多孔介质中CO2埋存机理物理模拟实验评价

为了弄清高温高压多孔介质中CO₂的埋存机理,采用室内物理模型,对多孔介质中CO₂埋存机理进行了物理模拟实验评价。结果表明,CO₂溶解埋存主要受温度、压力和地层水矿化度的影响;CO₂溶于地层水后与岩石中的矿物发生矿化反应,反应前后岩石矿物质量分数发生显著变化;气水交替驱可有效地延缓CO₂的突破,提高CO₂埋存率,从而提高原油采收率。     

致密油藏CO2 吞吐数值模拟研究新进展

CO₂ 吞吐作为常规油藏的一种有效增产方式,在致密油藏中尚未普及。为研究CO₂ 吞吐在致密油藏的新特征,采用数值模拟的方法,对扩散系数、渗透率、储层非均质性及吞吐周期进行了研究。研究表明,CO₂ 扩散系数在致密油藏中不能忽略,扩散系数的大小影响了最终采收率。对于渗透率越低,储层非均质性越强的致密油藏,采用CO₂ 吞吐增油效果更加明显,而随着吞吐轮次增加,增油效果逐渐减弱。研究新进展对致密油藏优选CO₂吞吐增油措施具有一定参考价值。     

新疆油田CO2 辅助蒸汽吞吐技术研究

以新疆油田车510井区沙湾组浅层稠油油藏为研究对象,通过PVT 高压物性室内实验方法分析了CO₂ 辅助蒸汽吞吐开采机理,并针对在开发过程中出现的蒸汽超覆及汽窜现象等问题,对该区块进行了CO₂ 辅助蒸汽吞吐技术的现场应用。结果表明,措施井平均单井增油量为206t;措施井平均含水率降低了23%,目前已累计增油6792t,实现增油收益1564万元。经过CO₂ 辅助蒸汽吞吐措施之后可以明显改变该区块的开发效果,并对同类油藏的开发具有现实指导意义。     

耐高温强化泡沫体系提高超稠油油藏采收率研究

超稠油油藏经多轮次蒸汽吞吐工艺后, 易出现注汽压力过高、 热损失大、 蒸汽波及范围小、 汽窜等问题, 严重影响油藏的有效动用。针对超稠油油藏这一开采难题, 采用一维、 三维物理模拟手段研究了分别添加栲胶、碱木素的强化泡沫体系在油藏温度、 地层水矿化度、 注入方式等影响因素下的封堵性能。结果表明, 泡沫与两种凝胶体系均产生协同效应, 体现为凝胶强化了泡沫的稳定性, 而泡沫可携带凝胶更多的进入高渗层, 进而实现泡沫体系的高效调剖; 三维物理模拟实验表明,伴随蒸汽分别注入两种体系均可提高稠油油藏采收率,同时大幅降低含水率, 栲胶泡沫体系的伴注蒸汽驱开采方式可比单纯注入蒸汽提高采收率2 0%左右, 碱木素泡沫体系可提高1 1%。     

低渗透储层CO2 泡沫体系的筛选与性能评价

针对低渗透油田开发过程中存在的注水困难、水淹程度高、注入水利用效率较低以及注气开采易发生气窜的问题,通过大量的室内物理模拟实验与测试,为吉林油田某低渗透区块CO₂ 泡沫驱优选出最佳的CO₂ 泡沫体系,并对体系的稳定性、发泡性、可注入性及渗透率适用范围等进行了特性评价。研究结果表明,三种发泡剂均 具有良好的发泡性能和稳定性,且均在可注入的范围内;当温度从45℃升到100℃时,泡沫体系的半衰期急剧减小,稳定性能均变差;三种泡沫体系中FP388发泡性最好,综合性能最优。     

蒸汽吞吐后期提高采收率技术筛选研究

针对稠油油藏蒸汽吞吐后期汽窜严重的现象,开展了蒸汽泡沫调驱的室内实验研究,绘制了吞吐后期提高采收率措施选择图版。利用数值模拟技术,对埕南91块超稠油田进行了提高采收率措施优选,优选结果与图版法得到的结果相同,证明了图版的正确性,为类似稠油油藏提高采收率方法的选择提供了借鉴。     

延长油田CO2 驱埋存潜力评价方法

目前,油藏已经成为CO₂ 埋存的重要场所,向油藏注入CO₂ 的同时可以提高原油采收率。根据延长油田靖边CO₂ 试验区储层物性特征,利用构造地层埋存、束缚埋存、溶解埋存及矿化埋存等机理,考虑CO₂ 在原油中溶解、CO₂ 在地层水中溶解及自由气的埋存,建立评价CO₂ 埋存量的模型,通过所建立的模型可以评价延长油田 靖边CO₂ 试验区埋存潜力。模型应用结果表明,靖边CO₂ 试验区CO₂ 埋存量可达209.879×104t,储层CO₂ 埋存量大,具有非常好的埋存潜力,为延长油田进行CO₂ 驱提供了重要的指导。     

非均质性油藏剩余油产生机理实验研究

为深入掌握非均质性油藏剩余油的产生机理,设计填砂管并联水驱油室内物理模拟实验开展研究。结果表明,油藏的非均质性导致高渗带的渗流阻力远低于低渗带的渗流阻力,使得大部分注入水直接进入渗流阻力更小的高渗带,使得高渗带的驱油效率较高,而低渗带赋存大量剩余油;随着水驱的进行,高渗带容易形成水流优势通道,波及效率降低,因此封堵水流优势通道,可提高整个油藏的波及效率和采出程度。     

降低CO2 驱混相压力的发展现状

将CO₂ 注入油层, 不仅封存了CO₂ , 还可以大幅度提高油气田采收率, 达到CO₂ 减排和油藏高效开发的双赢目的, 受到了相关研究者的广泛重视。如何有效地降低CO₂ 与原油之间的混相压力, 是目前CO₂ 驱提高采收率研究的主要热点和难点之一。文中比较了降低CO₂ 驱混相压力的几种方法, 探索新的亲CO₂ 表面活性剂以降低CO₂ 驱最小混相压力。目前, 降低CO₂ 驱混相压力的主要方法有添加共溶剂法, 但成本比较高; 超临界CO₂ 微乳液法可以降低CO₂ 驱混相压力, 但是目前表面活性剂的研究主要集中在降低油/水界面张力的离子型表面活性剂, 关于降低油/CO₂ 界面张力的非离子表面活性剂还鲜有报道; 亲CO₂ 表面活性剂是降低CO₂ 驱混相压力的一种新探索, 但目前已用的表面活性剂与CO₂ 的亲和性差, 使得CO₂ 对极性较强的大分子物质的溶解能力受到限制。因此, 开发新的亲CO₂ 表面活性剂以达到降低CO₂ 驱混相压力的效果显得尤为关键。     

考虑边水影响的蒸汽吞吐参数优化研究

XQ⁃45区进入多轮次蒸汽吞吐阶段后,受边水、断层、储层性质等因素的影响,剩余油分布复杂,吞吐效果越来越差。结合油藏动态数据,依据剩余油饱和度参数的不同将该区块79口油井划分为不同类型稠油井。其中,受边水影响的稠油井较多（22口）,边水沿高渗层向油井推进过程中,油井含水率上升较快易造成水淹。为进一步改善蒸汽吞吐开发效果,针对边水影响型油井中未水淹层段,采取单层蒸汽吞吐的方式来研究边水影响的蒸汽吞吐参数优化。通过提取单井地质模型,对比不同注汽方案,优选出最佳方案,即：注汽强度为100 t/m,油汽比将保持在0.2 t/t以上,可获得最大采油量。结果表明,周期注汽强度为100 t/m时,周期产油量在第3轮次达到峰值,蒸汽波及半径达到最大值。吞吐5个轮次后,累注汽量3 700 t,累产液量4 500 t,累产油量738.65 t,方案实施效果较好。     

特高含水油藏深部调驱体系三维物理模拟

以孤岛油田中一区Ng3注聚区为目标油藏,研究聚二乙烯基苯(divinylbenzene-co-acrylamide,DCA)微球-强乳化体系聚驱后提高采收率的能力.针对该油藏特点,设计非均质岩心物理模拟实验,优化DCA微球-强乳化体系的注入参数及微球粒径.以相似准则为原理设计三维非均质模型,用电阻率法测试不同驱替阶段含油饱和度变化,设计聚驱-井网调整-深部调驱和井网调整-聚驱-深部调驱2种实验方案.结果表明,DCA微球-强乳化体系在聚驱后仍可提高采收率8.3%左右;DCA微球-强乳化体系可封堵复杂的水流通道,对于高度分散的剩余油可有效提高采收率.     

超疏水亲油MTCS/mSiO2/NCC气凝胶的制备与表征

为了制备一种超疏水亲油材料基于纤维素可生物降解的环保特性，采用废棉制备了超疏水亲油的甲基三氯硅烷(MTCS)/mSiO₂/纳米微晶纤维素(NCC)气凝胶。首先将废棉打碎酸解成NCC，再用KH560对SiO₂进行改性，然后以NCC和mSiO₂为原料，制备mSiO₂/NCC复合气凝胶，最后以MTCS为疏水改性剂对m SiO₂/NCC气凝胶改性，制备成超疏水亲油的MTCS/mSiO₂/NCC气凝胶，并使用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪，对超疏水亲油材料的形貌、结构及表面浸润进行表征。结果表明：制备得到了一种三维多孔、结果稳定的超疏水亲油MTCS/m SiO₂/NCC气凝胶，静态水接触角最高达150.97°，对食用油、机油和石蜡油的最大吸油倍率分别为60.00 g/g、58.15 g/g和43.27 g/g，能够快速分离油水混合物，具备良好的超疏水亲油性能。     

CO2跨临界—有机朗肯复合循环的简单计算与特征分析

由于我国地热资源以低品位热能为主,增强型地热系统在发电方面的应用会受限于过低的热效率。理论上,如直接将超临界CO₂与有机工质进行混合,确实有可能提升热动力系统的机械效率。根据该流程设计,对部分参数范围内的CO₂跨临界—异丁烷复合循环的效率进行了估算。计算使用了流量分别为1 kg/s的CO₂和0.25 kg/s的异丁烷流体。计算结果显示,特定状态下的超临界CO₂在膨胀为气态的过程中焦—汤效应显著,流体混合使得异丁烷先蒸发汽化,然后在膨胀中发生冷凝,使得膨胀机内部出现了两相流。冷凝后的异丁烷工质可再次注入压缩机与气体CO₂接触,使得CO₂升温减缓,同时自身获得预热。可借助异丁烷工质降低CO₂的温变范围,改变CO₂膨胀和压缩过程中的多变指数,使其更接近等温过程而非绝热过程,进而提高膨胀和压缩过程的效率。因此,该循环具备显著提高低品位CO₂热动力循环效率的潜力,在未来可用于基于CO₂的地热发电技术。     

稠油油藏注蒸汽开发井间汽窜描述与影响因素

稠油油藏在注蒸汽热力采油过程中,井间一旦发生汽窜,导致蒸汽无效循环,将严重制约蒸汽波及体积的扩展和原油采收率的提高。用二维可视化实验装置,研究稠油油藏注蒸汽开发过程中的汽窜现象以及剩余油分布特征,再利用数值模拟方法研究井间汽窜的影响因素。结果表明,多孔介质中蒸汽的推进实际为蒸汽驱动冷凝水与变温热水驱动原油的渗流过程;驱动前缘以外,油藏温度逐渐降低,呈现常规非活塞水驱油特征,水的渗流速度快于原油,呈现明显的突进现象,窜流通道两侧留有大量剩余油,注采井间汽窜时的平面波及系数仅为43.16%;而在热波及区域内,存在绕流残余油与角隅滞留油。影响井间汽窜的主控因素包括：井位与高渗带位置关系、平面非均质性、厚度、原油黏度、注汽速度等。     

ZrxCe1-xO2/NC催化CO2和苯乙烯-锅法制环碳酸酯

CO₂与烯烃转化为环碳酸酯是当前一种有效的固碳策略,为此设计了一种掺氮多孔碳负载锆铈双金属(Zr_xCe_1-xO₂/NC)催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、 N₂-吸附、 CO₂和NH₃程序升温脱附(CO₂-TPD和NH₃-TPD)等表征了催化剂的形貌、物相、孔结构以及酸碱两性特征。结果表明,该催化剂可在无卤条件下催化CO₂和苯乙烯一锅法制备环碳酸酯,特别是Zr_0.75Ce_0.25O₂/NC在2 MPa CO₂下,采用80℃/8 h和150℃/8 h分段工艺,实现了74.87%的转化率和80.43%的环碳酸酯选择性,这归因于氧化铈(CeO₂)和氧化锆(ZrO₂)在碳载体上的均匀分散,以及丰富的酸-碱性位点协同作用。     

水驱稠油油藏CO2吞吐实验研究

为了进一步提高水驱稠油油藏的开发效果,利用室内物理模拟实验方法,研究了普通稠油油藏水驱开发后期转CO2吞吐的开采机理及可行性,分析了影响CO2吞吐效果的各项工艺参数。实验结果表明,CO2吞吐的周期注气量、注气速度、焖井时间和生产过程中的井底流压及降压方式都对CO2吞吐效果有重要影响,合理控制各工艺参数可以在水驱稠油油藏得到较好的CO2吞吐效果。     

流化床O2/CO2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究王文康1,卜昌盛1,熊金琴1,王昕晔1,张居兵1,朴桂林1,张孝勇2

流化床O₂/CO₂燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一. 为进一步探究工业流化床O₂/CO₂燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O₂和CO的浓度,深入考察了O₂/CO₂取代O₂/N₂后,不同的床层温度(800～900 ℃)、O₂浓度(4%～10%)及颗粒粒径(2～8 mm)下的烟煤焦燃烧特性. 实验结果表明:O₂/CO₂气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O₂浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加; 煤焦燃烧反应由O₂扩散控制,气化反应由反应动力学控制; 相较于O₂/N₂气氛,低床温下,O₂/CO₂气氛下的O₂扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因; 高床温下,除O₂/CO₂气氛下O₂的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.     

稠油油藏蒸汽吞吐转蒸汽驱可行性研究

以J油田W区块为例,综合筛选标准、理论计算及数模优化方法,评价油藏属性、物质基础及开发现状,形成蒸汽吞吐转蒸汽驱可行性的评价方法,进而确定目标区转蒸汽驱适应性：研究区块储层物性参数与蒸汽驱筛选标准符合良好;远井地带剩余油饱和度高,增油储量基础好;井间形成有效热连通,吞吐阶段储层预加热程度可满足转蒸汽驱需求。基于此优化蒸汽驱关键参数,确定蒸汽吞吐转蒸汽驱最优技术策略。优选在蒸汽吞吐阶段采收率达到15.20%时转换为注汽3个月,注汽速度为133.33 t/d,停注1个月的间歇注汽,蒸汽干度为0.60,采注比为1.3的蒸汽驱开发方案。预测表明,当油汽比达到0.12时,最终采收率达42.3%,较蒸汽吞吐提升29.6%。研究为稠油油藏蒸汽吞吐转蒸汽驱可行性分析提供参考,为其他同类型油藏技术策略的制定提供借鉴意义。     

褐煤在N2及CO2气氛下的热解与富氧燃烧特性

为了掌握不同气氛下褐煤热解与富氧燃烧的特性以及其之间的联系,在管式炉反应器上利用锡盟褐煤在N₂和CO₂气氛以及600~1 000 °C条件下进行热解. 进一步对其在O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下进行富氧燃烧实验,考察不同反应温度(600~1 000 °C)以及不同氧气体积分数(21%~60%)条件下的富氧燃烧特性,结合热解实验结果探究CO₂气化反应对富氧燃烧的影响. 结果表明,CO₂气氛中锡盟褐煤在700 °C时开始CO₂气化反应,随温度增加气化反应增强,CO₂主要通过高温区的气化反应来影响煤热解及燃烧,700 °C以上气化反应能促进富氧燃烧进程. 对于O₂/CO₂气氛的富氧燃烧,当氧气体积分数为30%时,在800 °C以下温度对CO氧化反应影响更大,而在800 °C以上温度对CO₂气化反应影响更大. 当氧气体积分数相同时,O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下褐煤富氧燃烧反应时间差异不大.     

大庆油田杏十二试验区活性水驱油体系优选研究

针对大庆油田L区块产水率高的问题,在杏十二试验区开展活性水驱油体系研究。结合区块油藏条件,选取合适的表面活性剂,通过室内物理模拟实验对活性水驱油体系进行优选。结果表明,表面活性剂能有效降低油水界面张力,提高石油采收率,且随着活性水注入质量分数的增加,注入压力增大。在室内驱油实验中,当1^# 活性水质量分数超过0.08%时,采收率增长幅度明显变缓。最终结合实验结果与经济评价方法,筛选出适合杏十二试验区的驱油体系,即甜菜碱型表面活性剂与地层水以质量分数0.08%配成活性水,最优用量为0.25PV。