HAPAM/NP-10复配溶液在高温高盐下的溶液性质及复配结构

在总矿化度180 000 mg/L、温度85℃条件下,考察了自制疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)/非离子表面活性剂(NP-10)复配溶液的黏度与拉伸流变行为,并研究了NP-10对HAPAM溶液流变性能的影响及复配结构的变化。实验结果表明,NP-10的加入对溶液黏度几乎没有影响,但对溶液弹性影响很大,将疏水单体(AMCn)质量分数1%的HAPAM配制成为质量浓度1 000 mg/L的溶液,并逐步提高NP-10的浓度,在ρ(NP-10)≤1 000 mg/L时,溶液表现出假塑性流体的特性;ρ(NP-10)=500 mg/L时,弹性最大;ρ(NP-10)≥1 500 mg/L时,溶液的假塑性逐渐消失,流变性能更趋近于牛顿流体;NP-10与HAPAM复配溶液的结构变化主要与溶液中AMCn及NP-10的含量有关,当AMCn与NP-10的质量比在1∶50及1∶150附近时,HAPAM与NP-10的复配结构发生明显转变。     

水解度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

以丙烯酰胺、丙烯酸钠及疏水单体共聚合成了水解度为25%的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),采用加强碱在95℃高温下水解的方法,分别获得水解度50%和70%的聚合物,并研究三种不同水解度下HAPAM溶液的性能。实验结果表明:HAPAM水溶液的表观黏度随水解度的增大先增大后降低;不同水解度的HAPAM溶液表现出了一定程度的盐增黏现象,水解度为50%和70%的HAPAM盐溶液随着Ca2+、Mg2+浓度的增加出现相分离;不同水解度HAPAM溶液黏度随剪切速率的增加而降低,表现出明显的剪切稀释性;水解度低的聚合物溶液随聚合物浓度的增加更易表现出黏弹性,而水解度过高时,溶液只能表现出黏性行为;同一水解度的聚合物,随着NaCl浓度的增大,溶液的黏弹性呈现先增大后降低的趋势。图15参15     

渤海SZ36-1油田油藏条件下缔合聚合物溶液黏度老化影响因素

在注聚流程中,缔合聚合物溶液从配注设备注入井口到最终从生产井产出,经历一个较长的过程,这个过程对缔合聚合物溶液的黏度老化提出了要求,即聚合物溶液在从生产井流至地面之前,聚合物溶液的黏度应保持在某个范围,否则将影响其提高采收率的效果。为此,研究了缔合聚合物溶液黏度的影响规律,研究认为,在渤海SZ36-1油田油藏条件下,影响缔合聚合物溶液黏度老化的关键因素是地层水中钙镁离子浓度较高,地层水中其他离子和溶解氧不是影响缔合聚合物溶液黏度老化的关键因素。当水溶液中钙离子的含量低于400 mg/L、镁离子的含量低于250 mg/L时,缔合聚合物溶液稳定性较好,并且在老化初期(40 d内),其溶液出现高温增黏现象。     

高价金属离子对疏水缔合聚合物溶液黏度稳定性影响机理研究

研究了高价金属离子对疏水缔合聚合物溶液的影响,研究表明,在钙、镁离子的作用下,聚合物溶液的黏度剪切稳定性变化较大。利用荧光分光光度计和广角激光光散射仪,考察了钙、镁高价金属离子对疏水缔合聚合物溶液微观结构的影响及机理分析。试验结果表明,钙、镁高价金属离子的物理化学作用是影响疏水缔合聚合物溶液黏度稳定性的关键因素;相同条件下,镁离子的影响大于相同质量浓度钙离子的影响。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)和常规聚丙烯酰胺(HPAM)的增黏机理

疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)与常规聚丙烯酰胺(HPAM)相比具有显著的高效增黏性、耐盐性和理想的耐温稳定性。通过测定HAPAM溶液的电导率和黏度,得到聚合物的临界胶束质量浓度为450 mg/L。通过红外光谱和核磁共振分析,可知HAPAM侧链含有长的烷基链,并且侧链含有双键,这些构成疏水基团,起到疏水缔合作用。扫描电镜观测结果从形态上直接说明了HAPAM和HPAM的增黏和降黏机理,HPAM溶液的表观黏度主是由非结构黏度η_n构成,HAPAM溶液黏度由非结构黏度η_n和结构黏度η_s共同构成。     

高温下高矿化度对泡沫性能的影响

考察了一价阳离子Na~+和二价阳离子Ca~(2+),Mg~(2+)对非离子起泡剂烷基糖苷(WT)、两性离子起泡剂甜菜碱(YX)泡沫性能的影响,测定了WT和YX的临界胶束浓度(CMC)及YX在含Ca~(2+),Mg~(2+)溶液中的透射率,采用SEM表征了泡沫微观结构,分析了矿化度对泡沫稳定性的影响机理。表征结果显示,随矿化度增大,形成的泡沫液膜厚度和黏弹性均增加。实验结果表明,矿化度大于3×104 mg/L时,随矿化度的增大,CMC降低,泡沫液膜厚度增加,包裹在液膜上的无机盐增多,泡沫稳定性增强,表现出一定的盐增效性;Na~+主要通过改变泡沫体系的CMC和电荷作用来影响泡沫的稳定性,而Ca~(2+)与Mg~(2+)则是通过离子与离子之间的化学反应、水化作用及电荷作用共同影响泡沫的稳定性,Ca~(2+)将与YX中阴离子基团反应生成不溶物,降低泡沫的起泡性与稳定性;Mg~(2+)则对YX泡沫性能影响不大。     

Ca~(2+)与Mg~(2+)对聚合物黏度影响及其增黏方法

大庆油田长垣西区注入污水中Ca~(2+)与Mg~(2+)质量浓度较高,导致聚驱效果不理想。研究了高质量浓度Ca~(2+)与Mg~(2+)污水对聚合物体系黏度的影响,提出了草酸作为Ca~(2+)、Mg~(2+)络合剂提高聚合物体系黏度的方法。结果表明:与长垣北区注入水相比,长垣西区注入Ca~(2+)、Mg~(2+)质量浓度较高,接近前者5倍;长垣西区污水配制的聚合物溶液黏度较低,与北区污水配聚相比黏度损失近26.3%;通过向溶液中添加适量草酸可以有效改善聚合物溶液性能;当络合剂与二价离子摩尔浓度比略大于1:1时,化学驱采收率增幅最大,与不添加络合剂聚合物体系相比提高了5.3%。     

无机离子对疏水缔合聚合物溶液行为的影响

采用光散射技术研究了无机离子对疏水缔合聚合物S308分子尺寸的影响,探索了疏水缔合聚合物S308分子尺寸随聚合物浓度、溶液矿化度的变化,同时利用流变技术表征了S308在盐溶液中的流变性。结果表明,分别用1 mol/L的Na Cl、KCl、NH4Cl盐溶液和0.01 mol/L的Ca Cl2溶液配制浓度为0.05 g/L的聚合物溶液,在不同阳离子对应聚合物溶液中聚合物分子尺寸按大小排序为:Rh(Ca2+)Rh(K+)≈Rh(NH4+)Rh(Na+),不同阳离子对聚合物分子尺寸的影响程度排序为Ca2+K+≈NH4+Na+。固定溶液中Na+含量为1 mol/L,分别采用Na Cl、Na2CO3、Na2SO4盐溶液配制浓度为0.05 g/L的S308溶液,在Na Cl溶液中的聚合物Rh仅为217 nm,而在Na2CO3和Na2SO4溶液聚合物Rh分别为277 nm和238 nm,说明在阳离子种类、含量相同时,相对于一价阴离子溶液,在高价阴离子溶液中聚合物的分子尺寸相对较大。在不同一价盐溶液中,溶液的表观黏度基本随分子尺寸变大而逐步提高。另外,随矿化度升高,S308的分子尺寸先上升后下降,均方回旋半径与流体力学半径的比值Rg/Rh逐渐减小,分子构型逐渐卷曲。     

聚合物驱采油污水的水质深化处理技术

为解决聚合物驱产出污水的重复利用和污水配制聚合物溶液时黏度损失率高的问题,考察了影响聚合物溶液的主要因素,合成了聚硅铝絮凝剂(PSi AS-1)并对其净水性能进行了评价,用OIL Scale Chem结垢预测软件模拟了净化水在地层条件下的结垢趋势,采用激光粒度仪分析了聚合物溶液中的微粒粒径。研究结果表明,聚合物溶液中的Fe~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、S~(2-)和悬浮物对聚合物溶液黏度的影响较大,在污水配聚合物溶液时必须进行控制;配方为50 mg/L的PFS(聚铁助凝剂)+200 mg/L的PSi AS-1+8 mg/L助沉剂的水处理剂能降浊除钙,使经深化处理后的净化水中Ca~(2+)、Mg~(2+)离子和残余聚合物含量均大幅降低,不含还原性二价铁离子和硫化物,含油量和悬浮物含量均较低。该净化水中少量的聚集体微粒的平均粒径在100 nm以下,远小于地层孔隙直径,不会发生碳酸钙垢堵塞地层的情况,可满足污水配制驱油用聚合物溶液的技术要求。     

离子对缔合聚合物溶液黏度剪切保留率影响研究

针对渤海SZ36-1油田高温、高盐、大井距对注聚用聚合物剪切稳定性的要求,进行了SZ36-1油藏条件下,Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子对缔合聚合物AP-P4溶液黏度剪切保留率的影响研究。研究发现,影响缔合聚合物溶液黏度剪切保留率的关键因素是溶液中的Ca2+、Mg2+;在Na+、K+浓度小于10 000 mg/L时,其存在有益于提高溶液黏度的剪切保留率;Ca2+、Mg2+浓度超过400 mg/L时,溶液黏度的剪切保留率开始明显降低;在Ca2+、Mg2+浓度低于100 mg/L时,其存在有助于提高溶液黏度剪切保留率。在模拟渤海SZ36-1油田注聚水源井A15井的水质条件下,证实了Ca2+、Mg2+是影响缔合聚合物AP-P4黏度剪切稳定性的关键因素。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。