超临界CO2在有机液体中的分散

 针对近临界、超临界CO₂如何使有机液体及石油体积膨胀、与有机液体及石油混相和如何萃取等问题,从分子结构和分子间作用力层面简要介绍了CO₂在有机液体中的分散。近期研究结果表明,在(CO₂+有机液体)体系中,近临界、超临界CO₂并不是简单地溶解在有机液体中,而是形成了CO₂-CO₂分子聚集体、有机液体 有机液体分子聚集体和CO₂-有机液体分子聚集体共存的分散体系。随着压力的增加,由于这些分子聚集体的聚集度、尺寸或聚集体之间距离(空间)的增加,导致有机液体宏观体积增加,并进一步发展形成混相。在相同温度、压力下,有机液体的分子越小,分子间作用力越弱,CO₂越易于分散在其中,且溶解度更大,体积膨胀更明显,也更易于混相。同理,CO₂更易于萃取相对分子质量较小的物质。对CO₂与有机液体或石油混相机理和CO₂对某些物质萃取原理提出了更科学的解释。     

微米级交联聚合物微球对核孔膜的封堵作用

采用核孔膜过滤实验,研究了微米级交联聚合物微球的封堵性能。结果表明,矿化度对SMG-μm 微球的封堵效果有很大影响,随着NaCl的质量浓度增大,封堵效果越好;在压力和微球质量浓度相同时,不同核孔膜孔径的过滤时间有很大差异;SMG-μm 微球在较低压力下的封堵效果优于高压力的封堵效果;实验发现,质量浓度对过滤时间的影响比较复杂,没有明显的规律可循。     

渤海油田纳米级聚合物微球特性研究

针对渤海海上油田注水指进现象及窜流严重,导致注入水低效循环的现状,研发了一种纳米级聚合物微球,考察了其水化性能、注入性能、封堵性能和提高原油采收率能力,对新型在线聚合物微球深部调剖技术开展了研究及应用。实验结果显示:该纳米级聚合物微球的粒径分布受水化时间影响较大,随着水化时间的增长微球平均粒径在逐渐增大,微球在矿化度水中是缓慢溶胀过程;该微球具有很好的连续注入性和优良的封堵性能。采用聚合物+聚合物微球组合的方式进行了驱油实验,结果显示该技术可以有效的提高原油采收率,可有效解决渤海油田增产挖潜困难的难题,对渤海油田的控水稳油是可行的。     

二氧化碳在York地层中埋存的地球化学模拟(英文)

In this paper, we build up a three-dimensional model for CO2 storage in the deep reservoir. And this paper gives the mathematical formalism of combined geochemical and multi-phase flow. The results give us the information about geochemical changing caused by CO2 injection into aqueous, the dissolution or precipitation of reservoir minerals caused by aqueous components change, the change of water density, also the differences between this model and the simulation model without considering geochemical. The basic data for simulation is from York Reservoir.     

基于假四子表面活性剂的pH响应型清洁压裂液的研制与性能评价

黏弹性表面活性剂压裂液又被称为清洁压裂液,由于其破胶完全、无残渣、地层伤害小等优点,已在水力压裂领域受到广泛关注。但合成工艺复杂、成本高以及无法重复利用等问题限制了清洁压裂液的实际应用。基于油酸酰胺丙基二甲基叔胺与丁烷四羧酸在特定pH条件下相互作用形成“假”四子表面活性剂,进而自组装形成蠕虫状胶束的特性,构建了表观相态和流变学行为受p H调控的pH响应型清洁压裂液,系统研究了这种清洁压裂液的pH响应行为,包括表观相态、黏度、流变学行为、pH响应循环性以及微观结构等,并评价了其耐温耐剪切以及破胶性能。研究结果表明,通过调节pH,压裂液的零剪切黏度可达240 Pa·s以上,并能够在高黏凝胶状态与低黏水溶液状态间循环切换4次以上。所构建的清洁压裂液在90℃、170 s^-1条件下剪切60 min后,黏度仍保持在200 mPa·s以上,具有良好的耐剪切性能。此外,该压裂液可在1 h内实现完全破胶,且破胶液黏度低、无残渣。     

改善低渗油藏二氧化碳气驱油效果的耐温泡沫凝胶体系的构建

二氧化碳气驱对低渗油藏的开发与利用具有明显的优势,但是在驱油过程中极易产生气窜,造成二氧化碳过早突破含油带。为了抑制气窜,提升气驱效果,在聚丙烯酰胺溶液中加入起泡剂和交联剂等,制得泡沫凝胶封堵体系。通过测定凝胶强度、黏度、泡沫体积、泡沫半衰期等评价了其耐温性能,借助光学显微镜和扫描电镜分析其耐温机理,并通过人造低渗裂缝型岩心评价其封堵性能。结果表明,在100℃、矿化度10 g/L的条件下,配方为0.3%聚丙烯酰胺、0.245%酚类交联剂、0.0348%醛类助交联剂、3%稳泡剂黄原胶、0.075%起泡剂非离子表面活性剂和0.4%除氧剂硫脲的泡沫凝胶的稳定性较好,半衰期可达10 d。泡沫凝胶的微观形貌表明,液膜中的聚合物在高温下发生聚合反应形成凝胶相,网状凝胶液膜结构使得泡沫凝胶具有优异的耐温性能。泡沫凝胶可在低渗裂缝型岩心形成强度较高的封堵,在开度为0.1 mm的人造低渗裂缝型岩心中形成封堵后的气驱突破压力达到1020 kPa,具有封堵气窜通道,控制气窜的能力。图18表4参31     

多重介质聚合物微球调驱机理研究及应用

安塞油田自2016年起开展聚合物微球调驱工作,先后经历先导试验、扩大试验和规模推广三个阶段,实施区域转未实施区域阶段递减率可降低5%左右,整体效果明显,但在不同储层条件下的适应性及应用效果具有较大差异,为研究聚合物微球在多重介质条件下的作用机理,开展了60组不同粒径聚合物微球在不同介质条件下的驱替试验,应用实验数据与现场矿场应用结合的方法系统总结微球调驱机理（渗流机理、改变流向机理）,微球粒径与储层微裂缝、孔喉匹配关系,为后期施工参数优化提供依据。     

降混剂对二氧化碳在稠油中的溶解度和最小混相压力的影响

针对CO₂ 驱油过程中,稠油体系与CO₂ 难混相,最小混相压力高于地层破裂压力的问题,对CO₂ 与原油的混合体系进行了分子模拟,考察了降混剂种类和加量、温度、压力的影响。由径向分布函数得到混相过程中CO₂ 分 子及沥青质分子的聚集程度,进而明确各类分子的分散状态,分析其作用机理。在此基础上,开展高温高压PVT 相态实验,测定CO₂ 与原油混合体系中添加不同降混剂后的体积膨胀系数和CO₂ 溶解度,对分子模拟结果进行验证。最后,对柠檬酸三甲酯、苯甲醇、苯甲酸乙酯3种降混剂进行优选,得到最优复配配方,并通过细管实验评价其降混性能。分子模拟结果表明,柠檬酸三甲酯的降混效果最为显著,可有效增大CO₂ 分子间的聚集程度,降低 沥青质分子间的聚集程度;在高压（6.90MPa）低温（308.15K）的条件下,降混剂更能发挥其作用。PVT相态实验 结果表明,0.23%柠檬酸三甲酯的增溶与增膨作用最佳,与分子模拟结果一致。降混剂最优复配配方为80%柠檬 酸三甲酯+20%苯甲酸乙酯。在原油-CO₂ 体系中加入0.23%复配降混剂,最小混相压力降幅为21.47%,CO₂ 溶解 度和原油采收率提高。降混剂含有亲油的烃类基团和亲CO₂ 的酯基,不仅能与原油体系中的极性分子结合,拆散各沥青分子的聚集体,同时在双亲性能作用下,能吸附在原油与CO₂ 的界面上,降低原油与CO₂ 的界面张力,进而降低最小混相压力。