《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年第41卷第4期
    • 郭春萍,蒋官澄,管金田,郭 友,贺垠博,杨丽丽,董腾飞

      2024,41(4):571-578, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.001

      Abstract:

      针对常规吸水膨胀类凝胶不能再次交联,受压力波动易被带出漏层,承压能力降低导致堵漏效果差的问题,以壳聚糖为物理交联剂,与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)等单体聚合,制得自愈合凝胶。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜表征了自愈合凝胶的结构,考察了其膨胀性、流变力学、自愈合性能、配伍性和封堵性等,分析了凝胶自愈合和封堵机理。结果表明,该凝胶具有海绵状双网络结构,凝胶结构之间存在多重非共价键作用(氢键作用、静电作用和疏水缔合作用)。自愈合凝胶的吸水膨胀性良好,随着温度的升高凝胶的吸水膨胀性能增强,120 ℃下凝胶的溶胀平衡值是常温的37倍。基于多重非共价键相互作用的凝胶颗粒在 90 ℃下自愈合后具有较高的储能模量(3500 Pa)和凝胶结构恢复率(83%),在 120 ℃下仍能表现出自愈合性能。凝胶颗粒与基浆的配伍性较好,随凝胶颗粒的增加,基浆的表观黏度增大,滤失量降低。当凝胶颗粒质量体积比达到2%时,可以满足20目(0.85 mm)以上砂粒模拟的孔隙性漏失地层的随钻堵漏需求。凝胶的自愈合机理主要依赖于其网络结构中的非共价键,这些键在凝胶受到破坏后能迅速断开并快速重新组合,从而恢复凝胶的完整性和功能性。在封堵机理方面,凝胶颗粒在漏失通道中通过运移、堆积和挤压,与地层形成紧密接触,并通过非共价键作用实现自愈合和与地层的紧密结合,形成强韧的凝胶封堵层。这种自愈合凝胶在提高随钻堵漏效率方面展现出应用潜力。

    • 王春生,朱金智,张 震,张绍俊,吴晓花,罗 霄,李 强

      2024,41(4):579-587, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.002

      Abstract:

      深井水基钻井液常用的磺化处理剂具有显著生物毒性,且未能明确其毒性来源,导致此类处理剂的现场应用受到相关环保法规的限制。为探明磺化处理剂的生物毒性来源,选取典型磺化处理剂,分析了处理剂的官能团、重金属与有机毒害物含量、颗粒形貌等理化特征与其生物毒性间的关系。结果表明,磺化处理剂所含的磺酸基团无生物毒性,所含的微量重金属与有机毒害物亦不足以造成处理剂毒性超标。通过半透膜透析除去残留的磺化剂,然后使用索氏提取器分离出处理剂中的水溶性组分,实现了处理剂的生物无毒,并证明其生物毒性主要由残留的磺化剂——亚硫酸氢钠与焦亚硫酸钠,以及在水中具有良好水化分散性的固相大颗粒对费氏弧菌的吸附失活效应共同导致。最后,使用自制的金属有机框架材料(MOF)对处理剂进行了解聚处理。以处理后的处理剂等量取代磺化钻井液中的磺化处理剂后,钻井液的流变性能基本不变,API 与HTHP滤失量仅出现小幅上升,且取代后的体系实现了生物无毒,为磺化处理剂及磺化钻井液的沿用提供了坚实的技术保障。

    • 胡耀太,项 楠,刘 凯,张 燕,张兰兰,严思明,李新亮

      2024,41(4):588-595, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.003

      Abstract:

      随着油井钻探加深,常规减阻剂已不能满足新工况下固井水泥的性能及环保要求。以聚羧酸减水剂聚醚(TPEG-2400)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、丙烯酸等为原料,通过自由基聚合反应合成一种环保型聚羧酸油井水泥减阻剂(HZ-1)。通过正交实验优化了最佳合成条件;通过红外光谱、核磁共振氢谱、热重及同步热分析仪对HZ-1的结构和热稳定性进行分析;根据石油天然气行业标准对HZ-1的减阻性、抗温性、环保性进行室内评价;通过吸附量、空间位阻、Zeta 电位变化探讨 HZ-1 的减阻作用机理。结果表明,HZ-1 的最佳制备条件为:10 g SMAS、0.41 g次磷酸钠、175 g TPEG-2400、7.6 g双氧水、0.91 g抗坏血酸、22.22 g丙烯酸、20 g 20%氢氧化钠,滴加时间为2.0 h,反应温度20 ℃,反应时间0.5 h。HZ-1的热稳定性良好,分解温度为338 ℃。将0.40% HZ-1与油井水泥按水灰比0.44配制的水泥浆体系具有较好的减阻性能,流性指数为1.033、稠度系数为0.023 Pa·sn、抗压强度为 18.413 MPa,可耐 170 ℃高温。HZ-1的生物降解性好,绿色环保,半数有效浓度(EC50)为 36 307 mg/L,化学需氧量(COD)为 571 984 mg/L、生化需氧量(BOD5)为 196 330 mg/L,BOD5/COD 为 0.3432,生物等级为无毒。 HZ-1空间位阻越大,水泥浆流变性能越好;HZ-1在水泥颗粒表面的吸附曲线符合Langmuir 吸附模型,为单分子层的化学吸附;HZ-1降低了水泥颗粒表面的Zeta电位,增强其静电斥力,从而增强水泥浆的流变性能。

    • 刘卫红,王晓亮,胡千红,许明标

      2024,41(4):596-601, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.004

      Abstract:

      稠油油藏在开采过程中由于高温蒸汽的注入,产生的热应力往往会导致固井水泥石的破坏。针对这一问题,优选了一种聚芳醚酮类耐高温树脂粉作为弹性材料加入水泥浆体系中,研究了树脂粉对水泥浆常规性能、力学性能及耐高温性能的影响。研究结果表明,在水泥浆中加入4%的树脂粉时,水泥浆的稠度系数为0.71 Pa·sn、滤失量为34 mL、稠化时间为225 min、抗压强度为17.69 MPa,水泥浆的常规性能均满足现场作业要求;而水泥石的弹性模量则可以降低至 4 GPa 以下,树脂粉的加入可以明显提高水泥石的弹性。加有树脂粉的水泥石在320 ℃高温养护28 d后,抗压强度为18.68 MPa,抗冲击强度为1.97 kJ/m2,弹性模量为3.67 GPa,显示了较好的抗高温强度和弹性。与未加树脂粉的水泥石相比,水泥石的渗透率降低了 61.3%,弹性模量下降了 39.1%,峰值应变增加了119.0%。树脂粉的加入改善了水泥石的脆性,增加了水泥石的弹性以及抗形变的能力,能够有效地提高热采井水泥石在注蒸汽作业过程中抵抗热应力破坏的能力。

    • 蒲景阳,李根生,宋先知,罗嗣慧,王 斌

      2024,41(4):602-609, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.005

      Abstract:

      基于致密油体积压裂大背景,以过硫酸铵(APS)破胶剂在远端微纳米裂缝精准调控滑溜水降解反应为目的,研究温控型APS纳米胶囊破胶剂构筑与释放调控中的影响因素。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、二氯甲烷(DCM)、司盘 80(Span80)、环己烷(CYH)、泊洛沙姆类三嵌段共聚物(Pluronic P-123)、APS 等为原料,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,形成纳米胶囊破胶剂。对纳米胶囊破胶剂的制备条件进行了优选,并通过测定不同温度下纳米胶囊破胶剂对APS的释放率和模拟滑溜水中部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏度保留率,分析了温控型纳米胶囊破胶剂可控释放 APS 和降解 HPAM的机理。结果表明,纳米胶囊破胶剂的最佳制备工艺为:反应温度为50 ℃,DCM和CYH的体积比为1∶1.5,Pluronic P-123 的加量为 100 mg,PMMA加量为 200 mg,芯材 APS 质量分数为 10%,Span80 与 APS 溶液体积比为 1∶1。纳米胶囊破胶剂的平均粒径为 221 nm,具有较好的球度和理论外壳厚度(13 nm),APS 载率为 78%。利用 APS 在特定温度(60~80 ℃)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,60、80 ℃下其对滑溜水中HPAM的降解时间分别为24、12 h。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新的途径。

    • 郗宝华,刘东娜

      2024,41(4):610-615, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.006

      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起泡剂(HBS-J),通过红外光谱表征了HBS-J 的结构,评价了HBS-J 的起泡性、耐盐耐油性、表面活性和储层保护性等。结果表明,HBS-J 的起泡性能、耐盐耐油性能和表面活性均较好。当 HBS-J 的质量分数为0.3%时,起泡体积为590 mL,泡沫半衰期为2562 s,泡沫综合指数可以达到25 193 mL·min,发泡能力和泡沫稳定 性均较强;当盐水溶液中Na+、Ca2+、Mg2+质量浓度分别为79 310、5405、2021 mg/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起泡剂(十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱)。当HBS-J 的质量分数为0.25%~0.35%时,溶液的表面张力(约40 mN/m)较低。HBS-J 的储层保护性能良好,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。HBS-J满足煤层气储层泡沫压裂施工对起泡剂综合性能的要求。

    • 崔天宇,卢祥国,高建崇,何 欣,刘进祥,孙惠茹

      2024,41(4):616-623, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.007

      Abstract:

      渤海L、S和J油田经过长期注水注聚开发,储层的非均质性进一步增强,聚合物在储层内发生滞留,导致储层吸液能力大幅度下降,解堵是缓解当前情况的有效技术手段之一。为满足渤海化学驱解堵技术需求,评价了由解聚剂、酸和螯合剂组成的复和解堵剂和溶垢剂的解堵效果,探究了注入方式、注入压力和调剖措施对解堵效果的影响及作用机制。结果表明,将1.0%过硫酸铵与0.5%无机缓蚀剂组成解聚剂,当其质量分数为1.0%、段塞尺寸为0.05 PV时,聚合物堵塞岩心渗透率恢复率可达 90.31%,解聚效果较好。将0.54%柠檬酸与5.46%螯合剂组成溶垢剂,当其质量分数为6.0%和8.0%时,对3种无机垢堵塞岩心渗透率恢复率超过80%,溶垢效果较好。提高解堵剂注液速度可提升注入压力和改善解堵效果,注入压力升高至3.0倍和3.5倍水驱压力时的采收率增幅为0.74 百分点和0.88 百分点。但提升注入压力后大部分液体仍会进入储层高渗透部位,低渗透层吸液量增幅十分有限,进而影响解堵效果。为此,提出调剖+解堵联合作业工艺措施,即在注入解堵剂之前先进行调剖。与单纯解堵相比,当注入0.3、0.6 PV无机凝胶调剖剂时,调剖+解堵联合作业的采收率增幅分别为7.7百分点和12.19 百分点。

    • 晏 翔,戴彩丽,刘 合,孟思炜,金 旭,吴一宁

      2024,41(4):624-631, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.008

      Abstract:

      渗吸作用被认为是一种提高致密油藏采收率的重要方式。压裂后会采取闷井措施以通过渗吸作用置换原油,通常使用表面活性剂和纳米材料等化学剂,以提高渗吸置换效率,但不同类型渗吸剂的提高采收率机制还有待区分并阐释。文章对比了4种渗吸剂体系的渗吸提采效果,分别为高界面张力(?30 mN/m)体系:二氧化硅纳米流体和纯水;中等界面张力(1~10 mN/m)体系:单种表面活性剂体系;超低界面张力(<10-3 mN/m)体系:表面活性剂复配体系。结果表明,二氧化硅纳米流体及单种表面活性剂体系主要依靠润湿反转效应,在油湿储层提高渗吸采收率,此外单种表面活性剂体系可降低界面张力,提高油滴通过孔喉时的可形变性,缓解贾敏效应,减少油滴被夹断并滞留于孔隙内的可能性,从而提升原油动用程度,然而采收率结果显示利用降低界面张力方式提采幅度有限,润湿性的改善对提高渗吸采收率的重要性高于界面张力的降低。但在强油湿性孔隙,当润湿性改善效果不佳,毛管力驱动效应难以充分发挥时,表面活性剂复配体系表现出最优的渗吸提采性能,其具有的超低油水界面张力促使油水自发乳化现象的发生,并将渗吸模式由毛管力驱动转变为重力驱动,自发形成的乳化油滴在重力作用下被排出孔隙。依靠超低界面张力使原油自发乳化的重力驱动渗吸模式,为提高渗吸采收率提供了新的途径。

    • 张 静,陈 斌,苏延辉,王 滨,康 蕾,刘观军,徐 浩,吴晓燕

      2024,41(4):632-639, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.009

      Abstract:

      为提高聚合物驱油剂的耐温耐盐和抗剪切性能,采用自由基水溶液聚合,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和自主研发的长链烷基聚醚类两亲功能单体(POM)为原料,以低温引发的方式合成了两亲驱油聚合物(HAP),通过测定合成聚合物的特性黏数和增黏性确定了最佳合成条件,研究了HAP的溶解性、增黏性、抗剪切性、耐盐性、稳定性和驱油性能,并与市售耐温抗盐聚丙烯酰胺进行比较。结果表明, HAP的最佳合成条件为:单体总质量分数为 20%,POM加量为单体总质量的0.4%~0.8%,AMPS加量为8%,引发剂加量为单体总质量的 0.1%~0.4%,引发温度为 0 ℃。HAP 具有较好的溶解性和增黏性。0.175 g HAP 在75 ℃ 100 g模拟渤海海水中的溶解时间为30 min,溶液的表观黏度为55.8 mPa·s。在75 ℃下,0.175% HAP的抗剪切性、耐盐性、稳定性和驱油效果较好。随着剪切速率从 7.34 s-1 增至 100 s-1,HAP 溶液的黏度保留率为27.8%;在模拟海水矿化度增至30 g/L 时,HAP溶液的黏度为75 mPa·s;老化90 d后,HAP溶液的黏度为36 mPa· s;岩心驱替实验中,0.175% HAP溶液的最终采收率比相同浓度的市售耐温抗盐聚丙烯酰胺高8.8百分点。四元共聚物HAP表现出良好的溶解性、增黏性、抗剪切性、耐盐性、长期耐温稳定性和较高的原油采收率,性能优于市售耐温抗盐聚丙烯酰胺。

    • 刘岳龙,刘毅恒,叶双祥,邓学峰,强 星,魏开鹏,张 浩,杨 洋

      2024,41(4):640-645, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.010

      Abstract:

      红河油田长8超低渗透油藏注水压力高、驱油效率低,需开展化学驱提高原油采收率,但驱油剂油藏适应性不明。针对以上问题,对比研究了表面活性剂、纳米乳液、活性二氧化硅纳米流体(简称活性纳米流体)3类驱油剂的界面活性、降压增注及驱油性能,结合界面-渗流阻力-驱油效率相关性分析明确了不同类驱油剂在长8超低渗透油藏的适应性。研究结果表明,单相渗流条件下,注入质量分数为 0.3%表面活性剂 AMS、质量分数为0.5%纳米乳液 LIE、质量分数为0.3%活性纳米流体ASN后,降压率分别为 15.1%,5.8%和9.1%。AMS降压率最高,主要原因在于表面活性剂可将中性润湿岩石表面调整为弱亲油状态,有助于削弱水膜作用。两相渗流条件下,表面活性剂AMS无法抑制原油与水形成油包水型乳状液,无法实现降压,而纳米乳液 LIE 和活性纳米流体ASN在降低油水界面张力的同时可抑制油包水乳液的生成,可实现驱替压力的有效降低,其中纳米乳液降低油水界面张力性能优于活性纳米流体,降压率最高,为38.6%。天然岩心驱替表面活性剂、纳米乳液、活性纳米流体分别可提高原油采收率 26.67 百分点、23.51 百分点和 16.35 百分点,表面活性剂提高采收率幅度最高,但考虑其无法在两相渗流条件下实现降压,与长8超低渗透油藏适应性最好的化学驱体系为纳米乳液。

    • 肖立晓,侯吉瑞,孙佳奇,袁伟峰,梁 拓

      2024,41(4):646-655, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.011

      Abstract:

      纳米流体在多孔介质表面的吸附和滞留是影响纳米技术提高非常规油气田采收率的关键因素。纳米黑卡作为一种两亲性片状纳米材料,其在岩心中动态吸附规律的研究必不可少。首先,绘制纳米黑卡流体标准曲线,开展静态吸附实验确定饱和吸附浓度;然后,开展不同影响因素下纳米黑卡流体的动态吸附实验,通过单因素分析和多元线性回归方法研究动态吸附规律,建立动态吸附量回归方程。结果表明,纳米黑卡流体的饱和吸附浓度为 75 mg/L,静态吸附量最大值为1.83 mg/g;其动态吸附量与低渗透岩心渗透率(K)呈负对数相关,与纳米黑卡流体矿化度倍数(MS)呈负线性相关,与纳米黑卡流体注入段塞(V2)和后续水驱注入速度(v)均呈正线性相关。纳米黑卡流体在低渗透岩心的动态平衡吸附量( η2 )与 K、MS、v、V2 之间的多元线性回归方程为: η2 = 10-3( - 0.4 - 0.005 K - 0.094 MS + 1.301 v + 3.347 V2),R2为 0.989。当K为 20×10-3 μm2、MS为 2、v 为 0.3 mL/min、V2为 0.5 PV时,通过回归方程计算得到纳米黑卡的动态吸附量为 1.328×10-3 mg/g,与实验结果(1.321×10-3 mg/g)接近。保持适度的矿化度范围(MS<4)、调整注入段塞(0.5 PV)和降低后续水驱注入速度(<0.45 mL/min)可以降低纳米黑卡流体的动态吸附量,有利于低渗透油藏进一步提高采收率。

    • 高彦博,樊 辉,王 芳,周 娟,王筱晔,董宪鹏,逯力成

      2024,41(4):656-663, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.012

      Abstract:

      在高盐低渗透油藏环境下,二硫化钼(MOS2)纳米片的分散稳定性差,往往需要和表面活性剂复配发挥协同作用以提高其性能,因此明确 MOS2与表面活性剂之间的相互作用对提高 MOS2的应用范围具有十分重要的意义。通过水热法,以硫代乙酰胺为硫源、三氧化钼为钼源合成了MOS2纳米片。研究了5种表面活性剂对MOS2纳米片在盐水中分散稳定性的影响,优选出阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),考察了纳米驱油体系 CTAB-MOS2(质量比为 10∶1)的界面性能、乳化性能和提高采收率效果。结果表明,MOS2纳米片具有片层结构,在去离子水中的分散稳定性较好;随NaCl 质量浓度的增加,分散稳定性降低;CTAB可显著提高MOS2纳米片在 3000 mg/L NaCl 溶液中的分散稳定性。当MOS2质量分数为0.1%时,CTAB的加入可使MOS2的自稳定时间由不足 3 h 增长为 12 h;当 MOS2质量分数为 0.005%时,CTAB 的加入可使 MOS2的平均粒径由 122.7 nm 降为 98.1 nm,Zeta 电位绝对值由25.0 mV变为33.8 mV。0.05% CTAB-0.005% MOS2能在正庚烷/水界面处自发形成强度较高的界面膜和攀附膜,并可将正庚烷/水界面张力降低至0.175 mN/m,同时还具有较好的乳化效果。基于其优异的耐盐性以及良好的界面活性,CTAB-MOS2在低渗透环境下具有一定的提高采收率效果。在 60 ℃、3000 mg/L NaCl 的条件下,向低渗透(48.33×10-3 μm2)岩心注入 0.5 PV 0.05% CTAB-0.005% MOS2,可提高采收率 9.85 百分点。高分散稳定性CTAB-MOS2的构建有望为低渗透油田的高效开发提供解决方案,同时对于提高纳米材料的分散稳定性提供研究思路。

    • 贾磊磊,钟立国,王国栋,户昶昊,宫宇宁,尚 策,栾政萱,刘 昊

      2024,41(4):664-670, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.013

      Abstract:

      含有胶质和沥青质等天然活性物质的原油在喉道剪切作用下易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、乳状液粒径与喉道直径比等因素影响下,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,导致启动压力梯度增加。当原油黏度为 550 mPa·s、乳状液含水率为20%~50%、岩心渗透率为300×10-3 μm2时,油包水乳状液的启动压力梯度为12~37 MPa/m。原油黏度对高黏油(550 mPa·s)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油(<30 mPa·s)乳状液启动压力梯度的影响更显著。由于液阻效应,水滴在喉道入口处聚集并发生聚并,使油包水乳状液中水滴粒径变大。油包水乳状液粒径与喉道直径比值越大,分散相(水滴)通过喉道时的渗流阻力越大。油包水乳状液的毛细管数越小,液阻效应导致渗流阻力的增加倍数越大。计算表明,当毛细管数为9.9×10-4(低黏油)、乳滴粒径与喉道直径比为2.5或 10.0时,液阻效应导致油包水乳状液通过喉道时的渗流阻力增加到孔隙中流动渗流阻力的7倍或35倍。研究结果明确了油包水乳状液在多孔介质中流动的液阻效应及其影响因素,为地层原油渗流和提高原油采收率研究提供理论指导。

    • 贾军红,范 伟,李 梅,戴姗姗,秦 森,杨嘉龙,王瑞瑶

      2024,41(4):671-679, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.014

      Abstract:

      探索性地将分子模拟技术引入降混剂分子结构设计及混相机理研究,在一定程度上解决了细管实验步骤繁琐、周期长且成本高的问题。首先,初步确定了5类具有降混潜力的官能团结构,基于量子力学,利用电子密度和福井函数研究过程中的电子转移情况及吸附反应能和前线轨道研究过程中的能量变化,以判断各类官能团与CO2的亲和性。在充分考虑官能团数量和空间位阻等因素的基础上,进行了双亲性降混剂的分子结构设计。基于分子动力学,考察了3种降混剂、模拟油与CO2的相互作用及分散聚集情况,结合扩散系数综合评价降混剂的混相能力。结果表明,增加亲CO2基团数与适当的空间位阻相协同,有利于提升降混效果。

    • 石 鑫,许艳艳,伍亚军,吴贝贝,席玲慧,侯宝峰

      2024,41(4):680-685, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.015

      Abstract:

      研究表面活性剂改变岩石表面润湿性的机理对油田现场施工具有一定的理论指导意义。通过红外光谱、形貌扫描成像、Zeta 电位、固体表面振荡频率和接触角等的测定,研究了阴离子型表面活性剂十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠-1(PES)改变油湿性砂岩表面润湿性的机理。结果表明,与油湿性石英粉的红外光谱相比,PES处理后的石英粉红外谱图中具有S—O键、亚砜S=O键和砜—SO2—键的拉伸振动峰,说明“吸附”为 PES 改变油湿性砂岩表面润湿性的机理。由于 PES 吸附在油湿性石英片表面,使得石英片表面较为平坦,平均粗糙度大大减小。未经 PES 处理的油湿性石英颗粒的 Zeta 电位为-4.2 mV,用 PES 处理样品的 Zeta 电位值随着 PES 浓度的升高而降低,最终趋于平衡。PES与带负电岩石表面的静电排斥力使得PES以微弱的分子间作用力吸附在砂岩表面。随着 PES 浓度的增加,石英晶体表面的共振频率降幅越来越大,即 PES 分子在岩石表面的吸附量越来越大。另外,未经 PES 处理的油湿性石英片原始接触角为 140°,经过 PES 处理的油湿性石英片对应的接触角为109°。随着 PES 的加入,表面活性剂疏水链与原油组分的疏水端形成双层吸附结构,此时表面活性剂亲水头基裸露在外面,使得接触角逐渐降低,从而改变了固体表面的润湿性。

    • 刘 宇,刘艳华

      2024,41(4):686-694, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.016

      Abstract:

      针对高温油藏在高采出程度、特高含水阶段水驱、聚驱开发效果差等问题,采用阴、阳离子型表面活性剂复配,研制了配方为 1500 mg/L 聚合物P5+0.3%表面活性剂 S-2原位乳化驱油体系,开展了相态表征,评价了 95 ℃下该原位乳化驱油体系的油藏水质适应性、天然岩心物模驱油效果,采用微观光刻模型分析了驱替的剩余油启动情况,进一步模拟油藏非均质性,评价不同段塞组合方式下原位乳化驱油效果。研究结果表明,表面活性剂S-2具有良好的增溶原油能力,在低质量分数(0.1%~0.3%)条件下可与原油原位形成微乳液体系,乳化粒径主要分布在65~118 nm之间,形成了具有囊泡结构的聚集体;体系油水界面张力超低,抗吸附、耐温性能良好,洗油效率达78%。结合微乳液流动性强特点,优选耐温聚合物发挥流度控制作用,在矿场氧含量为0.2~0.4 mg/L、硫含量为 15~20 mg/L 的水质条件下,该乳化驱油体系可以实现 95 ℃老化 60 d黏度保留率在 100%以上。天然岩心驱油实验结果表明,原位乳化驱替的产出液及岩心切片孔隙中相态特征明显,原油重质组分得到有效驱替,各类型剩余油均有良好动用,具备形成全过程乳化驱替的能力。进一步模拟油藏非均质性,评价不同段塞组合方式下原位乳化驱油效果表明,通过原位乳化驱油体系变浓度梯次注入与调剖段塞组合注入,非均质岩心实验提高采收率25.2百分点以上。综合经济效益及驱油效果,选择0.1 PV调剖段塞+0.45 PV原位乳化体系+0.05 PV调剖段塞组合的注入方式,目前已经进入矿场前置段塞注入,阶段注入0.09 PV,注入压力上升5.0 MPa,数模预测提高采收率8.06百分点。

    • 陈 浩,侯宝峰,王 松,秦会娜,徐 薇,范海明,张富民

      2024,41(4):695-701, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.017

      Abstract:

      为提高气藏水侵抑制剂的耐温抗盐性、减缓对气藏的二次水侵污染,以甲醇为分散介质,通过表面张力、接触角、岩心自发渗吸含水饱和度、多孔介质气相渗透率的测定,研究了5种表面活性剂的表面活性、疏水改性效果、预防和解除水侵伤害能力;通过红外光谱、接触角、Zeta 电位和吸附层厚度的测定,分析最佳气藏水侵抑制剂改变气藏水湿性砂岩表面润湿性的作用机理。结果表明,5 种表面活性剂中,阳离子含氟双子表面活性剂(HB-1)具有较强的疏水改性能力以及良好的耐高温抗高盐性能,在180 ℃和矿化度为2.0×105 mg/L 的条件下老化24 h后,0.05% HB-1可将地层水表面张力降至21.0 mN/m。岩心经HB-1处理后,地层水在岩心表面的接触角由处理前的45.0°增至110.0°。HB-1能有效预防岩心水侵,可使岩心含水饱和度由处理前的77.4%降至8.1%;并可有效解除水侵伤害,使多孔介质气相渗透率由水污染后的29.9×10-3 μm2恢复到52.3×10-3 μm2。HB-1对水湿性砂岩表面疏水改性的作用机理为“吸附”。HB-1分子可在水湿性石英片表面形成厚度约为4.3 nm单层吸附疏水膜,且吸附膜厚度随着HB-1浓度的增大而增大;当HB-1质量分数达到0.1%时,吸附层之间的疏水作用逐渐形成紧密定向排列的双分子层结构,吸附达到饱和,Zeta电位(24.30 mV)和吸附膜厚度(4.3 nm)趋于稳定。

    • 徐国瑞,郭永华,王晓龙,常 振,李 翔,冯 轩

      2024,41(4):702-707, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.018

      Abstract:

      井筒完整性治理是保障油气井安全生产的关键问题之一,针对国内尚缺乏自主研发的用于海上油田作业的有效堵漏剂材料,通过对主剂和固化剂体系的优选制备了堵漏剂体系,通过扫描电镜和红外光谱等表征手段结合的方法,研究了堵漏剂的固化机理,通过沉降固化实验测试了体系的模拟环空封堵性能。研究结果表明,所制备的堵漏剂体系兼具低初始黏度(90 mPa·s)和高封堵抗压强度,具有良好的固化性能。通过对堵剂的固化机理分析认为,堵漏剂的高强度固化性能主要是由于强交联反应。封堵模拟测试证实堵漏剂体系具备优异的承压能力(>160 MPa/m),并能够在20 m高度下沉降固化,具有极强的封堵能力。将该堵漏剂体系在南海东部A油田某水平井进行了现场应用,成功完成漏点封堵作业。本研究为井筒完整性治理提供了新型纯液体堵剂,产品具备良好的应用潜力。

    • 高 洁,唐善法

      2024,41(4):708-713, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.019

      Abstract:

      石油在炼制、储运和使用过程中产生了大量的含油污泥,造成了严重的石油浪费和环境污染。为解决这一问题,提出生物表面活性剂-沉积型微生物燃料电池(SMFC)协同工艺。以生物表面活性剂预处理过的含油污泥为阳极底泥构筑了SMFC,通过检测日均电压、输出总电量、功率密度、表观内阻和石油去除率,探究生物表面活性剂、产电菌投放时间、石油回收3个因素对SMFC产电性能及降解性能的影响。研究结果表明,生物表面活性剂-SMFC协同处理含油污泥的效果较生物表面活性剂或SMFC处理含油污泥的更优;含油污泥经生物表面活性剂预处理后,再投放产电菌更有利于含油污泥的降解及SMFC产电性能的发挥,相较于生物表面活性剂预处理前投放,其输出总电量增加了1463.63 C,石油去除率提高了17.09 百分点;经生物表面活性剂回收石油后构筑的SMFC 产电性能及降解性能更佳,其最大输出电压可以达到 185.27 mV,石油去除率高达 63.65 %。生物表面活性剂-SMFC 明显提升了含油污泥的降解性能和产电性能,产电菌不宜过早投放,石油回收可以大大提高SMFC的产电性能和含油污泥的去除率。

    • 涂 东,周晓冬,袁成东,丁 磊,AL-MUNTASER Ameen A,赵忠文,吴文明,VARFOLOMEEV Mikhail A

      2024,41(4):714-717, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.020

      Abstract:

      采用低场核磁共振(LF-NMR)技术分析了塔河超稠油的组成,并基于塔河超稠油的组成设计了4种油溶性降黏剂(脂肪族,芳香族,芳香族+脂肪族,极性化合物);综合采用LF-NMR方法、黏度分析、和浸泡稀释法评价了4种降黏剂对塔河超稠油的降黏效果。原油族组分(SARA)分析结果验证了LF-NMR技术可以用于精确分析原油组成。除极性化合物降黏剂外,其余3种降黏剂均可使超稠油的黏度降低 90%以上,降黏剂的降黏性能排序为:芳香族>脂肪族+芳香族混合物>脂肪族>极性化合物。芳香族降黏剂降黏效果最好,可将稠油黏度从61 000 Pa·s(50 ℃)降低至 14.897 Pa·s;具有溶解沥青质和防止沥青质聚集的能力。实验结果证明了 LF-NMR不仅可以作为一种快速方便的方法分析原油组成,同时可以用于评价降黏剂效果,并且帮助分析降黏机理。

    • 杨帼君,姜 怡,石东坡,王 渊,孙建萧,朱生华,田明磊,李 赓

      2024,41(4):718-724, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.021

      Abstract:

      辛基酚聚氧乙烯醚(OP-20)与十二烷基硫酸钠(SDS)是油田后期开采中常用的复配表面活性剂。为了准确检测OP-20/SDS 二元复配体系中各组分的含量,以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)作为掩蔽剂,利用其外亲水、内疏水的特殊结构,以及自发包结芳香族表面活性剂的特性,修正紫外光谱法用于检测二元复配体系中 OP-20 的含量;同时,用电导率法定量分析二元复配体系中的 SDS,研究了 OP-20 对检测结果的影响。结果表明,采用紫外光谱法检测二元复配体系中 OP-20 的含量时,SDS 会对 OP-20 的吸光度和临界胶束浓度(ccmc)产生干扰。在0.2 mmol/L OP-20 水溶液中加入0.4 mmol/L SDS,OP-20 在最大吸收波长224 nm处的吸光度由1.727 增至1.751;在0.4 mmol/L SDS水溶液中,OP-20 的ccmc由纯水中的0.223 mmol/L 降至0.198 mmol/L。HP-β-CD对紫外光谱法检测二元复配体系中的 OP-20 具有显著的掩蔽作用,HP-β-CD 与 OP-20 按物质的量比 1∶1 进行包结,阻断了OP-20 分子和 SDS 分子之间的相互干扰。加入 HP-β-CD 后,二元复配体系中 OP-20 的回收率由 96.42%~106.92%变化至99.28%~101.38%,用紫外光谱法检测复配体系中OP-20含量的准确度明显提高。HP-β-CD消除SDS 和 OP-20 之间相互干扰的原因为 OP-20 分子从宽、窄两个口径方向进入 HP-β-CD 分子空腔并形成包结物。采用电导率法可准确检测二元复配体系中SDS的含量,OP-20 不会对SDS产生干扰。当溶液中OP-20 的浓度为0.1~0.3 mmol/L 时,二元复配体系中 SDS 的回收率为 100.83%~101.92%。HP-β-CD 修正紫外光谱法联合电导率法能有效检测OP-20/SDS表面活性剂二元复配体系中各组分的含量。

    • 夏修建,于永金,齐奉忠,李长坤,徐 璞,刘慧婷

      2024,41(4):725-737, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.022

      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。文章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的效果显著,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的研究较为深入,其综合性能较传统聚合物大大提高。针对复杂深层及非常规油气井固井重大工程技术难点,从纳米表面接枝改性和纳米插层复合技术两方面提出了聚合物纳米复合材料类固井外加剂的研发建议,对抗超高温高性能固井关键外加剂的研发具有重要的指导作用。

    • 邢 亮,董正亮,张衍君,张燕如

      2024,41(4):738-748, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.023

      Abstract:

      油气工业降本增效目标、绿色环保发展需求和地质工程一体化技术应用迅猛发展,给入井工作液提出新挑战和要求。压裂过程中工作液与地层接触后,发生一系列物理-化学反应,不仅影响压裂本身作业效果,还与压后闷井、返排过程密切相关,进而影响后续油气井产量;此外,不同过程工作液体系还存在同质化浪费、功能性单一和物化性质不相容等问题。因此,明确工作液在各阶段的需求特性、研究现状,对一体化工作液的研制具有重要指导作用。基于此,阐述了工作液在压裂、闷井和返排各阶段需要满足的特性及其当前研究成果;着重介绍了聚合物类、表面活性剂类、泡沫类和气体类工作液各自性能特点及其研究现状;通过对上述几类工作液特性的总结,最后围绕一体化工作液的压裂-提采协同增效、压裂暂堵转向提高液体能效、低碳与绿色转型3个方面进行讨论和展望。一体化工作液涉及理论内容多、作业范围跨度大等问题,需要加强多个工序间协同研究,调研结果可为压裂-闷井-返排一体化工作液研制与改进提供参考。

    • 郑林涛,王瑞芳,周 明,张天赐

      2024,41(4):749-757, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.024

      Abstract:

      石油的开采、运输以及造纸等过程会产生大量含油废水,给人类的生存环境带来巨大威胁。传统的油水分离方法通常效率低、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。超疏水材料具有极端的憎水性,在油水分离领域倍受关注。通过梳理近年来用于油水分离的超疏水材料,首先对超疏水材料的润湿性和构造方法进行了简要的介绍,然后重点综述了二维和三维超疏水油水分离材料的研究进展。其中,二维超疏水油水分离材料包括纤维膜、金属网、陶瓷和玻璃;三维超疏水油水分离材料包括岩棉、木材、气凝胶、泡沫和海绵。最后指出了目前超疏水油水分离材料的局限性,并从可持续性和环境友好性两方面对超疏水油水分离材料进行了展望,如提高超疏水表面的机械强度,研究多组分混合物的分离效果和适用性,结合多种分离技术,开发良好循环使用性能和多功能性等,为超疏水材料在油水分离领域的研究提供参考和启发。

    • 林章碧,杨明娇,武建勋,张 熙

      2024,41(4):756-760, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.04.025

      Abstract:

      《油田化学》创刊于1984 年。风雨兼程40载,《油田化学》始终把深耕载文内容、提升办刊质量放在首位,坚持以高标准报道最新的研究进展、技术突破和应用案例,为石油天然气工业的可持续发展提供了重要的科学与技术支撑。在《油田化学》创刊40 周年之际,从编校出版、数字化建设、对外交流与宣传、期刊影响力和获奖几个方面总结了近年来为提高期刊质量和影响力采取的措施和成效。不惑之年再出发,《油田化学》将牢记办刊初心,立足新时代,精耕致远,为促进石油天然气工业的学术繁荣和科技创新发展做出更大贡献。

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    • 李嘉鸣, 吕东方, 赵金忠, 赵光, 戴彩丽

      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。

    • 李伟涛, 李宗阳, 张东, 张传宝, 李友全

      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。

    • 乔富林, 雷雪, 秦冰, 江建林

      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。

    • 刘静, 马诚, 杨超, 钟飞升, 罗根祥

      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。

    • 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。

    • 汪万飞, 付红

      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。

    • 张国庆, 龚卓婷, 易晓, 王正良, 郑延成

      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。

    • 马彦琪, 林梅钦, 董朝霞, 张储桥

      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。

    • 胡俊杰, 张贵才, 王翔, 王玉根, 裴海华, 杨柳

      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。

    • 王红波, 连泽特, 曹强, 范赛华, 马 挺

      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。

    • 司晓冬, 罗明良, 李明忠, 贾晓涵, 杨玉玲, 战永平

      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。

    • 沈秀伦

      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。

    • 卓绿燕

      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)。

    • 付虹, 宋考平, 刘明熹, 孟恩, 丁伟, 袁天, 张宇

      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

    • 李家学, 邢晓凯, 鲁文君, 孙杰, 卫雨涵

      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。

    • 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。

    • 曹鹏福, 赵沪春, 闫占冬, 刘海洋

      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。

    • 高洁

      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。

    • 朱建军, 丁名臣, 王业飞

      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。

    • 何冠羲, 姜洪斌, 梁悦, 杨扬, 韩龙

      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。

    • 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。

    • 罗海军, 文江波, 宋扬, 王志华

      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%。

    • 曾光, 高德伟, 曾家新, 万秀梅, 严俊涛

      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。

    • 余意, 刁欢, 王恒, 肖谭, 曾春珉, 王应好, 张健

      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。

    • 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。

    • 陈亮, 由福昌., 周书胜, 侯珊珊

      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%)。

    • 张城, 刘帅, 袁翊, 钱帆, 李万强, 段明

      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。

    • 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。

    • 王凯, 张建卿, 李晓明

      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。

    • 周明, 马江波, 李刚

      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。

    • 李晖, 罗斌, 李钦, 郭淑芬, 鲁红升, 兰健

      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。

    • 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。

    • 吴文川, 于小荣, 王 涛, 董国峰, 杨 欢, 苏高申

      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。

    • 杨霖

      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。

    • 杨长根, 樊玉新, 胡远远, 朱新建

      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。

    • 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。

    • 蒲万芬, 常家靖, 邹滨阳, 刘锐, 杜代军, 赵帅

      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。

    • 渠慧敏, 尚岩, 张广中, 王海燕, 韦良霞, 戴群

      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。

    • 刘盈, 陈安胜, 王建海, 王增宝, 程显光, 苗雨欣

      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%。

    • 刘 倩, 管保山, 梁利, 刘玉婷

      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。

    • 李玺, 罗平亚, 叶仲斌, 舒政, 张健

      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。

    • 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。

    • 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。

    • 姜旭, 陈军斌, 张狄杰, 曹毅, 孙晨

      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”。

    • 宋浩俊, 张亮, 梁玉珠, 李杨, 任韶然

      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。

    • 魏娟明, 贾文峰, 陈昊, 冯玉军

      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。

    • 幸雪松, 孙翀, 许明标, 王晓亮, 杨晓榕, 彭石峰

      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。

    • 刘振东, 徐海, 李公让, 张敬辉

      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。

    • 周成裕, 孙圆, 曾令豪, 周敏, 雷茗尧, 董洪铎

      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。

    • 张小军, 郭继香, 高晨豪, 许振芳, 冯恒水

      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。

    • 杜征鸿, 沈建文, 睢 圣, 周成华, 黄胜强, 彭武

      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。

    • 赵启阳, 尧艳, 严海兵, 张伟, 陈雪雯, 彭志刚

      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。

    • 孙琳, 任梓寒

      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。

    • 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。

    • 刘云

      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。

    • 张 涛, 张 颖, 袁宏强, 李冬宁

      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。

    • 何旋, 刘月田, 柴汝宽

      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

    • 梁玉凯, 于晓聪, 宋吉峰, 阚长宾, 韩宇, 徐启立

      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

    • 吴天江, 赵燕红, 程辰, 曹荣荣

      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。

    • 刘学鹏

      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。

    • 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。

    • 沈浩坤, 孙金声, 吕开河, 黄贤斌, 刘敬平, 王金堂, 白英睿, 金家锋

      Abstract:

      传统水基钻井液存在配置钻井液过程繁琐、针对性差、自适应能力弱等不足。智能水基钻井液由于具有更好的针对性、普适性,同时能够大幅降低人工干预程度,成为油田化学领域新的研究方向。通过文献分析,阐述了目前智能水基钻井液处理剂等智能材料在水基钻井液中的作用机制和研究进展,针对不同智能钻井液处理剂的特点,论述了智能材料在水基钻井液的可行性,展望了智能钻井液处理剂在智能钻井液体系中的研发思路和方法及应用前景。

    • 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。

    • 马腾飞, 周宇, 李志勇, 孙晗森, 杨刚

      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。

    • 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。

    • 万青山, 聂小斌, 陈丽艳, 李婷婷, 扎克坚

      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。

    • 郭明哲, 刘慧卿, 东晓虎

      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。

    • 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。

    • 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。

    • 申会兵, 李媛媛, 吴萍萍, 张宏玉

      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。

    • 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。

    • 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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    • 直流电压对油水界面张力及其化学特性的影响

      李强, 宁正福, 王伟天, 李军, 贾泽江, 康瑛

      Abstract:

      为准确评估直流电压对油水界面张力的影响,本研究进行了系统的油水电解实验,探讨了不同电压条件下油水界面张力的变化及其机理。实验选择了稠油和CaCl2水型,分别应用0V、5V、10V和15V的直流电压进行处理。通过测定水相的pH值、离子含量,以及分析油相的组分和官能团含量,深入探讨了直流电压降低油水界面张力的潜在原理。结果表明,随着直流电压的增大,油水界面张力显著降低,最大降幅达42.66%。在不同电压下油水界面张力分别为31.93%、27.05%、21.89%和18.31%。此外,CaCl2水型中的Ca2+溶解度随着温度升高而减小,从2.81 mg/L降至2.25 mg/L,这削弱了直流电压对油水界面的影响。然而,Na+含量则从0.50 mg/L升高至0.72 mg/L,这有利于界面张力的进一步降低。在电化学效应的影响下,水相溶液的pH值由7.32升高至10.96,碱性条件促进了原油中酸性物质的反应,生成了表面活性物质羧酸盐。通过傅里叶红外光谱分析,羧酸盐的归一化含量在不同电压下分别为1.40、1.51、1.90和4.11,表明羧酸盐含量的增加进一步促进了界面张力的下降。此外,电化学反应促进了原油组成的简化。实验显示,沥青质和树脂的含量在不同电压下分别为18.63%和12.96%、14.62%和12.02%、13.26%和10.25%、12.11%和10.06%,而饱和烃的含量分别为47.57%、51.00%、54.81%和55.89%。本研究增进了对直流电场降低油水界面张力机制的理解,为推进直流电场在提高原油采收率方面的应用提供了理论支持。通过对电化学效应和界面活性物质的形成机制的深入探讨,为实际油田应用中的直流电场技术优化提供了宝贵的参考。

      • 1
    • 有机互溶剂对碳化智能水-原油界面张力的影响研究

      荣光辉, 朱文剑, 王胜, 王文刚, 朱玉龙, 王武, 陈贞万

      Abstract:

      碳化智能水驱是一种新型化学联合采油方法,如何提高CO2在盐水中的溶解度,是有效降低油水界面张力的关键。将高矿化度地层水稀释后作为智能水,在不同压力下向含有不同浓度互溶剂的智能水中添加CO2,通过开展界面张力测定实验,研究互溶剂对智能水和碳化智能水与原油界面张力的影响,明确盐度、互溶剂浓度及压力对油水界面张力的影响。实验结果表明,混合液和碳化智能水的密度随互溶剂浓度的增加而降低。但随着压力的增加,混合液密度略微增大,而碳化智能水密度降低。恒定压力下混合液与原油之间界面张力随混合液中互溶剂浓度的增加而降低,随盐度的降低而降低,但受压力影响较小,DME作用下混合液的界面张力的降低幅度大于甲醇。当智能水中添加CO2后能够进一步降低油水界面张力,碳化智能水与原油的界面张力随互溶剂浓度的增加而降低,随盐度和压力的降低而降低。其中,10%地层水添加15%DME后继续添加9MPaCO2的碳化智能水与原油的界面张力最小,界面张力降低幅度达到88.2%。研究成果为高含水老油田持续开发和提高水驱采收率提供了新方法。

      • 1
    • 甲酸钾对钻井液固相含量测定结果的影响及校正

      侯薇, 石凌龙, 马学勤, 刘晓栋, 蔡利山

      Abstract:

      甲酸盐钻井液体系具有钻头清洁能力、抑制泥岩分散、提高地层稳定性、改善添加剂温度适应能力等特性,在大位移井施工中,该体系甚至具有与油基体系相接近的润滑减磨效果,因此甲酸盐体系在钻井现场逐渐得到广泛应用,其中以HCOOK替代KCl提高液相中K+含量的操作最为常见。但实际施工中发现,添加甲酸盐的钻井液其固相含量测定值严重偏离真实情况,常用的盐含量校正手段不再适用于含有甲酸盐的钻井液体系。钻井液固相含量是评价钻井液性能维护水平的重要指标,其调控情况与体系流变性能、胶体稳定性、地层封堵能力等均具有程度不等的相关性,其固相成分中的劣质固相对于钻井液体系流动性影响尤其大,准确测定分析固相成分中各类固相的数量对于提高钻井液应用水平,降低施工复杂情况具有重要意义。因此必须对因甲酸盐引起的固相含量测定误差进行校正,以避免实验数据误导现场维护操作与性能参数调控。笔者以实验数据为基础,针对HCOOK等可溶性盐引起的体积与密度变化趋势进行了数据拟合,对含有HCOOK钻井液体系固相含量的校正给出了完整的处理方法,将处理结果和现场实际施工数据结合后,确认采用文中给出的计算方法得到的固相含量校正值与实际情况相符,可以用于指导现场维护施工。

      • 1
    • 微生物表面活性提高采收率增效技术的适应性研究

      石昀, 刘存辉, 周传臣, 谢富强, 王志宏, 甄巧玲, 安丽媛

      Abstract:

      针对大港油田开展三次采油化学驱存在成本高、药剂不环保、提高采收率效果不理想的问题,发明出一种环保可降解的微生物表面活性增效剂,以该产品为核心,分别与石油磺酸盐及聚合物搭配,形成性能更优的表面活性剂驱、聚表二元驱、聚表碱三元驱等系列增效体系。室内开展表面活性剂增效驱油体系的表面张力、界面张力、抗盐能力、抗镁能力、生物降解性、耐温性、抗吸附性等性能评价,均比单一石油磺酸盐体系有明显提高,表面张力可降低至18mN/m,界面张力稀释8倍后仍可达10-3mN/m,抗盐达75g/L,抗镁达2000mg/L,耐温达90℃,45天生物降解率达90%以上,抗吸附可达四级。用大港油田港东二区原油和地层采出水为评价介质,开展增效体系与油藏适应性评价,分别评价了二元体系和三元体系的界面张力和抗吸附性能,比单一石油磺酸盐体系降低一个数量级;评价了黏度稳定性,黏度保留率7天可达65%以上,比单一石油磺酸盐体系提高7%以上;评价了三种体系的驱油性能,提高采收率均超过17%,比单一石油磺酸盐体系提高1.4%以上。对大港油田中孔中渗、低孔低渗等6种不同油藏条件进行适应性评价,表面活性剂增效驱油体系的界面张力均能达到10-3mN/m以上超低数量级,增效技术对大港油田油藏条件具有较好的适应性。在大港油田羊二庄羊5-XX井开展1井次二元增效体系驱油试验,起到较好增油和控水效果。

      • 1
    • 用于海上抗高温的柔性凝胶水泥浆的设计与评价

      饶志华, 马溢, 陆玉亮, 刘东涛, 唐弘程, 张鑫

      Abstract:

      高温深井存在水泥浆稠化时间倒转,高温强度衰退,水泥环脆性大和韧性小,引起水泥环封固密封失效等问题,需要研发一种抗高温柔性水泥浆体系提高水泥浆的抗高温能力,强度稳定性,水泥石的弹韧性并降低其温敏性,来确保高温油气井固井施工安全。首先,开发了抗高温柔性凝胶材料,具有良好弹韧性和亲水性特点,可以改善水泥石的力学性能,并研究了其对水泥浆性能的影响。其次,优选300目硅粉,研发了一种抗高温强度稳定剂。另外采用一种宽温度范围抗高温缓凝剂和抗高温降失水剂 ,耐温达到180 ℃。由此形成了一种耐高温柔性凝胶水泥浆体系,并对所设计的高温柔性凝胶水泥浆性能进行了评价。实验结果表明,抗高温柔性凝胶水泥浆体系具有良好的流变性和稠化性能,高温强度稳定性好,力学性能优异,弹性模量低于4.5Gpa,具有良好的柔韧性和弹性形变能力,满足高温油气井固井作业需求。

      • 1
    • 非对称两性Gemini表面活性剂研制及其在低渗油藏CO2泡沫驱中的应用

      陈洪才

      Abstract:

      针对现有商品泡沫驱油剂在高温高盐低渗油藏中起泡量少,泡沫在多孔介质中稳定性差,驱油效率不高的实际问题,通过醚化、季铵化和取代反应,合成了两种非对称两性Gemini表面活性剂(PAHC和PAOC)作为CO2泡沫驱的起泡剂,并通过红外光谱和核磁氢谱确定产物结构。PAHC和PAOC的cmc分别为6.76×10-5 mol/L和5.25×10-5 mol/L,相应的表面张力γcmc分别为31.56 mN/m和30.71 mN/m,它们的Krafft点分别<0℃和<1℃。在江苏油田采油二厂高21-3井组油藏温度80℃和矿化度7704mg/L条件下,对0.4 wt%的PAHC(或PAOC)+0.1 wt% 水杨酸钠+ 0.1%姜磺素接枝马来酸酐共聚物组成的两泡沫体系(PAHC-C16S和PAOC-C18S)进行性能评价。结果表明,在恒定剪切速率170 s-1时, PAHC-C16S和PAOC-C18S起泡体系的耐温分别为81℃和88℃,两体系黏度分别可稳定在6.2 mPa?s和6.4 mPa?s,具有良好的注入性和黏弹性;两种起泡体系PAHC-C16S和PAOC-C18S分别可将油水界面张力降至2.37×10-2 mN/m和1.81×10-2 mN/m。PAOC-C18S泡沫抗温性抗盐性略好于PAHC-C16S泡沫,能满足江苏油田采油二厂高21-3井组CO2泡沫驱要求。岩心驱油实验结果显示,PAHC-C16S和PAOC-C18S起泡体系分别在CO2驱基础上提高平均采收率20.12%和21.91%,可见两起泡体系具有良好的应用前景。

      • 1
    • 致密储层不同裂缝条件下CO2吞吐原油动用特征

      赵凤兰, 杨昌赫, 黄世军, 杨明洋, 孙浩月, 陈新阳

      Abstract:

      致密储层通常采取大规模体积压裂开发,以有效沟通天然裂缝,这些裂缝对CO2吞吐驱油具有显著影响。为明确致密储层不同裂缝条件下CO2吞吐的原油动用特征,分别开展了不同裂缝开度下的CO2吞吐核磁共振实验和多尺度裂缝条件下的CO2吞吐微观可视化实验,系统研究了裂缝开度及裂缝密度对CO2吞吐效果的影响,实验结果表明:在单一裂缝条件下,裂缝开度的增加显著提高了裂缝及周围基质的原油动用程度,当裂缝开度从20μm增加到70μm时,采出程度提高9.20%;在多裂缝条件下,裂缝密度的增加增强了储层连通性,扩大了CO2的波及范围,相比简单缝模型,复杂缝模型的基质动用程度提高了4.26%。多尺度裂缝对采出程度的增幅主要体现在前两个吞吐轮次,后续轮次增油效果逐渐减弱。提高裂缝开度和裂缝密度均能有效提高致密油藏中基质原油动用程度。研究成果可为致密油藏CO2吞吐提高采收率提供一定指导意义。

      • 1
    • 复合碳量子点降压增注体系的构筑及性能

      陈格格, 于洪江, 雷亮, 刘文治

      Abstract:

      目的 针对低渗透油藏注水压力大的问题,利用碳量子点尺寸小、比表面积大的特性,开展了复合碳量子点降压增注体系研究。方法 用聚磺酸表面活性剂APS和两亲型碳量子点ACQDs构成了复合降压增注体系。通过界面张力测定、毛细管力渗吸高度测量、接触角测试、静态洗油以及岩心驱替实验对降压增注体系进行了多方面评价。结果 结果表明:质量浓度为1000 mg/L的APS/ACQDs复合降压增注体系可使油水界面张力降低至3.861×10-2 mN/m,毛细管力渗吸高度达到24 mm,岩心接触角减小到52°,静态洗油效率为77.89%。结论 岩心驱替实验表明,注入复合体系1PV后,降压率最高达到23.81%,较单一体系有明显提升,达到了降低注水压力的目的,为低渗透油藏降压增注技术的发展提供新的借鉴与参考。

      • 1
    • 高激活温度形状记忆发泡材料及堵漏性能研究

      刘振东, 李海斌, 孙腾飞, 刘莲英, 吕建仁

      Abstract:

      常规堵漏材料通常较难兼顾可形变和高承压的结构特质,因此粒级匹配和承压堵漏效果较差。而现有形状记忆堵漏材料虽然可在激活温度下形变,实现裂缝自适应封堵,但存在激活温度低、承压强度不足等问题,难以应对深层地质条件下严苛的温压环境。本研究选取环氧树脂单体,通过固化剂优选,研制了具备激活温度高、形状记忆性能好的发泡树脂材料,并对其承压堵漏性能和强化固壁效果进行了系统评价。评价结果表明,所制备的形状记忆发泡堵漏材料玻璃化转变温度达97℃,对天然裂缝性漏失具有良好的堵漏效果。利用高激活温度形状记忆发泡材料配制堵漏液可应用于裂缝性漏失堵漏井壁封堵,对拓宽安全密度窗口,降低事故和复杂具有非常好的意义。

      • 1
    • 聚氨酯型调堵剂的合成与应用研究

      穆 蒙, 李 洋, 李兴姚, 束青林, 刘恒, 张永民, 唐旭涛

      Abstract:

      调堵剂在石油开发、提质增效过程中发挥关键作用,但存在封堵强度不足、有效期短、堵水效率低等问题,因此开展高强度调堵体系研究成为热点。本论文开发了一类有机交联凝胶类调堵剂,以聚羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)为骨架分子,1,6-己二异氰酸酯(HDI)为交联剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)混合溶液为溶剂,成功构建了可以发生sol-gel相态转变的有机调堵体系(ADI)。系统考察了聚合物、HDI等组分含量及温度对固化时间以及凝胶强度的影响。结果表明,固化后有机凝胶强度与聚合物及交联剂浓度成正比,固化时间与温度成反比。PHEAA及HDI含量分别从10%、2%增加至16%、5%时,固化后弹性模量从991增加至3100 Pa,固化后粘度从22400 增加至45100 mPa.s;环境温度从45升温至125℃,固化时间从3 h骤降至13 min。体系固化转变主要归因于HDI与PHEAA中羟基之间的亲核反应。人造岩心封堵实验证实,当液相封堵体系注入1 PV时,固化后封堵压力最高可达26.11 MPa,明确了该体系堵水调剖的潜在应用价值。

      • 1
    • 改性纳米氧化锆结合低矿化度水驱油效果研究

      何龙, 王雪宁, 薛鹏, 王雪枫

      Abstract:

      纳米颗粒驱和低矿化度水驱作为目前新型且热门的提高采收率技术,研究人员对其进行广泛研究。为进一步探究纳米ZrO2和低矿化度水协同作用效果,现将塔河油田地层水稀释110倍得到低矿化度水,获得5%的额外采收率,并作为最佳低矿化度水。为提高纳米ZrO2在低矿化度水中的分散性,制备了一种由偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷改性的纳米ZrO2。采用红外光谱仪、透射电镜和热重分析仪对颗粒进行分析表征。对FW-110倍低矿化度水与改性纳米ZrO2结合的纳米流体进行分散稳定性、界面性质和驱油效果进行评价。改性纳米流体的分散性由22.9提升至7.6;界面张力进一步降低2 mN/m;岩石表面润湿性进一步向水湿转变;粘附功进一步降低8 J/cm2;增加温度对降低界面张力、接触角和粘附功为正向影响。颗粒浓度在0.005 wt%~0.05 wt%时,最佳浓度为0.02 wt%,此时室内采收率最高,采收率增值12.6%,提供了理论基础,具有明显优势和广阔的推广应用前景。

      • 1
    • 砾岩油藏水气交替辅助CO2驱油特征

      徐崇军, 刘佳幸, 惠泽友, 李织宏, 罗强, 蒲万芬

      Abstract:

      新疆油田百21井区砾岩油藏低渗层段剩余油富集,CO2驱具有良好应用前景。然而,储层非均质性叠加油气流度差异导致CO2驱过程中极易发生气窜。水气交替作为矿场常用气窜控制手段,其对该区CO2驱的改善效果亟待研究。因此,本文借助不同渗透率天然砾岩岩心,探究百21井区非均质条件下,水气交替对CO2驱油特征和采收率的影响规律。结果表明,水气交替可有效抑制层内气窜,但水相存在会削弱CO2与原油相互作用,令产出油中低碳数组分减少。当层间与层内非均质性共存时,水气交替的控窜增油效果较差,需借助就地泡沫等更强流度控制技术辅助CO2驱油。本文的研究可为百21井区明确水气交替可行性提供支撑,为类似非均质油藏优选CO2驱控窜方式提供借鉴。

      • 1
    • 大港油田沧东孔二段页岩油与水的乳化特性及影响因素分析

      李崎, 王晓燕, 葛红江, 李东平, 王海峰, 张楠

      Abstract:

      大港油田沧东凹陷孔二段页岩油藏一次压裂开采初期见效明显,但后期能量和产量下降较快,而且采出液乳化严重,导致页岩油采收率降低,集输阻力变大,开发难度增加。本文旨在深入探讨页岩油与水的乳化特性,并分析其影响因素,揭示页岩油与水的乳化原因和乳化机制,并提出解决页岩油乳化增黏的方法。研究结果表明:孔二段页岩油的平均蜡含量高于20%,凝固点高于35℃,而且页岩油重质烃含量越高越利于乳化现象的发生。页岩油中的胶质、沥青质等含氮极性组分,以及蜡晶的存在,导致页岩油与水在流动过程中形成油包水乳状液,产生乳化增黏现象。随着含水量的增加,页岩油黏度呈先增加后降低的趋势,含水量在50%~70%时乳化后页岩油黏度达到最大值,是脱水原油黏度的3.23~7.45倍。升高乳化温度、增加水相矿化度以及侵入压裂液组分,均会使页岩油与水乳化形成W/O乳状液稳定性增强。此外,当乳化页岩油再乳化时,会形成O/W/O多重乳状液,黏度则进一步升高,但当再乳化时添加少量PSG乳化剂可使乳化页岩油从W/O型反相为O/W型,从而降低页岩油黏度,提高其流动性。因此,开展页岩油注水增能时需要考虑页岩油的物理化学性质,同时研发高活性页岩油增产用表面活性剂将是后续工艺设计和产品研发的重点。

      • 1
    • 页岩油钻井用环保型耐温抗盐增黏剂的制备及性能评价

      马海云, 吕 双, 颜 寒, 丁柯宇

      Abstract:

      为了提高水基钻井液用增黏剂的耐温抗盐性能以及环保性能,满足页岩油钻井施工的需求,以甲基丙烯酰胺(MAA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)以及可聚合季铵盐阳离子单体(H-12)为原料,制备了一种环保型耐温抗盐增黏剂HBZ-2。室内对增黏剂HBZ-2的分子结构进行了表征,分析了其作用机理,并考察了其增黏性能、耐温抗盐性能、环保性能以及钻井液的基本性能。结果表明:在相同的实验条件下,环保型耐温抗盐增黏剂HBZ-2的增黏性能、耐温性能和抗盐性能均优于同类型增黏剂HE300和80A51。当增黏剂HBZ-2的加量为1%时,经过200℃高温老化,加入20%氯化钠或者5%氯化钙后海水基浆的黏度仍能达到30mPa·s以上,耐温抗盐性能较强。加入增黏剂HBZ-2的钻井液体系经过高温老化后的各项基本性能均较为稳定。另外,增黏剂HBZ-2的生物毒性较低,生物降解性较好,并且不含重金属,环保性能优良。研究结果认为环保型耐温抗盐增黏剂HBZ-2的性能优良,适合应用于对环保性能要求较高的海上页岩油钻井中。

      • 1
    • 具有双重交联结构降滤失剂的制备及性能评价

      王志永

      Abstract:

      人工合成聚合物作为水基钻井液降滤失剂仅通过改变共聚物官能团的类型和比例已很难满足钻井工程的需要,尤其是在超高温高盐度条件下通过加大弄能单体的使用量无疑会增加其成本。而本研究通过从交联剂着手,在主单体丙烯酰胺(AM)中添加抗盐单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和耐温单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),同时采用有机交联剂和金属交联剂,制备具有双重交联结构的降滤失剂。以聚合物的高温降滤失效果为考察指标,采用单因素实验优化合成条件:搅拌速度300 rpm、单体质量比AM/AMPS/NVP为18/1/1、交联剂用量2.0wt%、有机交联剂/金属交联剂质量比(OC/MC)为1/3、油水质量比为3/2、引发剂用量为1.0 wt%。并利用激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、和热重分析仪(TGA)对共聚物的粒径分布、微观结构、表面形貌、元素分布和耐热性能进行了表征。含有0.5 wt/vol%聚合物的体系在210℃下热滚动16小时后的高温高压滤失量(FLHTHP)和API滤失量(FLAPI)分别由77.6mL和18.8mL降至31.2ml和6.6ml。结果表明,具有双重交联结构降滤失剂的加入可以显著提高基浆的耐高温性能。阐述了具有双重交联结构降滤失剂的抗高温机理,水解后的聚合物分子链与金属交联剂进行了二次交联,这样才保护了水解的聚合物分子链不会快速的降解,从而形成了更加致密复杂的三维网络结构,使得聚合物降滤失剂表现出了优异的耐温抗盐降滤失性能。

      • 1
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    • 杜 林 ,刘 伟,陈星杙,秦晓渊,任雪霏

      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

    • 杨明娇,林章碧

      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

    • 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

    • 马京缘,潘谊党,于培志,安玉秀

      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

    • 王志华1,2,许云飞1,戚向东1,刘晓宇1,洪家骏1

      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。

    • 张文哲1,2,李 伟1,2,王 波1,2,刘 云3

      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

    • 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

    • 张景楠1,2,田磊3,张红卫1

      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

    • 舒 展,裴海华,张贵才,葛际江,蒋 平,曹 旭

      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

    • 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

    • 周林碧,秦 冰,李 伟,王 征

      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

    • 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

    • 徐元德,葛际江,宋龙飞,张宇豪,杜晓娟

      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

    • 胡 廷

      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

    • 马振鹏1,李 辉1,杨志刚1,余甜甜2,马天奇1,张淑侠1

      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

    • 姚 兰 1,李还向1,焦 炜 2,周 江 2,柯从玉3,张群正3

      2022,39(3):548-553, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2022.03.028

      Abstract:

      随着油气田开发规模的日益扩大,压裂作业用水量逐渐增大与压裂返排液产生量大、返排液无法直接外排的矛盾日益突出。将返排液进行处理后再回用无疑是目前解决该难题的有效途径。针对我国压裂返排液重复利用研究与应用现状,从返排液处理过程中面临的技术问题、可回收压裂液体系的研发、返排液处理工艺及处理装置的改进等几个方面进行了系统介绍,指出处理后回用是返排液处理的最佳途径,也是未来油气田工业发展的必然趋势。返排液回用技术应该从可回收压裂液体系的研发及返排液回用处理工艺改进两方面入手,进一步完善和推广该技术在油气田开发过程中的应用。针对目前返排液回用技术存在的问题提出了建议,以期为我国返排液重复利用技术的发展提供指导。

    • 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

    • 赵洪波1,2,3,单文军2,3,朱迪斯2,3,岳伟民2,3,何远信1,2,3

      2021,38(4):740-746, DOI: 10.19346/j.cnki.1000-4092.2021.04.028

      Abstract:

      重点从裂缝性地层漏失机理,堵漏剂种类、配方、工艺等方面综述了近三年的最新研究成果。此外,还介绍 了井眼强化等井漏预防工程技术方法、漏层确定方法的优缺点等。最后给出了一些建议,为以后油气钻井堵漏 作业提供借鉴

    • 张晓刚,单海霞,李 彬,张 弌,周亚贤,王中华

      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

    • 樊 悦1,金 浩1,方 波1,卢拥军2,邱晓惠2,孙 瑞1

      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

    主管:中国石油天然气集团有限
                公司

    主办:四川大学高分子研究所
                高分子材料工程国家重点
                实验室

    主编:张熙

    创刊年:1984年

    刊期:季刊

    编辑出版:《油田化学》编辑部

    地址:四川省成都市一环路南一
                段24号/四川大学高分子研
                究所

    电话:028-85405414

    邮箱:ofchemythx@163.com

    国内发行:四川省报刊发行局

    国外发行:中国国际图书贸易集
                        团有限公司

    邮发代号:62-38

    国内定价:30元/册

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