基于岩心核磁共振实验数据确定阳离子交换容量

以HSK方程为基础,提出了一种利用岩心核磁共振实验数据计算阳离子交换容量Qv的方法.该方法与湿式化学阳离子交换容量分析法相比存在一定的误差.12块岩样数据显示,相对误差范围12％～95％,平均相对误差为55％.分别从溶液矿化度、核磁共振总孔隙度以及黏土束缚水T2截止值等参数出发,开展了核磁共振确定阳离子交换容量影响因素分析研究.黏土束缚水T2截止值是影响核磁共振计算阳离子交换容量的关键参数,黏土束缚水T2截止值是可变的,而不是传统意义上的3 ms.基于岩心核磁共振准确求取阳离子交换容量的前提是准确求取黏土束缚水T2截止值.     

含油气泥质砂岩薄膜电位实验研究

泥质砂岩薄膜电位受到岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差的影响，纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适合泥质砂岩地层。研究发现，岩石阳离子交换容量、含油气藏必度、相接触溶液浓度差增大，均造成薄电位升高，其中含油气的影响相当于平衡离了浓度的升高。薄膜电位的理论计算与实验测量具有良好的对应关系。     

核磁共振T_2分布评价阳离子交换容量方法研究

阳离子交换容量是基于泥质砂岩电阻率的含水饱和度解释模型中的关键项。文中根据含油气泥质砂岩体积模型和扩散偶电层理论,推导了阳离子交换容量与黏土束缚水孔隙度、总孔隙度和溶液矿化度之间的理论关系式。在此基础上,结合核磁共振实验和湿式的化学阳离子交换容量测试资料,提出了一种利用核磁共振T2分布计算阳离子交换容量的方法。实际应用表明,利用该方法计算的阳离子交换容量与岩心分析结果吻合较好,证实该方法是可行的。这一研究成果对于扩展核磁共振测井储层评价应用具有参考价值。     

3-羟基丙醛水溶液中羰基钴的脱除

研究了3-羟基丙醛水溶液中的羰基钴的脱除方法.首先通空气将羰基钴氧化成水溶性的Co2+离子,利用优选的阳离子交换树脂将Co2+除去.净化后的3-羟基丙醛水溶液中Co的质量浓度小于1 mg/L.该树脂可重复再生使用,Co交换容量不变.     

对钻井液的亚甲基蓝容量及膨润土含量的探讨

由钻井液亚甲基蓝容量计算钻井液的膨润土当量的计算公式不是一个普遍适用的公式,其中的换算系数是在假定了膨润土的阳离子交换容量为某一值后,而推导出的。分析和试验表明不同粘土的阳离子交换容量值相差很大,要准确应用亚甲基蓝容量计算膨润土含量,必需知道所用膨润土的阳离子交换容量。因为用亚甲基蓝容量可估算钻井液中固相的总阳离子交换容量,所以由亚甲基蓝容量计算的结果定义为＂膨润土的当量＂比较恰当。     

井壁稳定性研究中的回归分析法

本文使用简单的测试手段,测定了泥页岩中的阳离子交换容量。并用回归分析法建立泥页岩吸水量与其阳离子交换容量间的数学模型,求出泥页岩吸水量的估计值。减少了采样、膨胀试验及计算次数。     

紫外分光光度法测定阳离子交换容量的不确定度评定

为了提高紫外分光光度法测定阳离子交换容量检测项目的能力,更好地满足客户对检测数据的需求,更好地为油田的勘探与开发服务,开展了该项目的不确定度评定研究。从介绍原理、建立数学模型和分析工作流程入手,利用因果图分析法确定不确定度来源,对紫外分光光度法测定阳离子交换容量中的各影响因素进行了考察,绘制出紫外分光光度法测定阳离子交换容量的不确定度影响因素因果图。量化了各分量的相对标准不确定度,并计算出合成标准不确定度,得出报告结果的测量不确定度。通过比较、分析各分量的相对标准不确定度可知,溶液的配制和量取是实验中最关键的环节,也是引起不确定度的主要原因,为进一步优化实验指明了方向,即提高量器精度,减少配置和移液中间环节次数,是优化实验最有效的措施。     

分光光度法测定粘土的阳离子交换容量

本法采用0.5mol/l NH_4Cl-0.5mol/l KCl溶液作交换液,以分光光度法测定粘土的阳离子交换容量。该法适用于测试酸性、碱性、中性的纯粘土矿物、泥页岩和油气层砂岩中粘土的阳离子交换容量。该法不需加碱蒸煮土样,可大大减少粘土中的有机质对测定结果的影响。该法简便、灵敏,测试结果准确。     

Waxman-Smits模型中参数B和Q_V计算方法研究

Waxman-Smits模型中交换阳离子当量电导率(B)和泥质砂岩阳离子交换容量(QV)这2个关键参数难以准确求取,是影响该模型在实际储层评价工作中推广应用的主要原因。通过温度对参数B、交换阳离子最大当量电导率(Bmax)这2个参数影响规律的分析,总结出参数B的新算法。提出综合利用常规测井资料、核磁共振测井资料和岩心分析资料计算泥质砂岩所含黏土阳离子交换容量、干黏土体积、干黏土骨架密度以及泥质砂岩总孔隙度的方法,进而计算泥质砂岩储层的阳离子交换容量(QV)。对核磁共振测井资料、常规测井计算泥质含量的应用进行重点研究。研究成果应用于胜利油田多个低电阻率油层区块,通过与岩心分析数据、试油数据的对比检验,应用效果良好。     

钠型方沸石与Cd~(2+)的离子交换平衡研究

在静态条件下,测定了钠型方沸石的阳离子交换容量;计算了不同温度、不同初始Cd2+质量浓度下达到离子交换平衡时的Cd2+质量浓度和交换度,并绘制了不同温度下的离子交换等温线;对钠型方沸石与Cd2+的离子交换热力学特性进行了研究,通过选择性校正系数和交换平衡常数,导出了反应的热力学函数:反应标准摩尔焓变(ΔrHm),反应标准摩尔吉布斯自由能变(ΔrGm)和反应标准摩尔熵变(ΔrSm)。研究结果表明,钠型方沸石的阳离子交换容量为0.625mmol/g;达到离子交换平衡时,钠型方沸石对Cd2+的最大交换度为0.669;ΔrH m为93.100kJ/mol,该离子交换反应为吸热反应;ΔrSm>0,该离子交换反应属于熵增的反应;温度越高,ΔG越小,说明升高温度有利于钠型方沸石与Cd2+的离子交换。     

电导法测定粘土矿物的阳离子交换容量

用亚甲基蓝法测定粘土矿物和泥页岩阳离子交换容量CEC值时滴定终点不易判断，测定值准确度不高。本文提出用1mol/L BaCl2溶液充分置换矿岩样中可交换阳子（平衡5d），再用0．1mol/L MgSO4溶液进行电导滴定，滴定曲线明锐的拐点指示滴定终点。用此法测得基准钠蒙脱土和用化学纯高岭土精制的钠高岭土的CEC值分别为84．8和5．2mmol/100g土，而亚甲基蓝法测定值则分别为82．5和2．7mmol/100g土。对于膨胀性的钠蒙脱土，两种方法的测定结果一致，而对于非膨胀性的钠高岭土，亚甲基蓝法测定值明显偏低。对于胜利油田6个泥页岩样，电导滴定法测定的CEC值大大高于亚甲基蓝法测定值，而比较接近按矿物分析数据估算的CEC值。BaCl2-MgSO4电导滴定法对膨胀性和非膨胀性粘土矿物都适用，测定程序简便，测定值准确度高。     

羧甲基淀粉取代度测定方法的改进

利用铜盐沉淀分离法测定羧甲基淀粉的取代度(0．107),先在pH=6．0-7．0条件下离心分离未反应的硫酸铜和羧甲基铜沉淀物;后在pH=7．5-8．0条件下以PAN作指示剂,用EDTA标准溶液测定CMS的取代度,滴定终点较原方法易观察,灵敏度高,误差小(±0．01％),效果更好。     

聚合物驱产出液中聚合物分子量和水解度的准确测定

聚合物分子量和水解度的测定仅限于纯净聚合物溶液,而对于含盐和其它杂质的油井产出液来说,传统的测定方法误差较大,影响了聚合物驱油井产出聚合物浓度的监测及地层聚合物存在形式的研究。采用超滤方法,应用美国微孔切向流超滤系统,消除了盐和其它杂质的影响,得到了较纯净的聚合物溶液,从而准确测定了产出液中聚合物的分子量和水解度。试验结果表明,应用美国微孔切向流超滤系统测得的聚合物分子量和水解度的相对误差均小于2.0%;而不经过美国微孔切向流超滤系统超滤的聚合物溶液,其分子量测定的相对误差在25.0%以上,其水解度误差甚至超过100%,达到104%。此外,采用超滤-沉淀的方法可以准确测定产出液中聚合物的浓度。实验表明,该法可以准确测定聚合物驱油井产出液中聚合物的分子量和水解度,满足现场检测的要求。     

致密储层样品体积测量对孔隙度误差的影响

非常规油气致密储层孔隙度较低,一般小于10%,页岩储层甚至小于5%,常规方法对这类岩石样品孔隙度测定误差近来受到关注。针对常用的孔隙度测量方法（氦气注入法）,对致密储层和常规储层样品建立了孔隙度测量误差计算数学模型,统计样品体积测量的误差来源和误差限,结合数学模型和统计结果,确定孔隙度误差限。研究得出以下结论:①采用游标卡尺测量的致密储层孔隙度绝对偏差为0.59%~2.47%,高精度三维扫描方法孔隙度测量绝对偏差可以减小到0.38%~1.04%,与常规储层不同,致密储层需提高孔隙度测试精度并进行误差分析;②不同精度的测量方法均很难达到行业标准规定（孔隙度绝对偏差小于0.5%）,建议将孔隙度误差质量控制标准降低,即孔隙度绝对偏差放宽到小于1%,并给出了相应的体积测量误差要求;③孔隙度测量误差与样品长度成反比,为了提高测量精度,样品长度应尽量大于3 cm。      

钟罩标准装置系统参数对被检智能流量计的影响

钟罩式气体流量计是用于检测智能型罗茨气体流量计计量误差是否符合国家计量要求的标准装置之一。通过对钟罩标准装置运行系统参数变化对检测结果误差影响的分析，纠正了采用传统的标定理论和方法标定智能型罗茨气体流量计过程中存在的附加误差问题。通过对检测原理的理论分析，找出了影响带温度和压力补偿的智能型罗茨气体流量计标定精度的主要因素--检测系统的管道压力损失。该压力损失导致检测系统的背景参数发生变化，在标定流量换算公式中考虑管道压力损失值的影响后，与试验测量结果的比较表明，最大可避免1％的检测不准确度，达到了消除由检测系统引起附加误差的目的。采用所给出的标准状态流量换算公式及系统参考压力值选择方法可提高钟罩标准装置的检测精度，确保智能型罗茨气体流量计标定结果的准确性。     

ESTIMATION OF AN EQUIVALENT SHALINESS PARAMETER USING RESISTIVITY AND SPECTROSCOPY LOGS: A TOTAL EXPANSIBLE CLAY APPROACH

We develop a method for estimating the degree of saturation in shaly sand formations based on an equivalent shaliness parameter. In shaly sands, the measured electrical conductivity is influenced by the clay content because of the charge deficit associated with the clay particles. This deficit is offset by counter-ions in a double layer whose contribution to total charge transfer is dominated by the total expansible clays. We derive an approximation for clay content and cation exchange capacity (CEC) from a linear relationship between the CEC and the total expansible clay (TEC) content of a reservoir rock. By combining mineralogy from quantitative X-ray diffraction (XRD) with wet chemistry CEC data, an expression for the counter-ions in the double layer as a function of the total expansible clays is derived. The analytical expression obtained is coupled with well-log data and compared to existing models. For determining surface conductivity, the new methodology eliminates the need for performing core measurements, subjective selection of CEC values from existing data, or the use of log-based volume-porosity translations. We show that existing popular industry models, and effective medium and electrochemical models of rock electrical conductivity can be adapted to use the new methodology. The results demonstrate a strong correlation between the estimated and measured bulk conductivity, and also resolve the scatter in estimated bulk conductivity often observed under low pore-water salinity conditions, where the ratio of surface to electrolyte conductivity approaches unity. The methodology has been applied to water saturation estimation in two Australian petroleum wells, Yolla-4 and Cliff Head-4. The results demonstrate that this technique provides better estimates of water saturation in both low conductivity contrast pays and tight pays compared to existing approaches.     

磷钨酸法测定钻井液材料中有机阳离子的探讨

磷钨酸法是测定两性离子表面活性剂阳离子度的经典方法,经实验验证该方法可用于测定钻井液材料中的阳离子或两性离子的含量。含有有机阳离子基团的钻井液材料由于其成分复杂,试样溶液颜色较深,不易准确测定其中的有机阳离子度。本文采用钠型阳离子交换树脂对产品进行提纯,在弱酸性条件下,以刚果红为指示剂,用磷钨酸标准溶液定量测定有机阳离子度,实验相对误差是0.59%。本文介绍了方法原理、操作程序及方法验证。结果表明,采用磷钨酸法测定钻井液中的有机阳离子含量不受阴离子的干扰,而且无机阳离子对测定结果也无影响。经岩心相对回收率实验,测定结果和使用性能相吻合,结果准确可靠。     

多气源天然气输配管网的能量计量方法

随着我国多气源供应格局的形成,天然气计量方式逐渐从现行的体积计量方式向能量计量方式转变。现行的《天然气能量的测定》标准对多气源输配管网系统没有给出具体可操作的能量计量程序,若采用热值数量加权平均赋值方法,能量计量误差可达8%,不能满足能量计量标准GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》对能量计量精度的要求。为此,根据天然气输配管网的拓扑结构和气量平衡原理,利用天然气输配管网中现有的流量计量仪表对多气源输配管网进行状态重构,提出了一种区域多气源天然气输配系统状态重构能量计量方法,并对管网状态重构后进行能量计量的误差进行了分析。结果表明:(1)所提出的方法确定了多气源输配管网状态重构所需流量仪表的最少数量及仪表布置方法 ;(2)多气源输配系统管网状态重构后,各下游天然气用户能量计量的误差均不超过0.5%,可满足GB/T 18603—2014对能量计量准确度最高等级(A级)误差在1%以内的要求。该研究成果为我国天然气能量计量技术的应用和推广提供了一种可操作的程序。     

基于线性拟合方法测量岩心孔隙度研究

为了快速准确地测量岩心的孔隙度，文章提出了一种基于线性拟合的测量方法。该方法是用７个标准钢心测得孔隙体积关于初始压力与平衡压力的２１组数据；用最小二乘法进行线性拟合；计算标准体积罐的体积、阀体积增量、管路与夹持器顶端的死体积；用岩心代替标准钢心测初始压力；计算出岩心的孔隙体积、颗粒体积与孔隙度。这种方法理论根据充分，实验流程结构简单，操作控制方便，孔隙度测量误差小于１％。