甜菜碱PNC进行复配,评价了复配体系的表面性能、界面性能、润湿性和乳化性能,并通过岩心流动实验评价了增注性能。研究表明,PNC与DP6E6S具有较强的协同作用,可以有效降低临界胶束浓度(cmc)及表面张力；复配体系的界面张力均随着盐度的增加而降低,尤其是n(PNC):n(DP6E6S)=1:1、2:3在较宽盐度范围内(>5%)可达到10-3mN?m-1；复配体系在摩尔配比分别为2:3和1:1时形成的中相乳液体积较大,增溶效果最好,其乳液粒径随盐度的增加而呈现先下降后上升的趋势；复配体系通过岩心吸附后界面张力仍然达到低界面张力,抗吸附性能较好；复配比1:1的润湿角较大,毛细管力更小,有利于降压增注。两个优化体系的降压率可达到28.9%和23.9%,说明低界面张力和高润湿角有利于低渗储层的降压增注。
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Abstract:
凝胶的强度决定了其用途，高机械强度的凝胶在许多领域得到应用。为了增强丙烯酰胺凝胶的强度，本文利用纳米纤维素（NCC）制备丙烯酰胺/纳米纤维素复合水凝胶，通过质构仪和流变仪研究了NCC对丙烯酰胺/纳米纤维素复合水凝胶的拉伸性能、压缩性能、粘附性能及粘弹特性的影响，并利用扫描电镜（SEM）观察了复合凝胶的微观结构。结果表明，添加NCC的丙烯酰胺/纳米纤维素复合水凝胶的拉伸强度、压缩应力、粘附力及粘弹性均明显大于不含NCC的丙烯酰胺凝胶。当AM与NCC质量比为5:3时，所形成的复合水凝胶的拉伸强度、压缩应力及粘弹性均达到最大，AM/NCC复合水凝胶的韧性增强效果明显，拉伸应力及粘附力较AM凝胶提高近4倍。AM/NCC复合水凝胶的强度与其微观结构有关，AM/NCC复合水凝胶的网络结构明显比AM凝胶更加致密。
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Abstract:
胜利油田稠油油藏开发存在原油黏度大、流动性差等问题，水驱采收率不理想。因此，以乳化不稳定系数、油膜收缩速率、最小乳化转速为指标，构筑了乳化-剥离双效体系。评价了不同类型表面活性剂对稠油的乳化和剥离能力，优选出0.3wt%CBT/ASC（m（CBT）：m（ASC）=3:2）复配体系。通过室内填砂流动实验评价了乳化-剥离双效体系的驱油效果，并利用微观模型研究了其作用机理。结果表明：CBT对稠油具有优异的乳化性能和大幅降低界面张力的作用，ASC对稠油具有良好的剥离能力。复配体系兼具优异的乳化和剥离性能，可提高采收率达14.18%。研究结果对稠油油藏高效开发具有重要指导意义。
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Abstract:
本文针对LQ井区砂岩油藏主要采油功能菌的营养需求,通过单因素实验筛选出最佳碳源、氮源、磷源,并初步确定各组分浓度,以此为基础再通过Plackett-Burman实验和去因子实验分析各组分的显著性影响因素,确定各组分的浓度,最后通过响应面实验,根据响应因素对各组分进一步优化,得出最终的浓度。筛选出的营养体系配方乳化效果较好,激活主要采油功能基因烃氧化基因达到107copies/mL,物模驱油实验提高采收率11.65%,本研究为LQ井区微生物驱现场试验提供了很好的技术支撑。
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Abstract:
减阻剂是致密砂岩、页岩等非常规储层改造压裂液的关键添加剂,其性能将直接影响压裂施工效果。本文介绍了减阻剂类型,分析比较了减阻剂优缺点及研究进展,重点阐述了减阻剂的减阻机理及减阻失效机理,归纳总结了纳米材料在压裂减阻中的应用研究进展,指出在高温、高剪切、复杂介质等非常规储层压裂环境中,同时具有储层伤害小、携砂能力强、减阻稳定且高效、易返排、易回收利用等优点的新型多功能复合减阻剂将是今后研究的重要方向。
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Abstract:
针对低温浅层油气井压裂破胶不彻底、返排能力较低的问题,着重分析了亚硝酸盐与铵盐、三氧化铬和葡萄糖、过氧化氢等三种不同自生热体系的生热量以及对压裂破胶性能的影响。实验结果表明：亚硝酸盐与铵盐生热体系的生热量最高,温度可达到80℃以上；另外,在实验中也确定了三种不同生热体系与破胶剂的添加顺序,使压裂液破胶效果达到最优,其中葡萄糖和三氧化铬生热体系和亚硝酸盐与铵盐生热体系的加入顺序是先加入生热体系后加入APS破胶剂,过氧化氢生热体系的加入顺序是自生热体系和APS破胶剂两者同时加入；最后,得出亚硝酸盐与铵盐自生热体系是压裂液破胶体系的最佳添加剂,能使压裂液粘度降低到6 mPa.s以下,破胶性能最优。
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Abstract:
国内供应的重晶石砷含量多超出《GB 36600-2018 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（暂行）》中第二类建设用地筛选值要求，常用加重剂铁矿粉、钛铁矿粉，由于其对钻具的严重磨损、应用后可能影响电测结果以及使用后钻井液色度不达标等问题，目前已甚少使用。碳酸钙类加重剂由于其自身低密度，加重后易造成钻井液性能流变性恶化。针对上述加重剂环保性能及应用性能存在的不足，通过优选碳酸钙类加重剂，按比例复合重晶石，经过表面涂覆改性、干法活化处理等生产工艺，降低了粘度效应、解决了砷超标问题，同时利于碳酸钙类加重剂的油气层保护特性，创新形成了对油气层与环境进行双重保护的双保型加重剂。现场实施10口井，实施井均安全钻进，与邻井均值相比，机械钻速提高10个百分点，平均井径扩大率降低1.8个百分点，投产井平均单井每米产层增油0.60t，泥饼重金属砷含量达到了标准筛选值要求（低于60mg/Kg）。
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Abstract:
二氧化碳驱(CO2)是三次采油基础上进一步开发高含水老油田、提高采收率的有效手段。针对二氧化碳与原油黏度差较大引起的气窜问题,制备了一种可应用于驱油的超临界二氧化碳增稠剂P-1。通过正交实验分析,认为引发剂用量对反应分子量分布影响最大,合成最优单体摩尔比为4：1：1,此时分子量分布1.12,产率88%。对最优条件下合成的产物进行红外表征,特征吸收峰与产物符合。评价结果表明,P-1在超临界二氧化碳中饱和溶解度为2.30%,最小混相压力7.77Mpa；单体浓度0.2%的增稠剂在30Mpa、50℃下实现对超临界二氧化碳有效提黏42倍,黏度为1.1675mPa.s,升温至110℃,黏度保持率46.41%。模拟地层环境(15MPa),引入质量浓度0.2%的增稠剂P-1能有效改善超临界二氧化碳驱驱油效果,渗透率越低提采效果越显著。同一岩心,超临界二氧化碳驱比水驱后超临界二氧化碳驱的总采出程度高10%以上。图3表2参6
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Abstract:
油田地面生产中副产品老化油中具有复杂界面特性，脱水处理困难。利用老化油研制钻井液用润滑油，可以利用其中的乳化稳定性能，可以免于脱出老化油中泥、砂、水的难题。通过大量的实验，优选基于老化油研制钻井液用润滑剂的关键乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚OP-4、润湿剂为十二烷基苯磺酸钠ABS、稳定剂为羧甲基纤维素钠Na-CMC，实验确定最佳配方为：100ml钻井液+3ml老化油+1.5gOP-4+0.15gABS+0.015gNa-CMC。实验中基于老化油研制钻井液用润滑剂，通过对标国家标准实验，研制的润滑剂符合标准中对润滑剂的要求。以老化油为作为基油研制钻井液用润滑剂是一种可行性的老化油资源化处理方案，有较大应用价值。
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袁成东, 刘磊, Il’dar R. Il’yasov, 丁保东, 曹畅, 周晓冬, Mikhail A. Varfolomeev
Abstract:
针对塔河油田特超稠油井筒掺稀降粘开采过程中存在的掺稀比高、频繁上返异常、难以实现经济有效开采的技术难题,本研究提出地面催化改质降粘+改质稀油回掺的开采技术,以节约掺稀油用量,提升开采效果。为了开发能够有效降低特超稠油粘度、实现地面改质的催化剂体系,针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,研发了一种基于γ-Al2O3载体的高孔隙度Ni-Mo催化剂,并评价了其地面改质降粘效果。实验结果表明,Ni-Mo催化剂可以将特超稠油50℃的粘度从28200mPa?s降低至298mPa?s。粘度降低接近100倍,降粘率为98.94%。密度从1.007g/ml降低至0.8724g/ml。同时,饱和烃的含量显著增加,胶质和沥青质的含量大幅降低。开发的催化剂体系对特超稠油显示了非常好的地面催化改质效果,具有广阔的应用前景。
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Abstract:
离子液体在油藏开发中防止沥青质沉淀具有很大潜力,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[bmim]Cl和[bmim]Br以及2种商业抑制剂对原油中沥青质沉淀抑制效果进行评价的基础上,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。实验结果表明,离子液体[bmim] Br对沥青质沉淀的抑制效果远高于离子液体[bmim] Cl和另外2种商业抑制剂,最佳浓度为600ppm。纯地层原油的AOP为28.7MPa,当添加[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30mol%CO2的地层原油的AOP为31.6MPa,比纯地层原油的AOP增大了10.1%,当添加异丙醇与离子液体混溶剂时,AOP降幅达44.3%。异丙醇能够与[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。
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Abstract:
石油在炼制、储运和使用过程中进入土壤并对土壤造成污染，石油污染物危害程度大，处理难度高。现提出植物型微生物燃料电池技术（Plant Microbial Fuel Cell，PMFC）解决这一问题。以受石油污染的土壤为阳极底泥构筑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探究其石油浓度的适用性和最佳适用范围。结果表明，植物中绿萝在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；电极材料中碳毡-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适用于任一石油浓度，并且随着石油浓度的增加，PMFC的产电性能和降解性能均呈现出先升高后降低的趋势，因此存在最佳石油浓度适用范围5-10g/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。
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Abstract:
温度是影响聚合物冻胶降解的关键因素。针对低温油藏中聚合物冻胶引起的堵塞,提出使用过硫酸盐为氧化降解剂,通过低温活化的方法提高过硫酸盐的氧化性。首先利用自由基淬灭实验和自由基测试,确定了TA活化过硫酸盐降解聚合物机理；其次,研究了不同温度下活化体系中过硫酸盐浓度、TA浓度、地层水中阴离子等对降解聚合物冻胶的影响,优化了活化体系的配方,并评价了该体系的腐蚀性。结果表明,35℃时,TA活化过硫酸盐体系能够快速降解聚合物冻胶,形成的超氧阴离子自由基是降解冻胶的主要活性自由基。随着过硫酸盐浓度增加,降解率增大,但TA的浓度存在最佳值,而温度升高可以加快冻胶降解。和常规解堵剂相比,TA活化过硫酸盐能快速降解聚合物冻胶,且腐蚀性小。低温下,该体系比其他常规聚合物驱油藏解堵剂有更好的降解效果。
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Abstract:
页岩气储层采取水平井开发时由于套管偏心以及井径不规则等原因，通常会导致油基钻井液的顶替效率较低，不可避免的会有部分油基钻井液掺入到固井水泥浆中，对水泥浆的性能造成污染。因此，为了提高页岩气固井水泥浆的抗污染能力，室内以现场油基钻井液和固井水泥浆为研究对象，开展了表面活性剂AFSG-1提高页岩气井固井水泥浆抗污染性能的研究。结果表明：现场油基钻井液的掺入会严重影响固井水泥浆的流动度、稠化时间以及混浆水泥石性能，油基钻井液的掺入比例越大，污染越严重；随着固井水泥浆中表面活性剂AFSG-1加量的不断增大，水泥浆自身的抗污染能力逐渐增强，当固井水泥浆中表面活性剂AFSG-1的质量浓度达到2%时，再掺入20%的油基钻井液，混浆的流动度、稠化时间以及水泥石性能与未加表面活性剂时相比均有明显改善；另外，表面活性剂AFSG-1对固井水泥浆抗油基钻井液污染性能的改善效果明显优于其他常用表面活性剂。研究结果认为表面活性剂AFSG-1可以有效提高页岩气固井水泥浆抗油基钻井液污染的能力，能够提高固井质量，保障固井安全。
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屈鸣, 侯吉瑞, 吴伟鹏, 王远征, 肖立晓, 赵宝顺, 王恒
Abstract:
酸化解堵技术常用于解决碳酸盐岩油藏在长期开发过程中滋生的储层污染、供液不足等问题。常规酸化技术因碳酸盐岩油藏物性特殊，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，降低储层产能。为此本文研发出解除无机堵塞物，不需返排，不对地层产生二次伤害的中性螯合体系。以螯合剂EDTA和缓蚀剂PAA为主要成分，加入少量稳定剂Na2SO3，经去离子水融合过滤，120℃脱水研磨粉碎，500℃焙烧活化制备而成。实验表明，该体系对Ca2+、Mg2+离子无机堵塞物具有良好的溶蚀性，常温下24h内溶蚀率可达95%；对N80级钢材具有较好的缓腐蚀性，90℃环境12h腐蚀速率最高为4.45g/m2·h；对天然碳酸盐岩心平均溶蚀率可达70%以上；因此认为中性螯合体系具有较好的矿场应用潜力。
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Abstract:
采用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、含水率及剪切率对油包水乳状液表观黏度的影响。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,随剪切率的增加而减小,具有剪切稀释性。采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性,即 ,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,稠度系数K逐渐减小,而流变特性指数n逐渐增大。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了能够适用于不同原油、不同剪切条件的油包水乳状液黏度预测模型。该模型的预测偏差结果显示,模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%。
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Abstract:
针对川渝区块页岩气堵漏高承压、易返吐的特点，本文以高软化点树脂为主体，研制了一种ARP抗返吐堵漏剂，具有变形和胶结固化能力，与桥堵颗粒复配使用，可在地层裂缝中与堵剂颗粒胶结固化，提高承压能力和抗返吐能力。实验室评价了ARP堵剂在现场油基钻井液中分散性、与现场堵漏剂的胶结强度，并测试了胶结固化后承压能力，以及抗返吐能力，根据现场应用的需求确定了ARP抗返吐堵漏剂密度为1.8g/cm3、粒径为0.5-2mm，并与现场堵剂形成了最优配比，即ARP抗返吐堵漏剂占25份，现场堵漏剂占75份，其胶结强度可达7.8MPa，封堵2-3mm天然裂缝时，正向承压可达8MPa，抗返吐能力可达3.3MPa。同时根据材料特点设计现场施工工艺，且取得较好的现场应用效果。
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Abstract:
通过腐蚀失重实验、扫描电子显微镜、量子化学计算研究了两种硫脲衍生物苯基硫脲（PHTU）和苯甲酰硫脲（BOTU）在15% HCl溶液中对20#钢的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明，PHTU和BOTU对20#钢在15% HCl溶液中均有较好的缓蚀效果，加量为2 mmol/L时缓蚀率可达83%以上，且PHTU和BOTU在钢表面的吸附均符合Langmuir吸附模型，吸附方式为物理吸附和化学吸附共存的混合吸附。量子化学计算结果表明，缓蚀剂分子中的反应活性位点主要分布在C=S双键、C-N键及BOTU的C=O双键上，其中N原子被酸液质子化后可与钢表面通过静电引力形成物理吸附，高电子云密度的 C=S键、C=O键及苯基可提供电子与铁原子的空d轨道通过配位和反馈键形成化学吸附，进而稳定吸附在金属表面形成保护膜，抑制腐蚀进程。
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王晓军, 尹家峰, 景烨琦, 步文洋, 孙云超, 鲁政权, 任艳, 廖凤武
Abstract:
针对常规抑制剂控制黏土表面水化不足导致的井壁失稳问题，研制了抗高温插层吸附抑制剂，其分子结构中具有大量的强吸附基团和疏水基团，分子量小，无毒环保且具有良好的热稳定性。抑制作用机理分析表明，抗高温插层吸附抑制剂通过强吸附基团优先进入黏土片层间，交换出层间的水合钠离子，结合静电引力有效减小黏土的静电斥力及表面水化短程斥力；通过改变黏土表面张力和润湿性，控制泥页岩自吸能力和比亲水量，减少水相的侵入；吸附及抗解吸附能力强，能长时间吸附于黏土表面，提升黏土表面的疏水性，减少自由水的侵入。室内评价实验表明，自主研发的抗高温插层吸附抑制剂具有良好的抑制造浆，控制黏土水化膨胀和防止泥页岩崩散等性能，有利水基钻井液的流变性稳定和井壁稳定，具有良好的应用前景。
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Abstract:
摘要：针对深水油气田钻井过程中，由于海底泥线附近温度较低，易导致钻井液的增稠、糊塞、跑浆等问题，以丙烯酰胺、N-乙烯基己内酰胺、二乙烯苯、烯丙基磺酸钠为原料制备温敏增稠共聚物ASSN，与具有抗盐性能强、提切效果显著的香豆胶复配形成具有低温恒流变特性的流型调节剂，并与其他处理剂形成一套深水恒流变无固相储层钻井液体系。0.5%ASSN+0.3%香豆胶作为流型调节剂对低温条件下钻井液的流变性起到了良好的调控作用，其对钻井液的低温调控能力受不同加重剂的影响较小，与钻井液其他处理剂具有良好的配伍性，所形成钻井液体系的FLAPI仅为5.2mL，具有良好的抗污染土、现场钻屑、盐、海水侵污能力和储层保护性能（现场岩心渗透率恢复值大于95%）。
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Abstract:
本文采用丙烯酸(AA)、2-丙烯酰氨-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,基于水溶液爆聚法工艺,采用绿色环保的二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)代替常用巯基化合物链转移剂,合成了一种低分子量两性离子聚合物钻井液用降粘剂。以室温降粘率为考核指标,确定了降粘剂的最佳合成条件：单体浓度55%,TMTD加量为0.75%,氧化-还原引发剂加量占单体浓度的3%,NaOH中和(AA+AMPS)50%,AMPS加量为 5.5%,DMC加量为4.5%。在此条件下,合成所得两性离子聚合物降粘剂的数均分子量为914 g/mol,其淡水基浆中的降粘率为91.53%,且具有良好的抗温性能,可以满足180℃的抗温要求。本研究为低分子量两性离子降粘剂的合成工艺提供了更绿色环保的选择。
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姜会心, 杨红霞, 崔梦雨, 赵文静, 孙瑞雪, 金雨, 王创业
Abstract:
沥青质的聚沉行为显著影响稠油的黏度，研究CO2对稠油中沥青质的聚集行为可以进一步解析CO2驱替过程中发挥作用的机理。在不同CO2压力及条件下，对稠油以及添加了苯和乙醇作为CO2增溶剂的稠油进行CO2溶解实验，分离四组分后得到了经CO2处理后的沥青质。运用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析仪器对不同实验条件下提取的沥青质聚集体的层间距、表面形貌以及微观结构进行表征，分析了CO2对稠油中沥青质聚集行为的影响机理。结果表明，CO2在稠油中溶解导致沥青质聚集堆叠的层间距增大，减缓沥青质分子的聚集行为，从而起到降低稠油黏度的作用。
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Abstract:
为提高水基钻井液润滑性,缓解日益突出的长水平段高摩阻问题,促进水平井钻井技术的持续发展,国内外开展了大量关于环保高性能水基钻井液润滑剂的研究。本文对近年来国内外出现的醇醚类、烷基糖苷类、改性植物油类、复配型润滑剂以及极压润滑剂和囊包型润滑剂的最新研究进展进行了详细介绍,并对各自的优缺点进行了评述,在此基础上对水基钻井液润滑剂的发展进行了展望。
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Abstract:
针对延长化182井组长6油层在实际采油开发过程中注采比不理想以及开发井低产、低能，地层水矿化度和钙镁离子高导致常规表面活性剂失效等问题，研究一种抗盐性表面活性剂驱油剂，该剂在不用螯合剂和稳定剂的条件下，采用PPM-12、AES-12（十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠）与OB-2（十二烷基二甲基氧化胺）复配而制得。筛选最适宜的表面活性剂总浓度0.3wt%，较适宜的配比范围为4:1:1-1:1:4，油水界面张力均能达到超低，确定最佳配比是2:1:3，此时油水界面张力能达到最低值（0.0012 mN?m-1）。在最佳配比且总浓度为0.3wt%条件下进行了吸附实验、乳化实验和抗盐实验，结果表明：体系六次吸附后油水界面张力仍在10-3mN?m-1数量级；体系乳化分水时间达2894s，且油水界面清楚；体系在油田钙镁离子范围内达能到10-3 mN?m-1数量级，镁离子对体系界面张力影响最大，其次为钙离子，钠离子影响最小。实验表明PPM-12、AES-12和OB-2复配体系适合于延长化182井组长6油层提高采收率，其平均提高采收率达10.3%，在类似高盐低渗油藏具有良好的应用前景。
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Abstract:
与其它酸液胶凝剂相比，两性离子胶凝剂具有价格低和合成方便的优点，并能基于胶凝剂之间的超分子作用提升酸液的黏度。因此，两性离子胶凝剂在酸化压裂中有着广阔的应用前景。以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为原料，以自由基水溶液聚合法合成了两种两性离子胶凝剂P（AM-AMPS-DMDAAC）（PAAD1）和P（AM-AMPS-DMC）（PAAD2）。实验结果表明：两种胶凝剂的酸溶时间低于40min，并且两种胶凝剂以一定质量比复配，在室温（25°C），170S-1下，酸液黏度可达39mPa·s，在160°C，170S-1下剪切90min后的黏度为15mPa·s，相较于单独使用的胶凝剂配制，复配胶凝剂的增粘、耐温和耐剪切性能更佳。
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胡俊杰, 马珍福, 邵现振, 钱军, 李月胜, 张贵才, 王翔
Abstract:
岩石润湿性对底水油藏压锥后延缓水锥回升具有重要影响,但其影响程度不明确。鉴于此以接触角为指标构筑具有不同润湿能力的4种润湿调节体系,将其溶于油溶性降黏剂,并对其性能进行评价。在此基础上,定量描述了润湿性和采出物性条件之间的内在联系,进一步说明了润湿性对抑制水锥回升的影响程度。结果表明：油湿润湿剂作用后的储层抑制底水回升的效果最好,平衡压力比达到3.75,净采出程度提高15.17%；而强水湿润湿剂作用后的储层平衡压力比仅为0.54,净采出程度提高6.51%。润湿性和采出物性条件之间表现出明显的规律性。调整储层润湿性可以有效抑制水锥的回升,提高原油采出程度。
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Abstract:
转向酸压是碳酸盐岩储层增产的有效措施之一,其中暂堵剂是该技术的关键材料。针对现有酸压用暂堵剂耐酸性差、解堵工艺复杂、成本高的缺陷,以自制的季铵酯(JD-1)为交联剂,采用水溶液自由基聚合法制备了一种酸压用微膨胀可降解凝胶暂堵剂(WDS),对WDS的降解性能、封堵性能及储层伤害性进行了评价,并进行了现场施工应用。研究结果表明：WDS在不同介质中呈现先微膨胀后降解的变化规律,当温度由70 ℃提高到120 ℃,WDS完全降解时间由78 h缩短为45 h；HCl浓度由3%提高到20%,完全降解时间由75 h缩短为48 h。驱替实验结果表明：注入量越大,暂堵压力越大 ,达到最高暂堵压力的时间越短；裂缝宽度越宽,暂堵压力越小,达到最高暂堵压力的时间越长。WDS对岩心的伤害性较小,岩心渗透率恢复值可达到90%以上。现场应用结果表明：加入WDS后,施工压力上升了10 MPa,暂堵转向效果显著,在转向酸压中具有良好的应用前景。
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Abstract:
为发展新型滑溜水减阻剂，本文以丙烯酰胺（AM）、疏水单体十二烷基二甲基烯丙基氯化铵（C12DMAAC）、丙烯酸钠(NaAA)为原料，通过自制长链疏水引发剂AIBL合成了长链端基疏水缔合聚合物HPAM-L，通过红外光谱、核磁氢谱、乌氏粘度计、荧光分光光度计和动态流变仪对HPAM-L 结构与性能进行表征，利用流动回路摩阻测试仪测定了不同浓度下HPAM-L溶液的摩阻性。结果表明，HPAM-L的黏均分子量约为7.43 ×106g / mol，临界缔合浓度约为1～1.5g/L，具有良好耐温性、剪切稳定性，HPAM-L的水溶液具有较宽线性粘弹区，且浓度越高弹性特征越明显。在溶液浓度为0.075%，0.086%，0.1%，0.15%下的最大减阻率分别可达到 71.6%、73.1%、73.3%和74.1%，减阻性能良好。
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Abstract:
以铝板为阴阳极，采用电絮凝对超稠油采出水进行深度除硅研究。通过单因素变量得到最佳PAC用量、pH值、电流密度大小及PAM用量。结果表明：单独电絮凝不能实现深度除硅；“电絮凝+PAC+PAM”对超稠油采出水除硅具有协同作用；当PAC为200mg/L、pH为8.0、电流密度为10mA/cm2、PAM为50mg/L，电絮凝时间为13min时，电絮凝出水SiO2为20mg/L，SiO2去除率为92%，实现深度除硅；随着电絮凝时间的增加，SiO2去除率增加，但其变化率减小。
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邹静, 胡语婕, 佘跃惠, 张凡, 黄培秀, 曲瑞雪, 王正良
Abstract:
针对油田污水破乳过程中物理和化学破乳剂昂贵和污染问题,宜研究合成绿色环保的新型破乳剂。本文采用溶胶-凝胶与溶剂热法相结合的方法制备生物表面活性剂(Biosurfactant,BS)稳定的纳米铁溶胶材料,研究最优的BS浓度,并采用SEM、XRD、FTIR、激光粒度仪、Zeta电位等对BS稳定的纳米铁溶胶进行了表征,研究其形貌、尺寸、物相、官能团、溶胶稳定性、粒径分布等的影响因素。考察合成的纳米铁溶胶对涠洲岛上岸油水混合物配制的含油污水乳液的破乳性能。结果表明：在产糖脂类生物表面活性剂T菌以特定的培养基发酵6d后,取离心后上清液合成铁溶胶。上清液浓度为80%和100%时分别可合成200nm左右和40-200nm粒径的铁颗粒,浓度为60%时纳米铁溶胶产物破乳效果最优,低温下能对十二烷基硫酸钠形成的水包油乳液产生很好的破乳效果,24h后脱水率达到78%。说明本文采用的方法能合成具有良好破乳特性的BS稳定的纳米铁溶胶,建议今后将生物代谢物与化学药剂有机结合,制备对环境友好的复合纳米破乳剂,同时研究其重复使用等问题。
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Abstract:
相对渗透率是稠油开发实验中一个重要的基本测量参数,由于稠油黏度较高,水驱过程易发生油水乳化现象,使得稠油-水相渗曲线较难准确获取。传统的相渗曲线测量方法将岩心看作一个“黑匣子”,对出口端的油、水体积采用人工读数或者称重的方法,存在测量精确度低、获得信息少等缺点。为准确测量稠油-水相渗曲线,本文选取人造砂岩长岩心,基于低场核磁共振测量技术,通过对渤海B油藏稠油和地层水同时标定,采用非稳态法进行稠油-水相渗曲线的测量,对岩心以及出口端的采出液进行T2谱测试,从而较为准确地获取了岩心的孔隙体积(147.18cm3)、束缚水饱和度(25.9%)、残余油饱和度(43.83%)以及出口端的油、水含量,并得到较为精确地稠油-水相渗曲线,而且对发生油水乳化的采出液进行了D/T2二维谱测试,较为准确地判断出油水是否发生了乳化。研究结果可以为稠油水驱开发提供一定的理论指导,有利于稠油水驱开采机理的研究。
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Abstract:
受储层物性等影响,低渗透油藏在水驱开发中存在地层能量不足和注水困难的矛盾。一方面注水压力高、欠注严重,另一方面低渗透油藏地层压降大、产能递减快,采油速度和采出程度低,水驱过后依然存在膜状或油滴等多种形态状残余油。针对上述问题,本工作合成了甲硝唑不对称Gemini表面活性剂,并和脱氢松香型表面活性剂、鲸蜡醇、乙醇等复配形成了功能型增注驱油剂。该功能型增注驱油剂降低油水界面张力,乳化原油、清除油膜,其中的阳离子组分以水为传递介质在岩石表面形成分子膜,稳定粘土,改善岩石表面润湿性,降低注水阻力。配合压驱现场试验,井组初期日增油13.4t,5个月后日增油12.6t/d；水井由压驱前高压30MPa注不进,到压驱后27.5MPa、日注水量30m3/d,水井注入能力显著提高。
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Abstract:
油田广泛长期应用聚合物驱对应的油井堵塞严重,液量下降,严重影响聚驱后油藏的进一步开发。利用XRD、SEM等技术手段分析油井堵塞产物组分与构成；通过不同堵塞物流体模拟与近井储层条件模拟,研究油井堵塞的堵塞程度与影响主控因素。结果表明,聚驱油藏油井堵塞物主要是发生一定交联并嵌入吸附地层矿物盐、粘土的聚合物团聚体,占比65.6%；其次是地层出砂颗粒与胶结物、原油,分别为17.8%、16.6%。地层出砂颗粒造成多孔介质封堵是油井近井堵塞的主控因素,聚合物衍生交联与吸附团聚形成的聚合物团聚体加剧了油井堵塞程度。基于聚驱油藏油井堵塞机制研究指导的堵塞油井近井原油清洗+聚合物胶团氧化降解,中远井高效固砂防治的油井解堵防砂一体化防治方案具有良好的应用效果,平均单井提液86.8%。
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Abstract:
以长6的低渗致密储层为研究对象，选用两种具有不同界面性质的自制表面活性剂体系S1（改润湿性能力强）和S2（超低界面张力），分别用核磁共振手段表征了其静态渗吸和动态渗吸效果，并采用2.5维微观模型研究了其驱油过程，分析了具有不同界面性质表面活性剂体系的提高采收率作用效果和作用机理。结果表明：S1和S2均具有较好的增采效果，渗吸为水进入小孔隙将油置换到大孔隙的过程，表面活性剂可大幅促进小孔隙采出；驱油时形成优势通道明显，可实现润湿反转，存在附加渗吸作用，大幅增大波及体积和洗油效率，并能够将原油分散为小尺度状态。其中，改润湿性能力更强的S1毛管动力更大，对小孔动用程度更高，但采出速度较慢，驱替时存在的附加渗吸作用更强；可实现超低界面张力的S2油相流动阻力更小，渗吸速度快，采收率可更快达到平衡。
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Abstract:
疏水缔合聚合物以优异的流变性能受到广泛关注。但是由于疏水基团间的相互作用,缓慢的溶解速度制约了其在油田上的大规模应用。目前已有的物理加速溶解方法都不可避免地造成缔合聚合物溶液黏度不可恢复的损失。本文利用环糊精(CD)对疏水基团的包合作用,加速缔合聚合物的溶解,且避免了溶液黏度损失。环糊精对疏水基团的包合改善了缔合聚合物与溶剂的相互作用,随环糊精与疏水基团摩尔比(CD:[H])增加,缔合聚合物溶解时间呈指数下降。流变学结果证明,环糊精能大幅缩短缔合聚合物解缠结时间。环糊精通过包合作用破坏疏水基团的缔合结构而加速溶解。利用环糊精对客体分子的竞争包合特性,通过向缔合聚合物溶液中添加适量的与环糊精具有更强亲和力的非离子表面活性剂可以完全恢复溶液流变性能。
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曹功泽, 李彩风, 陈琼瑶, 刘涛, 汪卫东, 汪庐山, 孙刚正
Abstract:
罗9试1区块存在温度高、粘度高、含水高、水驱效率低等问题。为了进步提升高含水油井的产量,研制了生物多糖+微生物复合吞吐体系,对其耐温性、封堵性、乳化降粘作用及物模驱油效果进行了研究,并在现场开展了应用。结果表明,新型生物多糖在55～95℃条件下,粘度始终保持在120～125mPa.s之间,耐温性较强；新型生物多糖注入至岩心后,压力升高5.6倍,渗透率降低53.3%,可以有效封堵岩心。当微生物发酵液Ⅰ：微生物发酵液Ⅱ=1:2时高温乳化能力最强,原油的乳化降粘率达81.4%。物模驱油实验显示,生物多糖+微生物发酵液体系可以提高采收率达13.9%,优于单一体系的驱油效果。现场5口油井的应用结果表明,4口油井取得了成功,累计增油达2730t,增油降水效果显著,而且目前继续有效,有效改善了罗9试1区块油井的低效生产状况。
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宫兆波, 武禹含, 严忠, 胡楚霄, 郭进周, 李琴琴, 夏文杰, 李国强, 马挺
Abstract:
为了满足油田采出液破乳需求,同时减少常规油田化学剂对环境的污染,本文根据新疆玛东区块存在页岩油压裂采出液复杂情况,在满足环境安全的基础上,利用瓶试法对十五种通过微生物发酵合成的生物破乳剂进行筛选评价,同时对菌发酵液和纯化提取物进行了破乳对比,结果显示XJ-4菌所合成的生物破乳剂XJ-4-2对玛东区块采出液有很好的配伍性和80%以上的脱水率。为了提高破乳效率和降低成本,采用了生物破乳剂和常规化学破乳剂的复配体系,经过优化生物破乳剂XJ-4-2与化学聚醚类破乳剂的复配体系的破乳效率达到95%以上。通过投加工艺的优化,初始含水率为43.76%,在60 ℃下,加入化学破乳剂200mg/L时,沉降2h后脱水率为91.45%,脱水原油含水率为8.43%,污水含油率228mg/L；改进后原油初始含水率为33.85%,在50 ℃下,加入复合配方200mg/L时,热化学沉降2h后脱水率为94.56%,剩余原油含水率为1.84%,污水含油率156mg/L。综上所述,生物破乳剂在低温下脱水率高、污水含油率低,对玛东区块含页岩油压裂开采采出液的高效分离、保证油田的正常运行和经济效益具有重要意义。
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Abstract:
纳米微球调驱技术已被广泛应用于低渗透油藏开发过程。为开展纳米微球在岩石矿物表面的吸附作用机理研究，需定量表征矿物种类对微球在其表面吸附量的影响。首先，运用淀粉-碘化镉法进行JCP-1纳米微球乳液的浓度标定，进而分别实现了微球在单组分矿物表面、多组分矿物表面的吸附量测定。随后，在所测单组分矿物表面的微球吸附量基础上按照岩石矿物相对含量进行加权叠加，得到多组分矿物表面微球吸附量预测值。结果表明：JCP-1纳米微球在不同矿物表面的静态吸附量差异较大。黏土矿物对微球的吸附能力普遍比非黏土矿物强。对该型微球吸附能力最强的是高岭石，其比吸附能力最弱的石英强14.75倍。微球在钾长石表面的吸附能力远强于在其它两种非黏土矿物表面的吸附能力，吸附量变化值分别是其在钠长石和石英表面的1.96倍和8.42倍。对于多组分矿物表面的微球吸附量，加权叠加方法预测值与实验直接测定值的相对误差在3% 以内。最后，基于纳米微球在孔隙通道运移时的固液界面吸附现象，分析认为孔隙壁面上的黏土矿物强化了微球的吸附作用，有利于改变孔隙半径，实现在“不完全封堵”条件下的“部分液流转向”。
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Abstract:
海上油田注海水开发,注入水与地层水的不配伍常导致油井硫酸盐结垢现象严重。虽然可以采取挤注工艺防垢,但防垢剂返排寿命一般较短。本文考虑在前置液中添加吸附增强剂,以提高防垢剂在地层中的吸附量和降低防垢剂解吸速度,选择季铵盐表面活性剂DTAC和阳离子Gemini表面活性剂GS-A6为吸附增强剂、选择聚丙烯酸钠PAAS为防垢剂,开展了吸附增强剂与防垢剂的配伍性实验、静态吸附实验和动态吸附-解吸实验。结果表明,在120℃下,两种吸附增强剂与防垢剂的配伍性良好,吸附增强剂可以有效提高防垢剂在地层中的吸附量,延长防垢剂的返排寿命；其中,吸附增强剂DTAC受含油饱和度影响较大,在高含油饱和度时吸附增强效果有明显下降,而吸附增强剂GS-A6在不同浓度、不同含油饱和度情况下均具有稳定的吸附增强效果,适用于不同开发阶段的油井防垢。
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Abstract:
滑溜水水力压裂是高效开发页岩气的重要手段，但存在黏度低、淡水用量大和胶液不可自由转换等系列问题，限制了其在3500m以深的深层页岩气中的应用。为解决上述问题，室内合成了高黏高降阻一体化稠化剂（HVFR），考察了其溶解性、增黏性、降阻性、携砂性及耐温耐剪切性。结果表明，其相对分子质量为22.7x10^6 g/mol，HVFR表现出快速的溶解速率，1min增黏率达到93%，有利于实现压裂液的在线连续混配。在150 L/min 流量下，作为低黏、高黏滑溜水时的降阻率均大于70%；作为胶液时，降阻率可达到68%，具有一剂多能特性，通过调整HVFR的浓度实现低黏滑溜水、高黏滑溜水和胶液之间的自由转换。基于HVFR的交联压裂液具有良好的携砂能力及耐温耐剪切性能，在120 oC、170 s^(-1)条件下剪切120min后，压裂液保留黏度为120 mPa*s。
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Abstract:
现有的固井水泥浆技术条件下,保障井筒完整性长期稳定面临挑战,尤其是常规低密度水泥浆,射孔后水泥石的完整性遭到破坏更严重,造成密封失效,水泥石与套管及井壁间的胶结质量差,易发生窜槽等问题。针对上述问题,优选了复配液体纤维使用来提高水泥石的强度和韧性,纳米减轻剂改善水泥浆沉降稳定性,优选10%加量的RES-1弹性材料降低水泥石的弹性模量,提高水泥石形变能力。室内对低密度弹性密封水泥浆展开了综合性能评价,结果显示：1.5g/cm3低密度弹性密封水泥浆体系具有良好的流变性,水泥浆稠化时间可调,失水量小于50mL,线性膨胀率达到0.45%,可有效抑制微环隙、微间隙的产生。较普通低密度水泥浆,低密度弹性密封水泥浆的渗透率和弹性模量分别降低了69.5%、78.4%,抗压强度和抗折强度分别提高了61%和54%,说明该水泥浆具有较好的致密性,柔韧性和弹性形变能力。水泥环封隔能力评价发现：低密度弹性密封水泥环在交变压力范围为20MPa-40MPa,升降压力频率5次条件下,模拟封固中的抗窜强度都大于7 MPa/m2,可以有效提高水泥环的长效封隔能力,改善固井质量。
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Abstract:
在泥页岩地层的钻井中,井壁稳定问题比较突出,由于页岩的特殊理化性质,极易吸水膨胀,导致井壁出现掉块、坍塌等情况,因此在钻井过程中需要对井壁进行加固。本文模拟生物矿化过程,对纳米颗粒自组装技术进行系统研究。本文在充分比较筛选了阳离子聚合物和纳米颗粒的基础上,进一步考察了改性纳米碳酸钙和BPEI的自组装沉积过程,并对沉积层的结构进行分析。实验结果表明,碳酸钙可在模拟井壁上形成形态良好的沉积层。另外,本文还探索这种技术在加固井壁,提高井壁的稳定性方面的应用,这也为井壁易失稳问题的解决提供了新的思路。
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Abstract:
为解决页岩储层缝网体积压裂前端摩阻大、尾端黏度低的问题。本文基于分子动力学研究不同碳链长度孪尾单体的空间位阻，聚合物均方末端距、均方位移（MSD）。利用甲基丙烯酸月桂酯（LMA）、丙烯酰胺（AM）、N,N-二正十二烷基丙烯酰胺（DiC12AM）通过胶束聚合方法合成聚合物LMA-AM-DiC12AM（LAD），对其进行红外、核磁分析；利用流变仪、摩阻仪等研究LAD溶液的流变性、降阻率、携砂性能。结果显示，DiC12AM单体的空间位阻较小、其分子链柔顺性最好、束缚水分子的能力最好，减阻潜力大。LAD具有良好的剪切稳定性（黏度达75 mPa·s）和剪切恢复性能，可耐温60℃，降阻率达67.4%，40/70目陶粒沉降速度为2.05×10-4 mm·s-1；该聚合物同时兼具减阻和携砂两种性能，与模拟结果基本一致。
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Abstract:
纳米颗粒是解决传统提采方法面临的低波及效率等技术挑战的潜在方案。本文梳理了近年来纳米颗粒增强化学驱、气驱、热采等提高采收率技术的应用进展,介绍了纳米颗粒增强EOR过程的主要原理、特点及研究成果,指出了该技术现阶段面临的技术问题及发展方向,为纳米颗粒在提高采收率方面的应用提供基础。
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Abstract:
页岩地层纳米级微孔、微裂缝发育,常规封堵剂粒径较大,难以封堵页岩内孔缝。采用壳核结构设计,以无机纳米二氧化硅为核,以聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)为壳,制备了耐高温壳核型纳米封堵剂CLG-NM,通过红外光谱、透射电镜、动态光散射、热重实验对封堵剂进行了表征,通过页岩压力传递实验测试了其封堵性能。结果表明：纳米封堵剂CLG-NM粒径分布40~300nm,中值粒径89.4nm,在372℃以下可保持热稳定；CLG-NM与油基钻井液配伍性好,3%CLG-NM加入威页28-7HF井油基钻井液后钻井液流变性未发生明显变化,高温高压滤失量(180oC老化16h)从3.1mL降低至2.8mL,破乳电压始终高于700mV；CLG-NM与国内外同类产品KC-2、PT-Seal相比对页岩纳米孔-缝表现出更好的封堵效果。
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Abstract:
在深层和超深层油气资源固井中,由于地层高温影响,水泥浆中部分外加剂高温下失效,导致固相颗粒沉降严重,浆体失去稳定性,增加固井过程中的窜流风险。本工作研究了一种耐温性能好的聚电解质疏水缔合复合悬浮稳定剂P-AB。通过红外光谱、热重分析、粒径分析及冷冻扫描电镜等结果表明： P-AB可通过静电作用和疏水缔合作用等形成独特的网架结构,有助于防止水泥浆沉降和自由水分离；1% P-AB水溶液在40℃-150℃下可保持较高的黏度；水泥浆在高温200℃下加入0.5%-1%的P-AB后,水泥石上下段的密度差＜0.02 g/cm3,浆体游离液为0,同时Zeta 电位分析表明,P-AB的加入可使浆体分散性能提高。该项技术有利于提高深井和超深井的固井质量,降低固井风险。
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Abstract:
原油生产过程中因活性组分的存在易使原油形成大量乳状液,主要包括沥青质、胶质、石油酸、蜡等。基于这些活性组分的组成与存在状态,阐述了各活性组分对乳状液稳定性的影响机制,重点剖析了各活性组分与沥青质间的相互作用及其对乳状液稳定性的影响。指出沥青质是构成界面膜的主要成分,适量的胶质能对沥青质起到协同乳化的作用。不同相对分子质量的石油酸与沥青质相互作用的结果也不同,蜡组分在结晶或与沥青质相互作用时能增强界面膜的强度。最后提出了目前存在的问题,并展望了今后的发展趋势。
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杨子腾, 张丰润泽, 张艺夕, 郑憬希, 刘灿, 刘学敏, 张鹏, 伍波
Abstract:
提出基于可逆加成-断裂链转移(RAFT)水溶液聚合制备调驱用微纳米级聚丙烯酰胺凝胶分散体，以期解决传统调驱剂制备工艺复杂及需要添加有机溶剂的问题。首先合成了一种新型水溶性RAFT剂，再用该链转移剂在纯水中一步制备出调驱用聚丙烯酰胺凝胶分散体。探究了反应物配比、聚合温度、聚合时间及固含量对其性质的影响，测试了凝胶分散体的流变性和粘弹性特征。表征了凝胶分散体的温度响应性、盐度响应性及pH响应性。结果表明，凝胶分散体的粘度随温度升高而降低、随pH值升高而降低，但影响程度较小，而其粘度几乎不受矿化度影响。最后用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)以及纳米粒度分析仪表征了其微观形貌及粒径。结果表明，凝胶分散体为不规则球状结构，且凝胶分散体的微米粒径在0.92 ~ 6.13 μm，纳米粒径为48 ~ 76 nm之间，证实了凝胶分散体的分子尺度为微纳米级别。
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Abstract:
针对现有降滤失剂在高温高矿化度环境下常常发生失效等问题，本文选择具有苯环结构和磺酸基团(对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和丙烯酰胺水溶性单体，以失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和液体石蜡为油相，采用反相乳液法合成聚合物微球。使用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜、激光粒度仪等多种方式对样品进行表征，并对其进行了溶胀性能、抗盐性能、老化性能、耐温性能和岩心中封堵性能进行了研究。研究表明聚合物微球具有光滑的球型外貌，粒径在2.82-10.26 μm范围，在270 ℃开始热分解。研究发现微球在达到溶胀平衡后溶胀接近5倍，在高矿化度和高温测试环境中表现出良好的降滤失性能，具有抗老化性能，在驱替实验后的岩心中可以清楚地看到微球在大孔隙聚集从而进行封堵。
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Abstract:
海上油田污水处理设备少,停留时间短,对污水处理药剂要求极高。为了提高油水分离效果,提升污水处理水质,有必要开发一种高效反相破乳剂。以丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸十八酯(SA)为原料,利用乳液聚合法,合成了一种新型丙烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物乳液型反相破乳剂(EMASA)。通过FT-IR光谱、1HNMR分析和DSC分析证实了目标产物的结构。以除油率为主要指标,对其净水性能进行研究,处理海上油田A平台采出液(水型为碳酸氢钠型)的瓶试结果为：EMASA在最优加注浓度30mg/L时,除油率为96.5%；协同现场絮凝剂ECHA的除油率为98.9%。在A平台开展中试试验：EMASA加注30mg/L,分离器出口水中含油值由255.75mg/L降低至197.58mg/L,降低22.74%,除油率由95.5%提高至96.52%。发现该药剂在处理碳酸氢钠水型采出液时效果明显,通过动态光散射、界面张力和界面扩张模量对其作用机理进行解释,证明反相破乳剂EMASA具有推广价值。
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Abstract:
为分析纳米沸石咪唑酯骨架颗粒作为纳米驱油剂对提高原油采收率的作用，在水相条件下制备了纳米ZIF-8颗粒并对其进行微观结构表征，将纳米ZIF-8颗粒分散在水中得到纳米流体并研究了该流体的稳定性，测定了界面张力和接触角分析提高采收率机理，最后通过岩心驱替实验评价了纳米ZIF-8驱油体系的驱油效率。结果表明，纳米ZIF-8颗粒平均直径为65.8nm，相态单一无杂质；质量分数不高于0.03%时，在水中分散性良好，zeta电位绝对值在30mV左右，具有较高的稳定性。在模拟地层水和低矿化度水中添加0.03%纳米ZIF-8颗粒，界面张力值分别降至4.662，3.965mN/m，比未添加时降低了75.76%，73.27%；接触角分别由114°，109°降至78°，73°，岩石表面润湿性转为水湿，更有利于油膜的剥离。岩心驱替实验中用地层水驱替至无油产出后转注质量分数为0.03%的纳米ZIF-8流体，在地层水和低矿化度水中采收率分别提高了8.25%，10.71%。图6参24
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Abstract:
针对高黏土疏松低渗砂岩油藏注水过程中微粒运移堵塞储层孔喉导致注水压力高的难题,通过室内实验优选出了一种中性型梯度防堵体系,低速梯度防堵体系：0.5 %KCl黏土稳定剂,高速梯度防堵体系：0.2 % KCl+0.3%有机阳离子黏土稳定剂。考察了梯度防堵体系的防膨性、驱替过程中岩心压力和渗透率变化。结果表明,该体系防膨率超过91 %,与空白生产水驱替对比,低速下,经防堵体系处理后,压力增长倍数由5.41降为2.03,渗透率保留率由18.49%提高到49.15%；在高速下,经防堵体系处理后,岩心渗透率逐渐恢复,当转生产水驱替8PV后,渗透率保留率由10.56%提高至91.58%,压力增长倍数由9.47降为3.28,并持续降低。该防堵体系为中性,为低渗透油藏的超前绿色注水高效开发提供了有力支撑。图9表3参19
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Abstract:
针对长庆低渗透油藏特点,提出聚合物微球/表面活性剂复合调驱提高采收率技术。聚合物微球初始粒径一般为50～300nm,具有水化膨胀特性,膨胀倍数5～10倍。扫描电镜可观察到微球水化膨胀过程中的聚集特性,其粒径呈高斯正态分布。表面活性剂最经济的使用浓度为0.3%。聚合物微球加入表面活性剂后混合液粘度增大,微球分散相颗粒屏蔽了表面活性剂的界面活性以及形成胶束的能力,导致界面张力降低幅度变小,不利于表面活性剂驱油。微球质量浓度大于0.4%时封堵率80%以上。聚合物微球与表面活性剂最佳注入方式为体积比1:1的段塞式注入。该体系在安塞油田现场应用效果显著,累计增油3576t,表现出良好的技术适应性。
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Abstract:
本文以二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚环氧丙烷二醇、硅酸盐水溶液、重质碳酸钙等为原料合成了一种多相颗粒材料，用于油井水泥石降低弹性模量。多相颗粒第一相是多孔洞状连续相，第二相呈球状；多相颗粒中第二相嵌合于第一相的孔洞之内，且球状第二相中含有18~20%的Si元素。实验表明：含多相颗粒水泥石相较净浆水泥石具有更低的弹性模量，且强度不降低；多相颗粒对水泥浆的稠化时间和流变性影响较小；多相颗粒界面的球型结构含有大量硅羟基参与或部分参与了水泥的水化，与水泥石在界面处形成完整的结构，保证了水泥水化结构的连续性。
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刘冬梅, 曾文广, 杨康, 石鑫, 魏晓静, 张腾方, 孙霜青
Abstract:
本文通过泡沫实验研究了十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与N-十二烷基-N,N-二甲基叔胺(C12A)等摩尔复配的溶液的泡沫性能,以及无机盐和油相对复配体系泡沫性能的影响。此外,针对泡沫性能较好的SLS/C12A复配体系、SDS/C12A复配体系进行CO2响应消泡以及N2加热恢复的重新起泡消泡实验。研究结果表明,SLS/C12A复配体系的泡沫稳定性最好,并且耐盐能力强。SDS/C12A复配体系的抗油效果显著,两种复配体系均表现出较好的CO2响应性和可逆性。通过消泡后溶液变化、表面张力变化推测响应机理为：质子化的C12A与阴离子表面活性剂静电吸引,形成络合物,从溶液中析出,降低了溶液的表面活性,加速了泡沫的破碎。
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李宜坤, 党杨斌, 关超, 才程, 牛壮, 程涛, 黎兴文, 崔浪, 刘敏
Abstract:
昆北油田砂砾岩储层厚度大，平面、层间、层内非均质性强，开发初期水平井就表现出产量递减大、含水上升快的特点，迫切需要治水。基于昆北砂砾岩油藏特征及开发生产特点，合成了丙烯酰胺（AM）-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）-二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）三元共聚物水平井选择性堵水剂。用流变力学实验考察了堵水剂的注入性能，用填砂管堵水模拟实验考察了堵水剂的选择性。填砂管实验表明，堵水后注入压力提高了6.06倍，水驱封堵率为83.5%，油驱封堵率为20%，具有显著的油水选择性。在室内实验研究和矿场生产特征研究的基础上，在昆北油田开展了6口水平井堵水矿场试验，取得了显著增油降水效果。
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Abstract:
滇东地区飞仙关组三段、飞仙关组一段地层为易失稳地层，为保护煤层储层，设计应用新型低伤害高性能微泡沫钻井液技术。将研制的起泡剂LHPF-1与起泡剂BS-12和增粘剂XC进行复配，利用Box-Behnken实验设计法分析三种处理剂间的交互作用对于泡沫综合指数Fq的影响。在此基础上优选降滤失剂和抑制剂，最终确定微泡沫钻井液配方为：0.25%LHPF-1+0.25%BS-12+0.25%XC+1%SPNH+1%NH4HPAN+0.2%KPAM。研究结果表明，该钻井液密度可降至0.49g/cm3，起泡量可达420mL，泡沫半衰期可达2000min以上，泡沫液膜厚度能达到泡沫尺寸的50%，煤层岩心封堵率和渗透率恢复值均在90%以上，同时可抗7%的岩屑和煤粉污染。该钻井液在滇东地区老厂勘探区LC-C7-2D井二开井段进行了现场应用，纯钻进时间4天，无任何井下复杂事故，全井段平均井径扩大率为5.9%，滤失量小于5mL。
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张颖, 周东魁, 余维初, 张凤娟, 董景锋, 王牧群, 张磊
Abstract:
玛湖1井区百口泉组为典型的低孔低渗致密油储层，当前的主要增产手段为大规模水力压裂，面临着3大难题：压裂液减阻效果差、对储层伤害大；水资源匮乏，油田污水处理困难；缝间剩余油分布，采收率有待提高。文中合成了一种低伤害JHFR减阻剂，构筑了JH低伤害滑溜水压裂液，主要组成为0.1%JHFR减阻剂+0.2%JHFD多功能添加剂，具有速溶（溶解时间15 s）、高效减阻（减阻率76.9%）、低油水界面张力（0.89 mN/m）、防膨效果好（CST比值0.92）等特点，且体系与玛湖1井区的地层水和返排液配伍性良好、对岩心渗透率损害程度低，适用于玛湖1井区的大规模连续压裂施工。
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Abstract:
区别于单胶液体系,本文依据部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、多羟基醇弱凝胶形成原理,用有机硼/锆复合交联剂FHBZ-1与HPAM及多羟基醇共同作用制备交联凝胶,并将其用作LG-2复合线形胶压裂液。分别评价了LG-2线性胶压裂液体系的交联性能、耐温耐剪切性能及破胶性能。在110℃,170s-1恒速剪切120min条件下与HPAM/有机锆单一凝胶体系进行了耐温耐剪切能力对比,其中LG-2线性胶压裂液的最终粘度为103 mPa.s,而单一HPAM/有机锆凝胶仅为48mPa.s。同时,在130℃,170s-1恒速剪切速率下,LG-2线性胶得到交联冻胶峰值粘度为448mPa.s,充分显示其良好的耐温耐剪切性能。评价了LG-2线性胶压裂液在60℃及90℃时破胶性能,LG-2线性胶压裂液破胶液粘度小,残渣量低,分别为约16mg/L 及12mg/L。通过WY-8页岩气井现场试验验证LG-2线性胶压裂液体系具有优良的造缝携砂性能。
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Abstract:
针对水敏性稠油油藏，抑制黏土膨胀是有效进行热采的前提，然而后续防膨机理尚不十分明确，因此提出一种Pickering微乳液抑制黏土膨胀的方案，通过Fick定律与Langmuir吸附理论相结合，对Pickering微乳液黏土防膨机理进行量化分析。利用疏水纳米SiO2与月桂基三甲基溴化铵（DTAB）复配形成Pickering微乳液，然后测试了微乳液的表面张力和对膨润土的防膨率，且获得了最佳复配方式。最后，以最佳配方进行段塞驱替实验来研究动态防膨效果。其中，机理量化分析表明采用表面吸附进行黏土防膨是可行的，另外纳米SiO2与DTAB在比例为1：2，浓度为0.6wt%时防膨效果最好，驱替实验中显示最佳的段塞注入量为0.2PV。随着Pickering微乳液注入量的增加防膨效果越发明显，但是出口含水率上升速度也随之加快，说明对于渗透率较高的稠油油藏抑制黏土膨胀应适当。
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赫英状, 易浩, 李斐, 路飞飞, 刘强, 项楠, 严圣东, 严思明
Abstract:
针对油气田开发中高压油气、后期压裂、储气库周期性压力变化等带来的层间流体窜流、井口带压问题,以有机胶凝材料-水溶性树脂,研制了一种适用于中低温的树脂固井工作液体系,并对该体系的工程性能、封隔性能、树脂固化动力学等进行了研究。结果表明,该树脂体系密度在1.20~1.80g/cm3可调,流动性能良好；60~90℃时,稠化时间在60~410min可调；模拟顶替效率91.5%时,树脂固化体的胶结强度为3.01MPa,窜流突破压力大于12MPa,远高于相近顶替效率下的常规水泥石；树脂固化体90℃×24h抗压强度在50MPa以上,六次循环交变应力加载后的弹性恢复率均超过85%,优于常规水泥石；固化体热分解温度为398℃,具有良好的耐温性能；确定了S-HR/CA-1与S-HR/DCY体系的固化动力学方程、固化度与固化时间的关系。该树脂工作液体系固井界面胶结强度高,形变恢复能力强,有利于保证固井环空固化体的长期完整性和封隔性,防止窜流的发生；固化动力学方程的建立为此类树脂工作液体系的研究与应用提供了理论参考。
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张佃臣, 张世坚, 胡晓明, 唐敏, 邱波, 单雨婷, 敬加强
Abstract:
由于稠油乳状液不透明,无法直观认识砂粒对稠油乳状液稳定性的影响过程,一些学者通过傅里叶红外光谱检测到矿物颗粒表面吸附的沥青质,推测这些颗粒因吸附油水界面膜上的沥青质破坏了油水界面膜强度,促进了水滴聚团沉降,从而实现稠油乳状液破乳分层。但这种认识无法解释笔者实验中的一些现象,本文进行了杯式分水、流变性测试和润湿性测试等实验,得到了石英砂对稠油乳状液稳定性影响机制：砂粒粒径较小,水滴粒径较大时,即会发生水珠完全浸湿包裹砂粒的现象,包裹砂粒的水珠比重增加,沉降速度加快,这是砂实现稠油乳状液破乳分层的主要原因,而这一认识也通过砂在白油中的沉降实验得到了验证。
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Abstract:
针对当前无机盐型粘土稳定剂耐水洗效果差,聚合物型高分子粘土稳定剂易吸附阻塞孔道且耐温性能差等问题,开发用于高温低渗油藏的新型小分子粘土稳定剂已迫在眉睫。本论文采用三甲胺与γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成小分子耐高温粘土稳定剂ZWS-1,通过对其防膨性能与耐水洗性能的测定确定最佳使用浓度为1.5%。复配试验优选出最佳的复配方案为1.5%ZWS-1+4%KCl(150℃下,粘土防膨率为98.3%,耐水洗率为91.4%)。偏光显微镜观察表明ZWS-1可以将粘土团聚为颗粒,增加粘土的稳定性,傅里叶红外光谱结果表明ZWS-1与粘土矿物表面羟基发生脱水缩合反应,证实ZWS-1与粘土矿物表面存在化学键作用。
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王兴坤, 刘逸飞, 易飞, 吴文俊, 黄波, 陈维余, 方彦超, 戴彩丽
Abstract:
表面活性剂渗吸作用是提高致密油基质原油动用的重要手段。本文研究了致密油基质-裂缝模型中表面活性剂渗吸提高原油动用特征。首先,通过自发渗吸、界面张力及润湿性的测定,优选0.05wt%的ASB作为渗吸用表面活性剂。进一步,通过基质-裂缝岩心模型及微流控模型,分别研究了裂缝迂曲度及缝内流速对近缝基质动态渗吸提高原油动用特征的影响。结果表明,近缝基质动态渗吸的原油采出程度随模型迂曲度的增加而增加,即裂缝复杂程度越高,动态渗吸的采出程度越高；缝内流速越快,毛细管中油水界面运移速率越快,即渗吸速率越快,且油水界面运移速率与缝内流速整体符合二次函数规律。另外,通过静态渗吸实验,研究了表面活性剂作用深度及浓度对深部基质自发渗吸提高原油动用特征的影响。结果表明,表面活性剂作用深度越深,单位体积基质原油动用量越低；当表面活性剂浓度较高时,毛管力的主控参数为界面张力,此时自发渗吸采出程度与界面张力的变化规律一致,当表面活性剂浓度较低时,毛管力的主控参数为岩石表面润湿性,此时自发渗吸采出程度与界面张力的变化规律相反。
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马鹏, 张磊, 聂育志, 陈红壮, 邱在磊, 董国峰, 张顺
Abstract:
本文将超声处理与沉降法相结合，在5%高浓度淀粉溶液条件下制备纳米淀粉颗粒。通过超声处理可以降低5%高浓度淀粉溶液的粘度，再利用沉降法制备小粒径的纳米淀粉颗粒。该方法所制备的纳米淀粉颗粒平均尺度小至30nm，粒度主要集中于20-50nm、分布相对均匀，且在150℃能抗盐至20g/L NaCl。在基浆中加入1.0%的纳米淀粉颗粒后，表观黏度、塑性黏度、动切力和滤失量分别为22.0 mPa?s、14.5 mPa?s、11.5 Pa和9.3 mL。在150℃下老化16 h后，表观黏度、塑性黏度、动切力和滤失量分别为21.1 mPa?s、14.0 mPa?s、10.8 Pa和10.0 mL。纳米淀粉颗粒改善钻井液性能的机制在于，其与膨润土能形成网络结构，能提升钻井液的综合性能，且抗高温能力强。超声处理与沉降法相结合的方法操作简易，成本低廉，易于推广应用，所形成的技术能为开发一种新型的纳米钻井液体系提供重要的技术支撑。
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磺酸盐型阴-非离子表面活性剂的合成及性能评价
Abstract:
针对高温高盐苛刻的油藏环境,传统阴离子与非离子型表面活性剂易失活,无法发挥最佳的采油效果。阴-非离子表面活性剂兼具二者的特性,具有良好的界面活性,耐高温耐高矿化度等优点,在提高采收率方面具有广阔的应用前景。因此,本文以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO7、AEO9)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP7、NP9)为原料,通过磺烷基化法成功合成了一系列带有磺酸基团的阴-非离子表面活性剂(AESO7、AESO9、NPSO7、NPSO9),产率均在70%左右,并测定了产物的表面张力、临界胶束浓度、耐盐性、耐温性等性能。研究结果表明,乙氧基数为7的AESO7、NPSO7的表面张力为27.16、28.67 mN/m,低于乙氧基数为9的AESO9、NPSO9。在质量分数1~10wt%和质量比mNa+:mCa2+:mMg2+=7:0.6:0.4的模拟海水中,四种表面活性剂展现出较好的耐盐性能,表面张力均保持稳定,尤其NPSO7乳液在10wt%时析水率最少。进一步将AESO7、AESO9与α-环糊精(α-CD)进行复配实验,筛选出最佳配比为1:2。复配后体系的表面张力显著降低,乳液稳定性能提升约10%,在质量分数1~10wt%的模拟海水中其表面张力亦保持稳定,展现出优良的耐盐性能。
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基于强双疏相互作用的自修复速溶抗盐酸液稠化剂的合成及其性能
方裕燕, 梁诗南, 方俊伟, 潘丽娟, 焦克波, 李亮, 王彦玲, 史文静
Abstract:
酸化酸压储层改造技术是增产上产的重要手段,传统干粉状酸液稠化剂在配制酸液时,溶解时间大于2 h,无法现场连续混配,而溶解性较佳的乳液稠化剂,耐酸性、耐盐性及特殊环境下的耐剪切性均有待提升。本文使用APS/TEMPO复合催化剂,通过反相乳液聚合的方法以丙烯酰胺(AM)、含氟类、磺酸盐类、氯化铵类单体为原料制得了剪切后可自修复的速溶抗盐酸液稠化剂PASD,该稠化剂可在3 min内酸溶,30 min内黏度自修复率达65%,破胶后还可对岩石表面进行强双疏性(超疏水、强疏油)润湿反转,降低毛细作用及驱替压力,更大程度沟通地层孔隙裂缝。该研究为实现酸液在线混配及稠化酸压裂驱替一体化提供了材料基础。
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稠油富氧燃烧开发机理及动力学参数分析
Abstract:
稠油富氧火驱是一种增强型火烧油层技术，通过注入高浓度氧气能有效提高稠油燃烧效率，但关于稠油富氧燃烧机理及动力学参数变化关注较少。为明确富氧对稠油火驱氧化特性的影响，以辽河稠油为例，利用同步热分析研究了不同氧气浓度和升温速率条件下的稠油氧化热失重以及放热等特性变化，进而利用数值研究了富氧对火驱效果的改善效果。结果表明：富氧环境下原油氧化仍可划分为低温氧化前、低温氧化阶段、焦炭沉积阶段、高温氧化阶段。随着氧气浓度增大，氧化反应更加强烈，反应速率更快，放热量升高，对应的焦炭沉积阶段提前20℃，高温氧化阶段活化能降低15~25kJ/mol。进而观察到在相同氧气浓度下，升温速率增加会导致热滞后现象。数值模拟研究验证了富氧条件可有效提高火驱燃烧效果，改善常规火驱燃烧效果的作用。
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高温CO2环境水泥石水化产物演化对其性能影响
Abstract:
硅酸盐水泥的水化产物组成和形貌变化在180℃超临界CO2环境下变化复杂，导致其对水泥石性能影响机理仍不清楚。因此，对180℃超临界CO2环境中水泥石的腐蚀深度、力学性能、物相组成及微观结构进行分析表明：随着腐蚀时间的增加，水泥石的腐蚀深度增大，抗压强度降低，孔隙度先减小后增大。水化产物由针状、柱状及网状结构变为片状、棒状的CaCO3以及疏松多孔的无定形SiO2。腐蚀早期，水化产物C2SH和C6S6H被腐蚀生成CaCO3和无定形SiO2，CaCO3(主要为文石和球霰石)会填充部分孔隙，减缓碳化腐蚀速率。腐蚀后期，虽然方解石含量增大对强度发展有一定的促进作用，但是随着腐蚀的进行，球霰石与文石的溶解，水泥石的孔隙度增大，导致抗压强度和C-S-H凝胶的聚合度降低，会加速碳化。
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页岩油水平井多功能变粘超分子压裂液构筑与性能研究
Abstract:
水平井体积压裂技术是实现页岩油高效开发的关键技术,在借鉴北美页岩油改造经验和国内页岩油气开发前期探索的基础上,长庆页岩油具有储层非均质性强、多尺度孔隙发育、孔隙吼道中小孔喉占比大、储层流体矿物组成复杂等特点,为了解决常规表面活性剂在基质中难进入难题,攻关形成了压增渗一体化体积压裂技术,并配套研发了适用于页岩油水平井改造的多功能变粘超分子压裂液体系。该体系具有低摩阻、易起粘、配制简易、携砂性能良好、储层基质伤害小等特点,其中表面活性剂纳米乳液由于其纳米尺度,能够顺利进入致密储层的小孔隙中,并且在孔隙中有良好的可通过性,具有良好的渗吸置换驱油效果；并可通过调整共聚物减阻剂浓度实现在线变粘,满足可在线实时混配的要求,聚合物与纳米乳液之间通过非共价键实现多点缔合,实现协同增粘。2021~2023年在庆城油田页岩油208口水平井进行了应用,单井初期产量由12.6 t/d提高至14.0 t/d,平均见油返排率由10.5%降至7.1%,提产增效效果显著。该技术可为其他同类非常规页岩油藏高效开发提供示范和借鉴。
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新型超分子表面活性剂压裂液体系研究及性能评价
Abstract:
为了提高非常规油气储层的压裂开发效率，以长链脂肪酸酰氯、N，N-二甲基丙二胺和氯乙烯为原料，制备出一种新型超分子表面活性剂CPA-1，并将其与氯化钾相结合，研制出一种新型超分子表面活性剂压裂液体系（2%CPA-1+3%KCl）。该压裂液体系的耐温抗剪切性能较好，在120℃下剪切120min的黏度可达50mPa·s以上；压裂液的耐盐性能较强，使用矿化度为25350mg/L、101400mg/L和202800mg/L的盐水配制压裂液对其剪切黏度的影响较小；此外，该压裂液体系还具有良好的携砂能力、破胶性能和储层保护性能，90℃时陶粒在压裂液中的沉降速度仅为0.091cm/min；煤油体积分数达到20%时，可使压裂液在80℃下实现30min内快速破胶，破胶液无残渣，并且具有较低的表面张力和界面张力；新型超分子表面活性剂压裂液的破胶液对岩心的基质渗透率损害率均低于10%，储层伤害较小。
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高效液相色谱法同时检测某水溶性聚合物中三种单体的质量分数
Abstract:
针对水溶性聚合物残余单体的检测方法针对性太强的问题,建立了一种同时测定某水溶性聚合物中三种单体(顺式丁烯二酸、反式丁烯二酸和衣康酸)的质量分数的高效液相色谱(HPLC)分析方法。实验条件经优化后确定为:前处理过程为采用乙腈对该水溶性聚合物进行萃取30 min,再以0.1%磷酸水溶液-乙腈(85:15)进行等度洗脱,使用安捷伦Zorbax Eclipse XDB C18色谱柱(250×4.6 mm,5 μm),柱流速为0.8 mL/min,柱温为45 ℃,检测波长为210 nm。实验发现:该水溶性聚合物中三种残余单体分离度良好(分离度大于3),线性关系良好(R2大于0.999),稳定性良好(RSD小于1%)；顺式丁烯二酸、反式丁烯二酸和衣康酸的最小检测限分别为0.32 mg/kg、0.34 mg/kg和0.63 mg/kg；顺式丁烯二酸、反式丁烯二酸和衣康酸的最小限定限分别为1.21 mg/kg、1.26 mg/kg和2.02 mg/kg；三种单体的加标回收率均在98%～101%之间。实验可知,某钻井液用增粘剂样品中上述3种单体的质量分数的依次为2.261%、0.284%、2.775%。该方法可以准确控制水溶性聚合物的合成过程,实现对其进行精准质量控制。
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压裂充填防砂低温快速固化支撑剂研究
Abstract:
本文针对压裂充填防砂施工后期返排过程中支撑剂回流返吐问题,开展了低温快速固化支撑剂研究。以石英砂为骨料,基于表面接枝改性手段制备覆膜支撑剂。利用扫描电镜,能谱分析及红外光谱等手段表征了支撑剂覆膜层组成。通过对照试验考察了支撑剂与携砂液的配伍性。基于裂缝导流能力测试装置,开展了支撑剂回流控制性能评价。采用第一性原理计算的方法,研究了支撑剂覆膜层分子间相互作用。结果表明,覆膜支撑剂可通过π-π相互作用提升充填层稳定性。导流试验结果显示,覆膜支撑剂可将充填层导流能力提升19.7-53.1%,并将支撑剂临界回流速度提升1.6-3.0倍。此外,覆膜支撑剂显示出优异的低温快速固化性能,50℃养护2 h即可使充填层达到稳定状态,对于压裂防砂施工末期低井温、快速返排条件下保持充填层稳定性具有重要意义。
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一种耐温耐盐冻胶调剖体系的制备与性能评价
Abstract:
为解决油田开采后期，储层平剖面矛盾加剧、水流优势通道发育导致注入水低效无效循环、注采不平衡等问题，以缔合聚合物为主剂，以无机盐铝和氧氯化锆为原料制得的有机铝锆交联剂为主交联剂，以木质素磺酸钠热稳定剂为助剂，制得了一种耐温耐盐冻胶调剖体系，研究了其成胶性能、抗稀释性能、抗剪切性能、运移封堵性能及耐冲刷性能。该调剖体系的优选配方为：0.4%缔合聚合物+0.3~0.35%有机铝锆交联剂+0.2%热稳定剂。研究结果表明：优选体系的基液粘度为88.3~95.8mPa·s，低基液粘度赋予其较好的泵入性，可保证施工安全。在温度为150℃、矿化度为15000mg/L条件下，体系的成胶强度（90d）可保持在6000mPa·s以上，粘度保留率在80%以上；当60%的地层水对优选体系稀释后，成胶强度仍能达到4000mPa·s，且成胶后稀释对体系成胶强度影响更小。采用渗透率分别为0.5μm2、1μm2及2μm2的岩心评价了优选体系的运移封堵性及耐冲刷性，该体系具有良好的运移能力，在距离岩心注入端大于等于50cm处压力逐渐趋于平稳，且封堵率均达80%以上，随着大量注入水的驱替，注入调剖体系的岩心渗透率基本不变，具有良好的耐冲刷性能。
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CO2驱后剩余油重组分胶束增溶技术研究
杨立安, 李建山, 吕伟, 屈肖, 李沫儀, 方译苇, 赵学之, 冯玉军
Abstract:
CO2驱油过程中,超临界CO2会萃取原油中的轻质组分,使得重质组分残留,不仅导致采收率难以大幅度提升,沉积的重组分还会堵塞孔喉,给储层带来不可逆损害。针对这一问题,本工作提出表面活性剂胶束增溶CO2驱后剩余油重组分的新思路,优选表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐（APS）构建增溶胶束体系,利用吸光度法量化表面活性剂胶束对CO2驱后重质油的增溶能力,利用冷冻透射电镜、动态光散射等技术考察了增溶过程中胶束尺寸和形貌的变化。结果表明,表面活性剂胶束可有效增溶CO2驱后重质组分,1吨0.2%的表面活性剂溶液(2 kg表面活性剂干粉)可额外增溶2.5 kg重质烷烃和3.2 kg重质芳烃。增溶过程中,胶束尺寸逐渐变大。烷烃增溶于胶束内核,芳烃增溶于栅栏层。相关结论可以为CO2驱油在我国的大范围推广提供技术储备。
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渤海B油田低渗储层增效压驱效果评价及工艺参数优化
刘进祥, 李哲, 何欣, 卢祥国, 陈灿, 刘义刚, 兰夕堂, 张丽平, 鞠佳超, 洪叙杰, 闫坤
Abstract:
渤海B油田边部井组具有储层渗透率低和注水压力高等特点，水驱开发效果较差。为提高油田采收率，本文开展压驱剂降低油水界面张力和改善岩石润湿性研究，在此基础上开展了增效压驱物理模拟和目标井工艺参数优化研究。结果表明，在初选压驱剂中，TYT303、UST和GWQY与目标油藏原油间界面张力较低，ZF-6、SXJ-1和SXJ-2改变岩心润湿性能力较强。物理模拟实验优选出的增效压驱工艺条件是压驱工作液为ZF-6，合理段塞尺寸0.3PV，闷井时间为48h，注入轮次3次左右，适当增加裂缝长度和增加注入速度有利于提高原油采收率。推荐目标井组采用“压裂-渗吸-驱油”的增产措施，关键工艺参数为注入排量5m3/min，注液量18000m3，闷井时间15d。
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高温深层裂缝性地层钻井用复合堵漏材料研究
Abstract:
为了有效解决高温深层裂缝性地层钻井过程中出现的井漏现象,研制了一种新型抗高温刚性封堵剂HTD-2,并将其与改性无机矿物纤维GXW-1和弹性堵漏材料TDS-2复配形成复合堵漏材料。通过耐温性能实验、裂缝封堵实验、高温高压砂床封堵实验以及与钻井液的配伍性实验等对堵漏材料的性能进行了评价,结果表明：HTD-2、GXW-1和TDS-2的耐温性能明显优于核桃壳；在高温高压条件下,单一堵漏材料无法对不同尺寸的裂缝均产生良好的封堵效果,而复合堵漏材料的封堵效果较好,当其配方为8%HTD-2+1.5%GXW-1+6%TDS-2时,可使0.5mm~2mm裂缝的30min漏失量均降低至100mL以下,封堵层的承压能力均大于10MPa。复合堵漏材料的加入可使钻井液在不同目数的岩屑砂床中均具有良好的封堵效果,10~20目砂床60min侵入深度仅为9.3cm。另外,复合堵漏材料与钻井液还具有较好的配伍性。现场应用结果表明,采用加入复合堵漏材料的钻井液进行现场施工时,GX-1井钻井过程中均未出现明显漏失现象,钻井过程顺利,有效提升了钻井效率和质量。该复合堵漏材料适合在高温深层裂缝性地层堵漏施工作业中进行推广应用。
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30-200℃水泥石强度演化及高温衰退机制
孙立君, 郑冠一, 李成龙, 钱钦, 戴荣东, 侯业贵, 庞学玉, 韩超
Abstract:
为满足大温差井下环境井筒完整性的需要,需厘清更宽温压范围影响下油井水泥力学性能演化规律。本研究分别以水泥净浆、硅砂水泥体系为研究对象,系统研究了30-200℃长温度区间内温压、硅砂加量对油井水泥强度演化规律的影响,并探究了不同影响因素下水泥强度发展驱动机制及高温强度衰退机制。水泥净浆体系的测试结果表明,30-110℃内,抗压强度随温压的升高而升高；温度由110℃升高至150℃,水泥石发生高温强度衰退；硅砂水泥体系的测试结果表明,110-200℃内,声波强度不是随着温度的变化单调变化,但增压可以加速声波强度的发展；200℃,硅砂水泥体系发生强度衰退和体积膨胀现象,增加硅砂量可在一定程度上减缓早期强度衰退速率。物相组成分析结果表明：水泥早期强度的发展主要与C-S-H凝胶和氢氧化钙的生成有关；130℃下,造成水泥净浆高温强度衰退的主要原因是α-C2SH的生成；200℃下,造成硅砂水泥体系强度衰退的主要原因是非晶C-S-H的向晶体逐渐转变。
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纳米颗粒抑制沥青质沉淀作用机理及影响因素研究
韩雨潇, 邓舒元, 王博, 吴奇骏, 付健, 佘跃惠, 张凡
Abstract:
沥青质沉淀作为石油工业常见的现象，几乎出现在石油生产、加工和运输的各个阶段，给石油与天然气工业带来不利的影响。作为一种新型材料，纳米颗粒（NPs）由于其独特的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应而具有极高的表面能，在吸附、催化等过程中发挥着极其重要的作用。本文介绍了NPs在抑制沥青质沉淀过程中的作用机理并将其分为了吸附稳定机制和空间位阻机制，阐述了这两种机制的潜在作用方式；在抑制沥青质沉淀方面，列举了NPs抑制沥青质沉淀的影响因素，并将其分为了NPs因素、沥青质因素以及介质因素，同时论述了这些因素的潜在作用机理，分析了不同因素间的协同/拮抗作用。本文将有助于理解NPs抑制沥青质沉淀的作用机理及其影响因素，并为后续研究人员提供借鉴和帮助。
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不同类型表面活性剂对油膜动态剥离特征及机理
Abstract:
油膜是一种重要的水驱残余油类型，提高其动用程度将进一步提高采收率。为研究不同类型表面活性剂对油膜的动态剥离特征，基于一种可视化油膜剥离物理模拟手段，量化表征了油膜剥离动态特征参数。通过11种不同类型的典型表面活性剂剥离油膜实验，明确了不同表面活性剂分子结构及性质对油膜的动用规律及作用机理。结果表明，不同类型表面活性剂剥离油膜的动态特征及剥离机理差异明显，阴离子表面活性剂对油膜的剥离主要受分子结构中亲油基团数量和乳化性能的影响，阳离子表面活性剂对油膜的剥离效果主要受结构中亲油基团数量和界面张力与润湿性反转能力的共同影响，而非离子表面活性剂对油膜的剥离效果主要受结构中亲水基团数量以及界面张力和乳化性能的共同作用。该结果可进一步指导表面活性剂分子结构设计与驱油理论研究。
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低渗油藏内源产分散体功能菌生长规律及其调驱封堵潜力
高怡文, 魏登峰, 王维波, 倪军, 管雅倩, 郭茂雷, 王前荣, 崔凯
Abstract:
鄂尔多斯盆地延长油田特/超低渗透油藏由于其自身基质渗透率低、非均质性强且普遍存在天然发育的微尺度裂缝，导致其在水驱、CO2驱等开发过程中面临流体易沿裂缝通道和高渗孔隙喉道窜流的开采难题。目前传统调剖堵水技术在油田现场应用中又存在调剖范围仅限于近井地带，虽能改善注水井的吸水剖面，但流体在地层深部的水窜现象并未从根本上得到改善。此外，矿场现使用化学类深部调剖剂又存在“要么注不进、要么堵不住”的新调驱难题。本文利用油藏微生物资源研发了一种基于内源微生物菌体及其代谢产物为生长晶核且以单个个体形式生长分散在水相中的微小球体（即微生物分散体）的绿色低碳微生物分散体调驱封堵剂用于解决常规化学调驱剂的应用难题。研究结果表明，低渗油藏产分散体功能菌种（Novosphingobium sp., 相似性98~99%）的最优激活生长条件为：温度为40-45℃，矿化度为60000mg/L和pH=7-8。微生物分散体水溶液的粘度为2mPa·s且主要呈粘性作用，并且具有良好的抗盐能力（100000mg/L）。初步探明微生物分散体调驱封堵作用机制是产分散体功能菌利用个体的自适应生长性和形变性与储层裂缝通道形成匹配性的封堵，且不断向裂缝深部和高渗多孔吼道的深部运移调驱，进而改变注入水/CO2气体的流向，最终实现全程调剖。通过岩心物模驱替实验表明微生物分散体在水驱/CO2驱环境中具有非常良好的调驱封堵能力，其封堵率均大于90%。上述研究成果表明微生物分散体调驱封堵技术对于低渗透油藏提高采收率具有广阔的应用前景。
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CO2在地下共存油水中的溶解分配规律
杨仁锋, 张利军, 谭先红, 田虓丰, 杨旭刚, 舒潇晗, 邹国栋, 杨二龙, 蒋长东, 胡绍彬
Abstract:
采用BZ25-1油藏的原油和地层水,通过高压物性实验,测试不同含水饱和度、压力和温度条件下CO2在共存油水中的溶解特征,揭示CO2在地下油水混合物中的溶解分配规律。结果表明,在其它条件不变的情况下,随着压力升高,CO2在油水中的溶解量均增大,但在油中的溶解量增幅更大,水溶解CO2量占比降低,压力从18MPa增加到31MPa,水溶CO2占油溶CO2百分比从22.96%降至12.51%左右；随温度升高,CO2在油中的溶解量增加,在水中的溶解量变化不明显,水溶解CO2量占比降低,温度从125℃升高到145℃,水溶CO2量占油溶CO2量百分比从13.41%降低至10.35%；油水混合物含水饱和度对CO2在油水中的溶解量基本无影响,但随着含水饱和度的增加,水溶解CO2量占比增大,含水饱和度从35%增大到65%时,水溶CO2量占油溶CO2量百分比从13.43%升高到48.81%,在含水饱和度65%条件下,为使原油达到饱和CO2状态,因水溶解CO2需要多注的CO2量占饱和原油所需CO2量的50%左右。因此,为使原油充分溶解CO2以改善其物性从而提高注CO2开采效果,应尽可能提高CO2注入压力、保持地层处于较高温度,并根据含水饱和度适当增加CO2注入量以满足其在水中的溶解消耗。
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复杂断块油藏精细分层化学防砂技术与应用
Abstract:
针对疏松砂岩断块油藏非均质性强，化学防砂剂注入不均匀的问题，开展了“层内低粘活性剂固砂+层间分层管柱防砂”精细分层防砂技术研究。室内试验表明，低粘活性剂固砂体系具有粘度低、伤害小、固结强度高的特点。体系粘度仅为4.5mPa·s，胶结岩心渗透率＞1 μm2，抗压强度＞5 MPa，适用油藏温度50-90℃。同时，基于分层化学防砂工艺管柱，实现一趟管柱分层选择性注入固砂剂，克服了防砂药剂注入不均匀的难题。矿场试验表明，精细分层化学防砂技术应用效果良好，典型措施井累产2700天后，日液52.4 m3/d，日油5.3 t/d，有效期大幅提升，对于复杂断块油藏防砂井延寿增效具有重要意义。
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抗多价阳离子降滤失剂的研发与性能评价
Abstract:
油气勘探开发作业中地质情况复杂，当钻遇到盐膏层时，地层水矿化度含量极高，同时可能含由大量Ca2+、Mg2+等二价金属阳离子，甚至含有Al3+等三价金属阳离子，对水基钻井液黏度、降滤失性产生了严重的负面影响。为了解决这一问题，本文在两性离子聚合物的基础上引入支化剂制备了一种抗多价阳离子两性离子超支化聚合物降滤失剂XZ-DJ2，通过实验探究了其最佳反应条件，并对其理化性质进行了一系列的表征。性能测试表明，加入2%的XZ-DJ2的基浆150 ℃老化16 h前后滤失量分别为5.6 mL和6 mL，在30%NaCl、30%KCl、5%CaCl2、5%MgCl2和1%Al2(SO4)3·18H2O污染的情况下150 ℃老化16 h后滤失量分别为6.3 mL、6.2 mL、5.2 mL、6.8 mL和7.0 mL，表明XZ-DJ2具有优异的抗温性能和抗多价阳离子污染能力，且XZ-DJ2是通过提升滤饼致密性而非提升钻井液粘度来达到降滤失的目的，有利于钻井提速，进一步节省钻井液作业成本。
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纳米级颗粒分散体的室内调驱性能评价
Abstract:
调剖堵水是一种提高高含水油田水驱采收率的重要手段，颗粒堵剂作为一种重要的化学堵水剂被广泛应用，本文利用岩心驱替装置进行了自研纳米级油溶性树脂颗粒分散体调驱剂在岩心内流动以及封堵能力的相关测试，以驱替压力为指标，主要评价了油溶性树脂分散体调驱剂在地层内的注入性能及封堵性能。结果显示油溶性树脂分散体调驱剂具有良好的注入性能及封堵性能，油溶性树脂分散体的注入压力随着油溶性树脂的浓度增大而升高，并且随着地层渗透率的减小而增大，并且当树脂浓度为5%时，分散体系在不同渗透率地层中都具有良好的注入性能。油溶性树脂分散体对地层的封堵率随着油溶性树脂的浓度增大而增大，树脂浓度超过5%后封堵率基本保持不变，封堵率随着地层渗透率的减小而增大，并且在地层渗透率为30 mD以下时就具有较好的封堵效果。此外，油溶性树脂分散体在各个渗透率的地层中都具有较好的耐冲刷性能。
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油水分离用超疏水材料的研究进展
Abstract:
石油的开采、运输以及造纸等过程会导致大量含油废水的产生，给人类的生存环境带来巨大威胁。传统的油水分离策略通常效率低下、成本高且操作繁琐。因此，开发新型、绿色、经济、高效的油水分离材料至关重要。超疏水材料因其独特的性能在油水分离领域倍受关注。本综述在参考国内外学者对近年来用于油水分离的超疏水材料的研究基础上，首先对超疏水材料进行了简要的介绍，接着重点阐述了二维和三维超疏水油水分离材料的研究进展。最后针对超疏水油水分离材料进行了展望，包括对可持续性和环境友好性的考虑。本论文旨在为超疏水材料在油水分离领域的研究提供一些参考和启发。
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OP-20与SDS二元复配体系定量分析
杨帼君, 姜怡, 石东坡, 王渊, 孙建萧, 朱生华, 田明磊, 李赓
Abstract:
研究并建立了辛基酚聚氧乙烯醚（OP-20）与十二烷基硫酸钠（SDS）二元复配表面活性剂体系中各组分含量的检测方法。采用紫外光谱法检测OP-20/SDS二元复配体系中OP-20的含量，SDS会对OP-20的吸光度和临界胶束浓度（ccmc）产生明显影响。加入0.3 mmol/L SDS后，OP-20在最大吸收波长224 nm处的吸光度由1.727增加至1.751，ccmc由0.223 mmol/L降至0.198 mmol/L。羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）对紫外光谱法检测OP-20/SDS二元复配体系中的OP-20具有显著的掩蔽作用，Job's实验表明HP-β-CD与OP-20按物质的量比1:1进行包结，加入HP-β-CD后，紫外光谱法能够准确检测复配体系中OP-20的含量，回收率由96.42% ~106.92%变化至99.28% ~101.38%，SDS对OP-20的干扰明显减小。FT-IR和1H-NMR的实验结果表明消除SDS和OP-20之间相互干扰的原因为OP-20分子进入HP-β-CD分子空腔并形成了包结物。采用电导率法能准确检测OP-20/SDS二元复配体系中SDS的含量，OP-20不会对电导率法检测SDS产生明显干扰，当溶液中OP-20的浓度为0.1 ~ 0.3 mmol/L时，OP-20/SDS复配体系中SDS的回收率为100.83% ~ 101.92%。该方法能有效检测OP-20/SDS二元复配表面活性剂体系中各组分的含量。
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橡胶粉掺杂柔性颗粒调堵剂的制备与性能研究
Abstract:
油田长期注水开发导致油井含水率高,需要开发环保、低成本、优质高效的油田化学调剖堵水剂。本研究通过添加橡胶粉制备了一种可在水相中一次成型的热塑性柔性颗粒调堵剂。实验结果显示,橡胶粉掺杂的柔性颗粒具有合适的粒径分布和疏松多孔的结构。与未添加橡胶粉的颗粒相比,橡胶粉掺杂的柔性颗粒具有更高的热稳定性和力学性能,包括硬度、弹性、内聚性和回复性。柔性颗粒在高温和高矿化度水中保持稳定,并在高温中出现粘连,具有良好的热塑性。物模实验研究表明,橡胶粉掺杂的柔性颗粒能够形成稳定的压差波动,能迅速适应裂缝的变形和压力变化,且能形成有效封堵。综上所述,橡胶粉掺杂的柔性颗粒具有良好的形变能力、热稳定性和注入性能,可用于解决油田中深部液流转向的问题,提高油藏的采收率。
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驱油用纳米颗粒稳定型泡沫体系配方研究进展
Abstract:
常规泡沫体系稳定性较差，国内外学者利用纳米颗粒稳定泡沫。本文主要针对用于驱油的纳米颗粒稳定型泡沫体系，重点阐述了学者们在体系配方研究过程中取得的重要成果。根据体系配方的主要成分，将其归纳为三种类型，分析了不同类型纳米颗粒在稳定泡沫方面呈现出的特点，据此指出目前关于纳米颗粒稳定型驱油泡沫体系的研发向着多样性、功能性、高性能、低成本、环境友好型、循环再利用方向发展。最后提出纳米颗粒稳定型驱油泡沫体系的研发主要基于大量实验，在纳米颗粒稳定泡沫微观机理方面仍需要深入研究，形成可以定量描述影响泡沫稳定性的参数，实现新型泡沫体系的功能性定制，将不同功能的泡沫体系应用于不同油藏或不同开采领域。
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多孔介质中油包水乳状液流动规律及液阻效应
贾磊磊, 钟立国, 栾政萱, 户昶昊, 王国栋, 宫宇宁, 尚策, 刘昊
Abstract:
高含胶质、沥青质原油在喉道剪切作用下易于和水相形成油包水乳状液，产生液阻效应，堵塞地层导致油井产量急剧降低。利用室内岩心驱替实验和微观孔隙流动模拟技术，研究了原油黏度、含水率、乳状液粒径/喉道直径的比值等因素影响下，油包水乳状液在复杂多孔介质内的流动规律和液阻效应。结果表明：随含水率增加，油包水乳状液的液阻效应增强，造成启动压力梯度增加。原油黏度对高黏原油乳状液启动压力梯度的影响更大，乳状液粒径与喉道尺寸的匹配程度对低黏原油乳状液启动压力梯度的影响更显著。相比喉道剪切作用，水滴液阻效应对乳状液粒径的影响更加明显，导致油包水乳状液在多孔介质流动过程中粒径逐渐增大。油包水乳状液的毛管数越小，液阻效应导致渗流阻力的增加倍数越大。本文明确了油包水乳状液在多孔介质中液阻效应作用机制和影响因素，为高含胶质、沥青质油藏提高采收率提供了理论基础。
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固井用纳米材料及纳米复合材料研究进展
Abstract:
纳米材料技术发展迅速，已成为油气井固井工程领域研究和应用的热点。本文论述了固井领域常用的无机纳米材料、有机纳米颗粒、聚合物/无机纳米复合材料的研究和应用进展，其中纳米硅、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米碳酸钙、纳米黏土、纳米氧化镁、纳米氧化铝、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯等功能材料在油井水泥石力学性能改进方面效果显著，但由于纳米材料难分散问题而限制了其规模应用；聚合物胶乳、纳米乳液等有机纳米颗粒，可明显改善水泥浆防窜性能、前置液洗油效果和冲洗效率等，对保障固井施工安全和固井质量发挥了重要作用；聚合物纳米复合材料改性技术在聚合物类固井外加剂耐温能力提升和综合性能改善等方面研究较为深入，其综合性能较传统聚合物大大提高，甚至取得重大技术突破。本文针对复杂深层及非常规油气井固井重大工程技术难点，提出了聚合物纳米复合材料类固井外加剂研发建议，并从纳米表面接枝改性、纳米插层复合技术2方面提出了产品研发路线，对抗超高温高性能固井关键外加剂研发具有重要的指导作用，有望推动复杂油气井固井工程技术进步。
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一种两亲型驱油聚合物的合成与性能研究
(中海油能源发展工程技术公司钻采工程研究院钻采化学研究所 天津 )Zhang Jing, 陈斌, 苏延辉, 王滨, 康蕾, 刘观军, 徐浩, 吴晓燕
Abstract:
海上油田三次采油技术面临着严苛的油藏条件，如高温、高盐、油稠等，同时平台空间十分有限。这种特殊的作业环境要求驱油聚合物必须具有很强的耐温抗盐、长期热稳定性以及快速溶解的能力，因此，开发出同时具有良好增粘和速溶性能的驱油聚合物已经迫在眉睫。基于以上目的，开发了一种两亲型驱油聚合物（HAP），通过丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）以及自主研发的长链烷基聚醚类两亲功能单体（POM），采用自由基水溶液聚合低温引发方式制备了新型两亲驱油聚合物HAP，通过合成工艺优化获得性能良好的聚合物产品。与市售耐温抗盐聚丙烯酰胺相比，在模拟油藏条件下，HAP溶液表现出突出的耐温抗盐、抗剪切性能以及良好的长期稳定性。岩心驱替实验表明，模拟SZ36-1油田条件HAP聚合物目标液的原油采收率比相同浓度的市售耐温抗盐聚丙烯酰胺高8.8个百分点。
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煤层气储层泡沫压裂用新型起泡剂的研制及性能评价
Abstract:
泡沫压裂是煤层气储层压裂增产改造中常用的一种技术手段，起泡剂的选择尤为重要。为了研究出泡沫性能更好、成本更低以及综合性能优良的起泡剂，以茶皂苷、烯基琥珀酸酐和亚硫酸氢钠为原料，通过酯化和磺化反应，制备了一种新型起泡剂HBS-J，通过红外光谱对其结构进行了表征，并对其综合性能进行了评价。结果表明：新型起泡剂HBS-J的起泡性能、耐盐耐油性能和表面活性均比较好，当HBS-J的质量分数为0.3%时，泡沫综合指数可以达到25193mL·min，发泡能力和泡沫稳定性均比较强；当盐水溶液中Na+浓度为79310mg/L、Ca2+浓度为5405mg/L、Mg2+浓度为2021mg/L或者煤油体积分数达到25%时，HBS-J仍能形成比较稳定的泡沫体系，并且其起泡能力和耐盐耐油能力均明显优于传统的起泡剂。HBS-J还具有良好的储层保护性能，对煤层基质渗透率的伤害率小于10%，在泡沫压裂施工过程中不会对煤层气储层造成严重的伤害。研究结果认为新型起泡剂HBS-J能够作为煤层气储层泡沫压裂用起泡剂使用。
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过硫酸铵纳米胶囊的构筑及滑溜水残留堵塞物降解性能评价
Abstract:
本研究基于致密油体积压裂大背景，以过硫酸铵破胶剂在远端微纳裂缝对滑溜水降解反应精准调控为目的，研究温控型过硫酸铵（APS）纳米胶囊破胶剂构筑与释放调控中的关键科学问题与技术关键。通过疏水聚合物壁材在W/O反相微乳液界面化学作用力激励下包覆APS液滴，形成粒径215~355nm的纳米胶囊破胶剂；利用APS在特定温度条件下对温敏型表面活性剂Pluronic P-123的氧化降解特性，实现纳米胶囊外壳“温控开关”的预置及其对APS释放的精确调控，将其对滑溜水中HPAM的降解时间延长至24小时。研究成果为解决致密油水平井体积压裂复杂缝网，尤其是远端次级微裂缝系统的压裂液中滑溜水残留堵塞物降解返排瓶颈问题提供了一条新的途径。
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基于β-环糊精修饰的抗高温降滤失剂的合成及评价
Abstract:
深井及超深井油气勘探开发已经成为油气资源战略接替的主要途径,钻井工程对钻井液降滤失剂的抗温性能提出了更高的要求。β-环糊精具有锥状环台形的特殊刚性稳定结构和内疏水外亲水特殊吸附能力,通过马来酸酐接枝β-环糊精,同时引入高温稳定性优良的有机硅聚合物3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯,并与对苯乙烯磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化胺进行共聚合,合成了一种耐高温微球型降滤失剂(LY-1)。该降滤失剂的最优合成条件为:单体质量分数为25%,引发剂质量分数为单体质量的1%,单体质量比m(C8H7SO3Na):m(KH570):m(DMDAAC):m(MAH-β-CD)为15:3:2:15,pH为10 ,反应温度为 75℃,反应时间为4h。聚合物在284°C～453 °C范围内总热失重量约为 35.98%,在300 °C内拥有较好的耐温特性。4%钠基膨润土浆中加入3% LY-1在200℃下热滚16h后,基浆滤失量由143mL降至12mL,聚合物具有良好降滤失性能的同时,对基浆流变性能影响较小。
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2019,36(1):188-190, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.035
Abstract:
从编辑实践出发，分析了科技论文摘要、前言、实验、结果与讨论及结论写作中常见的不规范问题，提出了采用思维导图梳理写作思路，提高论文写作水平的方法。图 1参7
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2019,36(2):367-372, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.034
Abstract:
CO2在原油中的扩散在油藏增产中起着重要的作用，其影响到采收率提高幅度和原油黏度的降低程度等。本文从直接法和间接法两个方面进行了CO2在原油中扩散系数测定方法研究进展总结，重点阐述了间接方法测定扩散系数的模型差别及研究进展，指出了完善影响因素分析、丰富研究维度、完善不同尺度孔隙中扩散规律研究等将成为未来CO2在原油中的扩散研究重点和热点。图10表1参47
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张汝生1，王增宝2，3，赵梦云1，刘长印1，孙志宇1，纪 圆2，赵修太2
2019,36(2):225-229, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.007
Abstract:
为降低压裂过程中压裂液滤失侵入储层、破胶后的固相残渣等给储层带来的伤害，基于屏蔽暂堵油气层保护理论，结合微胶囊破胶剂的特点，以有机酸为芯材、乙基纤维素为囊材、聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂、聚乙烯醇为保护剂，采用液中干燥法制备了助破胶胶囊型压裂屏蔽暂堵保护剂TD-1，优选了制备工艺条件，评价了TD-1的性能。结果表明，在聚乙烯醇加量2.0%、乙基纤维素与聚乙烯吡咯烷酮加量4.0%、搅拌速率为500 r/min的条件下制得的TD-1主要粒径约为300 μm，包覆芯材有机酸的含量为34.1%，释放率为69.0%。TD-1有助于压裂液的破胶，可使压裂液破胶液黏度降低35.6%，固相残渣含量降低44.9%，并对压裂液黏度与破胶时间的影响较小。TD-1可在储层表面形成暂堵带，降低压裂液滤液、固相物质侵入储层造成伤害，提高渗透率恢复率11.32%，使岩心渗透率恢复率达82.47%，具有良好的屏蔽暂堵保护油气层的作用。图5表2参24
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2019,36(1):181-187, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.034
Abstract:
从胺类抑制剂、纳米复合材料以及其他抑制剂等方面综述了近十年来国内外新型页岩抑制剂的研究现状以及一些抑制剂评价方法，分析了各类抑制剂的抑制机理。总体而言，各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制，从而改善页岩稳定性。参 49
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2019,36(2):191-195, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.001
Abstract:
为了加快致密油开发进程和提高延长油田致密油藏水平井钻井技术，针对现阶段延长油田致密油藏钻井所用的聚丙烯酰胺钾盐（K-PAM）聚合物钻井液体系存在流变性不佳、封堵和抑制性不足等缺点，室内对现场常用降滤失剂、抑制剂、润滑剂、封堵剂等处理剂进行优选，获得适合致密油藏使用的强封堵型纳米聚合醇水基钻井液配方，并在现场进行了应用。结果表明，聚合物降滤失剂COP-FL可显著提高体系失水造壁性，无荧光防塌润滑剂FT342抑制性较强，液体极压润滑剂JM-1整体润滑效果好，复配封堵剂无水聚合醇WJH-1和纳米乳液RL-2 可使钻井液封堵率提高 51.7%，增强井壁稳定性；将配方为 4%钠膨润土+0.2%纯碱+0.4% K-PAM+2%COP-FL+1.5% FT342+1.0% JM-1+5% WJH-1+3% RL-2的水平段强封堵型钻井液体系用于延长致密油藏两口水平井现场试验，施工过程中体系防漏失、封堵效果较好，机械钻速相比邻井提高30%，施工周期缩短35%，井下事故率降低85.7%，钻井成本减少34.7%，为延长油田致密油藏水平井的优快钻井提供了有效的技术支持。图1表4参19
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吴伟鹏1，2，侯吉瑞1，2，屈 鸣1，2，闻宇晨1，2，梁 拓1，2，杨景斌1，2，赵梦丹1，2
2020,37(1):133-137, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.01.023
Abstract:
由中国石油大学（北京）非常规油气科学技术研究院自主研发的2-D智能纳米黑卡是一种具有尺寸小、比表面积大等优势的片状纳米材料（尺寸为80×60×1.2 nm，比表面积约57m2/g）。本文使用不同孔隙度、渗透率的二维可视化模型，进行2-D智能纳米黑卡微观驱替可视化实验。通过分析岩心渗透率、颗粒浓度和注入速率等因素对驱油效果的影响，研究在微观条件下该纳米材料的微观渗流机理和运移规律。研究表明，该材料具有优异的亲水亲油平衡性，能够改变岩石表面润湿性，在两相界面产生楔形渗透压，形成微观回旋流，相对于以往如SiO2等球型纳米颗粒，具有更大的表面接触性。2-D智能纳米黑卡可有效驱替地层剩余油，剥离微小孔喉壁面上的油膜，扩大低渗层波及体积，提高原油采收率。图38参22
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刘 彝1，2，罗 成1，李良川1，2，吴 均1，2，吴佐浩1，颜 菲1，2，但佳敏1，2
2019,36(3):394-399, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.03.003
Abstract:
针对高尚堡油田压裂液所用过硫酸铵（APS）破胶剂破胶不彻底、不均匀的问题，从海栖热袍嗜热菌中提取β-苷露聚糖酶的基因片断，通过凝胶色谱法和电喷雾离子化质谱分析了APS与生物酶的破胶原理，研究了苷露聚糖酶适宜的温度与pH值范围，用胍胶、生物酶和胶囊破胶剂及其他添加剂配制压裂液，在高尚堡深层水井进行了现场应用。结果表明，苷露聚糖酶为内切酶，通过内切作用大幅降低胍胶黏度与分子量，其直接作用于糖苷键，主要产生二~六低聚糖，单糖极少；而APS较易断裂糖环上的C—C键。β-苷露聚糖酶耐温120℃、耐受pH值 4~ 10.5，该酶最适宜的温度为 70℃、pH 值为 6~ 7，120℃下的活性为最高酶活的 40%，保持活性时间为 55min，90℃下的活性可保持180 min。在压裂液中同时加入APS和生物酶破胶，可降低残渣含量22%~ 45%。9口注水井压裂现场应用时，在压后裂缝完全闭合后，尾追高浓度生物酶溶液，现场增注效果良好，初期注水压力平均下降约13 MPa，平均累计增注1.2×104 m3，有效期290 d
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2021,38(1):184-190, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2021.01.034
Abstract:
纳米流体强化驱油技术对于降低石油开采成本和提高石油采收率具有十分重要的意义。关于纳米流体强 化驱油机理的研究，近年来取得了一系列重要成果。本文重点阐述了关于纳米流体驱油机理的相关基础研究工 作，在综合不同学术观点和研究成果的基础上归纳了纳米流体强化驱油的四种机理，据此指出在结构分离压力、 岩石润湿性改变和油水界面张力降低的共同作用下使得纳米流体在驱油过程中表现出“卷起”与“扩散”的双重 特征，从而具有强化驱油作用。最后指出纳米流体在提高石油采收率领域内将具有非常广阔的应用前景，但是 对纳米流体的驱油效果以及影响因素还需进行大量的研究。此外，将纳米流体驱油与泡沫驱油有效结合是一种 值得探索的提高石油采收率途径。图19参49
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2020,37(1):185-190, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.01.032
Abstract:
蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术广泛应用于超稠油油藏开采，但在开发过程中存在汽窜严重、热利用率低等问题。通过总结目前改善SAGD开发效果的主要技术方法，如气体辅助SAGD技术、溶剂辅助SAGD技术、泡沫辅助SAGD技术、化学添加剂辅助SAGD技术，介绍了改善SAGD技术的作用机理和提高采收率效果，指出了存在的问题并提出了使用建议。应综合考虑油藏地质条件与施工条件的差异，选择不同的辅助SAGD技术使经济效益最大化。参45
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2021,38(2):360-367, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2021.02.028
Abstract:
油水乳状液的稳定性直接影响着油田地面生产系统中原油脱水及污水处理工艺技术的高效运行。针对原 油极性组分沥青质、胶质，特别是实施三次采油化学驱中聚合物、表面活性剂等驱油剂返出对油水乳状液形成与 稳定的影响，基于对宏观尺度研究这些因素影响所形成相关认识的综述，从可视化、乳状液体系密度分布、乳状 液结构径向分布函数、油水界面形成能及分子扩散系数等表征出发，论述了分子动力学模拟在研究油水界面稳 定机制方面的进展及软件平台。认为分子动力学模拟因具有微观结构表征的优势而已成为揭示相间界面作用 的一种重要方法，同时，突破模型简化和单因素模拟的局限，综合内、外相组分特性，并兼顾温度、压力等外部因 素，从微观尺度探究分子吸附、液滴聚并、液滴分离，是今后分子动力学模拟方法在油水乳化与破乳分离领域的 研究应用和发展方向。
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冯晓羽1，2，3，侯吉瑞1，2，3，程婷婷1，2，3，翟浩雅1，2，3
2019,36(2):280-285, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.018
Abstract:
纳米颗粒驱油技术在低渗油藏有较好的驱油效果，但纳米颗粒作为驱油剂在水溶液中的团聚并堵塞地层小孔隙的问题，一直未得到很好的解决。本文使用低成本的油酸对纳米TiO2进行表面改性，采用红外光谱分析仪、扫描电镜和Zeta电位分析仪分析了改性纳米TiO2的结构和形貌。并通过低渗透岩心模拟驱油实验优选合理的驱油体系。研究表明，使用油酸对纳米TiO2表面进行改性，当反应物摩尔比为1∶1，在60℃条件下反应4 h时，改性得到的纳米TiO2在水溶液中稳定性最好。红外光谱测定证明了油酸基团成功接枝到纳米TiO2表面。改性后的纳米TiO2颗粒分散稳定性得到大幅提升，粒径的测试结果显示纳米TiO2在水溶液中的平均粒径为246.7nm。质量分数为0.05%的改性前后的纳米TiO2体系在亲水载玻片表面的接触角分别29.95o、81.44o，油水界面张力值分别为0.475和0.74 mN/m，说明改性TiO2颗粒提高采收率的机理依然是主要依靠改变岩石润湿性和降低油水界面张力两方面。对于渗透率范围在9×10-3～12×10-3μm2的低渗油藏，合理注入体系为0.1%改性纳米TiO2+0.05% OP-10，注入体积为0.3 PV，提高采收率达到15%。纳米TiO2溶液不仅能降低注入水的压力，而且能提高低渗透油藏的采收率。图7表1参18
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2019,36(2):196-200, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.002
Abstract:
针对目前常用润滑剂荧光级别高、热稳定性差的缺点，研究了一种无荧光生物质润滑剂ZYRH的荧光级别、乳化稳定性、润滑性和抗温耐盐性能，并考察了ZYRH对钻井液流变及失水造壁性能的影响。研究结果表明，ZYRH荧光等级小于3级、乳化稳定性好、抗温达200℃、抗盐达饱和；基浆中加入1%ZYRH润滑剂后，极润滑系数降低率达91.5%~93.0%；生物毒性EC50值＞1.0×106mg/L；与聚合物钻井液、聚磺钻井液、微泡钻井液等配伍性好。产品在卫455井、文23储气库等25口井进行现场应用，均取得良好效果，且产品对环境无污染。图5表4参14
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2019,36(2):215-218, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.005
Abstract:
基于对延长油田某油井的胍胶压裂返排液的水质特性分析，采用“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺对该压裂返排液进行处理，通过实验探索各工艺参数对处理效果的影响，并考察了处理后返排液回配滑溜水压裂液的性能。先将压裂返排液的pH值调至9.0，然后加入800 mg/L絮凝剂IF-A和1.0 mg/L 助凝剂FA-B，再在通臭氧量30 mL/min 处理 500 mL 返排液的情形下通气处理 40 min。处理后水质呈无色、清澈透明状，SS 含量小于 3.00mg/L，Fe离子含量0.5 mg/L以下，黏度降至1.28 mPa·s，细菌含量低。用处理液回配滑溜水压裂液的各项性能与用自来水配制的滑溜水压裂液性能相近，符合DB.61/T 575—2013《压裂用滑溜水体系》标准，满足滑溜水压裂液配制用水要求。图3表2参11
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2019,36(2):230-235, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.008
Abstract:
针对高强度铬冻胶堵剂普遍成胶过快的问题，通过优选阳离子聚合物并利用铝溶胶对配方进行优化，制得适用于深部调剖的阳离子聚合物有机铬冻胶堵剂，并对其性能进行了评价。结果表明，对于丙烯酰胺（AM）/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）二元共聚物有机铬冻胶，其阳离子度越低，成胶时间越长；铝溶胶可以有效延缓阳离子聚合物有机铬冻胶成胶时间，并能提高其强度和长期稳定性；阳离子聚合物有机铬冻胶体系最优配方为0.8%聚合物Y5（阳离子度5%）+0.3%醋酸铬+0.2%铝溶胶，90℃下的成胶时间为55 h，成胶后弹性模量为16.6 Pa，属于高强度冻胶；该冻胶堵剂注入性好，同时具有较好的抗剪切性和耐温抗盐性，封堵率可达96%以上，满足深部调剖对堵剂的要求。图4表8参18
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2019,36(2):277-279, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.017
Abstract:
针对渤海某油田注水系统硫化氢浓度过高的现状，通过测定脱硫剂对注入水的脱硫效率和阻垢剂对注入水中钙离子浓度的影响，优选出改性三嗪类液体脱硫剂和聚磷酸盐防垢剂，并在注水水源井所在C平台进行了现场中试。结果表明，改性三嗪类液体脱硫剂对注入水的脱硫效率为98.1%，脱硫效果最好，但会使水中钙离子浓度降低，出现结垢。与聚磷酸盐防垢剂一起使用可明显减少钙离子的沉积。在平台现场药剂中试时，脱硫剂和防垢剂加量分别为500 mg/L和20 mg/L，水源井系统的硫化氢浓度由800 mg/m3降至约20 mg/m3，产液中的硫化氢量从150 mg/m3降至约4 mg/m3，满足平台脱硫的需求，同时避免了沉积垢。图2表2参12
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2020,37(3):557-563, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.03.032
Abstract:
对稠油进行有效开采的根本措施在于降低稠油黏度，提高其流动性。本文介绍和比较了注蒸汽加热降黏、 火烧油层、乳化分散降黏、催化降黏、掺稀降黏及微生物降黏等国内外主要的稠油降黏开采技术的机理、发展及 应用状况，总结了各降黏技术的特点以及现阶段的不足，提出了稠油降黏开采技术的发展方向。参42
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2019,36(2):209-214, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.004
Abstract:
为了改善纤维素溶液的增稠能力和交联性能，合成了一种新型疏水醚化改性剂（3-氯-2-羟丙基芥酸酰胺醋酸铵），并采用该改性剂对羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）进行疏水改性，首次制得了芥酸酰胺丙基二甲基叔胺疏水改性纤维素（ED-CMHEC），研究了CMHEC和ED-CMHEC溶液的流变性能（表观黏度、流动曲线、触变性和黏弹性）和交联性能。研究结果表明，改性后ED-CMHEC溶液的表观黏度得到显著提升并表现出更显著的触变性与黏弹性。质量分数0.3%的 CMHEC和ED-CMHEC 溶液在30℃、170 s-1的表观黏度分别为18 mPa·s和71mPa·s，后者较前者提高了2.94倍。不同质量分数（0.3%~0.5%）的CMHEC和ED-CMHEC溶液均表现出剪切变稀性质，其流动曲线可用Cross模型进行描述。有机锆交联剂FAC-201加量为0.2%时，质量分数0.3% ED-CMH EC溶液交联形成凝胶的黏度是改性前的2.4倍，表现出更强的交联性能。图9表4参22
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刘 京1，2，刘 彝1，2，李良川1，2，王金忠1，2，张 霞1，2，唐 聪1，2
2019,36(2):271-276, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.016
Abstract:
针对冀东高尚堡油田注水开发过程中，注水压力抬升快、高压欠注的问题，结合冀东低渗透油藏物性特征制得阳离子-非离子表面活性剂降压增注剂JDZC，研究了JDZC加量对其表面张力、油水界面张力、乳化能力的影响及其耐温性和降压增注能力，并在现场进行了推广应用。结果表明，用聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和环氧丙基三季铵盐制得的JDZC降压增注剂耐温可达130℃。随JDZC加量的增加，溶液表面张力降低并逐渐稳定，500 mg/L JDZC溶液的表面张力为28 mN/m；用冀东油田注入水配制的JDZC溶液的临界胶束浓度为1000mg/L。500~5000 mg/L的JDZC与冀东原油的最低界面张力维持在10-2mN/m的数量级。JDZC对原油的乳化能力较好，且加量越大，乳化能力越强。JDZC对冀东高尚堡主力层岩心具有明显的降压增注效果，可使洗油后的岩心渗透率提高40%，压力降低26%。现场38口井应用结果表明，现场实施有效率为94%，注水井初期注水压力平均下降8.5 MPa，有效期超过半年，平均单井增注超过2×103m3，改善了冀东高尚堡低渗透油藏注水难题。图3表5参12
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2019,36(2):240-244, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.010
Abstract:
为了满足聚合物驱后深部定点调堵的需求，进一步挖潜剩余油，研发了一种以相对分子质量2500万的部分水解的阴离子型聚合物、金属离子交联剂、调节剂、缓凝剂、增强剂组合的低初始黏度可控凝胶调堵剂体系，对其性能进行了评价。研究结果表明：用现场回注污水配制的配方为500~1000 mg/L聚合物LH2500+1000~2500mg/L交联剂CYJL+200~500 mg/L调节剂（柠檬酸）+100~150 mg/L缓凝剂（亚硫酸钠）+100~200 mg/L增强剂（多聚磷酸钠）的凝胶初始黏度低，在10 mPa·s以内；成胶时间10~40 d内可控，成胶黏度2000 mPa·s以上。体系耐矿化度可达20000 mg/L，应用pH范围为8~9；体系具有较好的岩心封堵性能，对水测渗透率为0.48~3.9μm2的岩心封堵率均在99%以上，残余阻力系数为95.6~396.1。三层并联岩心实验结果表明该体系对中、低渗透层的污染少，可以满足现场的封堵要求。图2表7参10
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2019,36(2):245-249, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.011
Abstract:
成膜型控砂剂有效期取决于其在储层孔隙表面的吸附性能。为了延长成膜型控砂剂有效期，采用分子力学与蒙特卡洛相结合的方法研究了不同阳离子化合物在岩石表面的吸附性能，根据分子模拟结果设计和制备了两亲型有机阳离子聚合物作为新型成膜型控砂剂，研究了成膜型控砂剂的耐冲刷性能，并在胜利油田进行了现场应用。模拟计算结果表明，二酸类单体己二酸（HDA）、二胺类单体对环己二胺（DM1）与水互溶差而与油互溶性好，HDA-DM1型聚酰胺链段具有较好的吸附性能，在石英上的吸附能为-56.34 kcal/mol，热力学和机械性能较好。按照HDA-DM1结构合成的嵌段型高分子控砂剂具有良好的耐冲刷能力，耐冲刷性能高于标准要求的3倍以上。成膜型控砂剂在胜利油田应用达10口井，控砂效果较好，控砂有效期长。图2表2参12
