CO2干法压裂工艺在江汉油田盐间页岩油的应用

江汉油田某区块盐间页岩油储层存在强水敏性,压裂过程中易造成盐层不稳定及生产过程中盐堵现象,需要考虑无水压裂工艺。二氧化碳干法压裂工艺采用纯液态二氧化碳代替传统的瓜尔胶等水基压裂液体系,可实现增产改造全过程无水相。将二氧化碳干法压裂工艺应用于王XX井,解决了水基压裂液体系在盐间页岩油层压裂中存在的问题。     

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。     

中高渗倾斜地层与水平地层中CO2地质封存的差异性对比

CO₂地质封存是减少CO₂向大气排放,缓解温室效应的有效手段之一。由于构造和成岩作用,倾斜地层在自然界中普遍存在,研究倾斜地层对CO₂封存量及安全性的影响具有实际意义。依托新疆准噶尔盆地阜康凹陷某CO₂地质封存示范工程,采用数值模拟方法,分析了中高渗CO₂储层地层倾角变化对CO₂地质封存过程的影响。结果表明:CO₂注入将导致近井区域地层压力显著升高; 中高渗倾斜地层与水平地层相比,在地层压力分布、CO₂侧向运移距离、CO₂注入速率和总封存量等方面均存在明显差异。相比于水平地层,由于地层倾角的存在,倾斜地层压力呈不对称分布,CO₂侧向运移距离显著加大。倾斜地层中压力传递和消散过程与水平地层差异显著,受此影响,倾斜地层与水平地层CO₂的总注入量差值随时间呈非单调性变化。在注入初期,倾斜地层CO₂的总注入量小于水平地层,随着注入时间延长,倾斜地层CO₂的总注入量逐渐接近并超过水平地层; 注入20年后,相较于水平地层,倾斜地层倾角越大越有助于增加CO₂的总注入量,这一研究结果与前人基于低渗倾斜地层的研究结论正好相反。地层倾角的存在会促进CO₂向浅部运移,倾角越大,CO₂向浅部含水层和大气泄露的风险越大。因此,在CO₂地质封存场地选址中,应充分考虑倾斜地层对封存效率及安全性的影响。     

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。     

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。     

强水窜油藏凝胶/CO2复合吞吐三维物理模拟

针对华北油藏,选取淀粉凝胶在室内开展配方优选及性能评价,随后采用三维水窜模型开展凝胶/CO₂复合吞吐室内物理模拟实验,并提出了通过凝胶/CO₂复合吞吐提高采收率的方法。结果表明,优选的凝胶体系具有良好的注入性能,小剂量凝胶体系即可在水窜通道中形成I级刚性凝胶,其阻力系数仅为4.36,残余阻力系数高达604.70。三维物理模拟实验结果表明,凝胶/CO₂复合吞吐可提高采收率11.36%,降低含水量至4%～18%。在淀粉凝胶封堵强窜通道后,CO₂可有效置换近井地带剩余油,同时边水可动用基质内部剩余油,在CO₂和边水的双重作用下,大幅度提高强水窜油藏采收率。     

咪唑鎓溴盐催化CO2与氧化苯乙烯的环加成反应

采用4-甲基间苯二甲酸、三甲基硅咪唑和苯并咪唑为原料,设计合成了两种咪唑鎓溴盐,即1,3-双(3,5-二甲氧羰基苯甲基)咪唑鎓溴盐(化合物1)和1,3-双(二甲氧羰基苯甲基)苯并咪唑鎓溴盐(化合物2),并通过¹H NMR、IR和TGA进行结构表征.将两种咪唑鎓溴盐用于CO₂与氧化苯乙烯的环加成反应,实验结果表明：当催化剂用量为3%(摩尔分数),在不添加辅助催化剂,反应温度为100℃,无溶剂且CO₂处于球压的条件下,化合物1、化合物2催化CO₂与氧化苯乙烯反应生成碳酸苯乙烯酯,产率分别达到83%和86%;两种催化剂均可通过洗涤回收;经¹H NMR分析表明催化反应后催化剂结构没有发生变化;化合物1可以循环使用6次而产率没有明显降低,化合物2循环使用3次后产率为78%.     

超临界CO2 处理对乳状液稳定性的影响机理研究

超临界CO₂(scCO₂)混相驱在提高原油采收率的同时,也显著改变采出原油乳液的性质。利用自主研发的CO₂-原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行混相处理,分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后长庆原油及其W/O 乳液的流变性、稳定性和微观形貌。实验结果表明,scCO₂ 处理改变了长庆原油的组成,破坏了沥青质溶剂化层结构,使得失去保护的沥青质胶粒更易吸附于油水界面;scCO₂ 处理也使得析出的蜡晶尺寸更加细小,数量增加,这将导致乳液黏度显著增大。上述变化导致scCO₂ 处理后W/O 原油乳液的水滴粒径变小、分布更加均匀,宏观表现为乳液体系的流动性恶化、稳定性增强。     

盐间泥质白云岩油藏防盐技术的研究和应用

盐间泥质白云岩油藏由于特殊的成藏模式和储层特征,水基入井液进入地层后形成高矿化度溶液,返排的过程中随着温度压力的降低易产生大量的盐垢,影响油田的正常生产,导致措施改造的有效期缩短,效果变差。通过对目前生产井的地层水、盐垢和返排油嘴处盐结晶的理化性能进行分析,明确氯化钠是盐结晶的主要成分,研究氯化钠盐抑制剂及防盐压裂液体系,提升防盐技术,在挤水措施中应用防盐技术能够提高增油效果,延长挤水的有效期。     

基于玉米秸秆的氮掺杂多孔碳制备及其对CO2吸附和CO2/N2分离性能研究

为解决大气中日益增加的CO₂含量问题,以玉米秸秆为原料,采用水热碳化和KOH活化处理,通过控制KOH活化强度,制备出一系列具有发达孔道结构的氮掺杂多孔碳样品(CPH-0,CPH-0.5,CPH-1)。通过扫描电镜、透射电镜表征、N₂吸-脱附等温线测试及元素分析,获得多孔碳孔道结构发展、N含量与KOH活化强度的关系。通过CO₂吸附测试分析可知,多孔碳的CO₂吸附量在低压(<15 k Pa)时受N含量影响,在常压(100 k Pa)下由超微孔(<1 nm)孔体积决定。样品CPH-0的N含量最多,在低压范围表现出优异的CO₂吸附能力。样品CPH-0.5的超微孔孔体积最大,在25°C,100 k Pa条件下,对CO₂的吸附量可达3.97 mmol/g,同时还表现出较好的CO₂/N₂选择性和优异的循环稳定性。该法制备的多孔碳在CO₂吸附和CO₂/N₂     

高温高压CO2反应流动相变致裂机理

利用自主研制的气动力脉冲真三轴试验系统,开展了超临界CO₂热冲击致裂高强度混凝土块体试验,探究了热源功率、CO₂初始压力对热冲击破岩过程及裂隙损伤演化规律的影响,分析讨论了高温高压CO₂相变致裂过程及其裂纹扩展演化规律.充分考虑含能材料反应放热、CO₂相态变化、传热传质、瞬态非线性流动以及高压气体驱动损伤演化过程,建立了高温高压CO₂热冲击破岩的热-流-固-损伤(THMD)多场耦合模型,进一步分析了CO₂温度场、压力场以及损伤演化规律,揭示了高温高压CO₂反应流动相变致裂机理.研究结果表明：超临界CO₂热冲击致裂过程主要包括：高压气体瞬态释放产生应力波诱导型径向裂缝;相变膨胀的高温高压CO₂驱动径向优势裂缝扩展,并产生分支裂缝.其中气动力脉冲峰值压力和瞬时加载速率的增加有助于产生更多的径向裂缝,而CO₂初始压力和聚能剂含量的提高会使分支裂缝更容易形成.此外所建立模型的模...     

功能化离子液体催化CO2转化合成高附加值化学品综述

CO₂既是造成温室效应的主要气体,也是储量丰富、价廉、低毒且有望成为人类替代石油和天然气作为未来“碳源”的重要资源,CO₂的高效、清洁资源化利用已显示出重要的科技与经济价值。鉴于CO₂自身的热力学稳定性和动力学惰性,催化剂的设计与开发成为温和条件下CO₂高效率、高选择性转化的关键。离子液体作为一类新型的软介质和功能材料,在催化CO₂转化领域展现出广阔的应用前景。本工作综述了近五年离子液体在催化CO₂转化合成各种高附加值化学品中的应用,阐明了不同阴阳离子结构对CO₂活化及转化性能的影响,分析了离子液体介质中CO₂与不同底物的反应机理,为新型离子液体在CO₂捕集与转化中的应用与发展提供了重要指导。     

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。     

江汉盆地盐间页岩油油藏特征及开发对策

江汉盆地盐间页岩油藏具有储层易结盐、堵塞,直井生产有效期短,累油量低等特点,开发效果较差。但该盐间页岩油藏以富碳纹层状泥质云岩相为主,具有较好的烃源、储集、含油性条件,储层具有强速敏、强应力敏,可以采用长水平段体积压裂、控速生产以及保持合理的生产压差等方法,多措并举,有效改善开发效果,为同类型油藏的开发提供借鉴。     

N2/CO2气氛下工业危废污泥热解气化的TG-FTIR分析

采用热重-红外联用技术（Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy, TG-FTIR）对CO₂和N₂气氛下工业危废污泥的热化学转化特性展开研究,重点考察不同气氛对污泥热解气化过程的影响。主要分析不同气氛下污泥的热转化失重、产物析出规律及不同反应阶段的反应动力学特性。热重分析表明,CO₂对污泥热转化的影响主要在700℃以上温度范围;CO₂参与焦炭的气化反应,失重速率大幅提升,促进了CO,CH₄,NH₃在高温下的析出。红外分析显示,CO₂和N₂气氛下,反应温度在1 000℃左右时均有大量甲基化合物析出,且CO₂气氛下强度更高。各反应阶段活化能随温度升高逐渐增加,污泥与CO₂气化反应速率高于相同反应阶段N₂下的热解反应速率。     

海上天然气吸附净化脱CO2的动态穿透实验研究

为了研究摇摆工况、天然气中所含的H₂O和N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响,开展了静止和摇摆工况下多组分混合气体在干燥和含H₂O的13X分子筛上的动态穿透实验。采用质谱仪对CH₄、CO₂和N₂按比例进行配气,获得了CH₄/CO₂和CH₄/ CO₂/ N₂两种多组分混合气体;在静止和摇摆工况下,通过动态穿透实验测定了不同时间下混合气体中每种气体在干燥和含H₂O的13X分子筛出口处的分压,得到了穿透曲线以及穿透时间;通过穿透曲线分析了静止和摇摆工况下干燥和含H₂O的13X分子筛对两种混合气体中CO₂的吸附净化效果,进而得到了摇摆工况下H₂O以及N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响。实验结果表明,无论在静止还是摇摆工况下,13X分子筛对CO₂的吸附能力最强,对N₂的吸附能力最弱;N₂的存在有利于海上天然气吸附净化脱CO₂,而H₂O和摇摆不利于CO₂的脱除。     

暂堵压裂层间应力差分析

暂堵压裂是提高坪北特低渗油藏的一项重要技术,由于地质条件及油藏动态复杂多变,暂堵压裂井的效果时好时差,为了提高平均单井产量,对层间应力差进行分析,可以收到比较理想的效果。结果表明:(1)暂堵压裂井层间应力差值越大,裂缝转向后仍然在油层延伸的可能性越大,造成无效加砂的几率越小,对增产越有利。(2)层间应力差越大,暂堵剂产生的滤饼阻力越大,在暂堵剂的承压强度范围内,越有利于暂堵剂的封堵作用,从而提高缝内净压力,有助于裂缝的转向。     

桥塞分段-射孔联作压裂技术在新沟非常规油藏的应用

新沟油田新下Ⅱ油组储层较薄、油层砂泥交互,非均质性严重,胶结物含量高,属于特低孔超低渗储层,是江汉油田近年投入勘探开发的非常规油藏,初期通过压裂突破了非常规油藏的"出油关"。在地应力剖面研究和人工裂缝形态模拟及分析的基础上,采用水平井泵送桥塞-射孔联作分段压裂工艺进行了2口井分段压裂施工,增产效果明显好于直井压裂。试验结果表明,该工艺适用于新沟油田新下2油组非常规油藏的增产改造。     

含杂质CO2物性变化规律及其机理研究

在国家“双碳”战略背景下,利用CO₂提高油田采收率是封存CO₂的重要手段,但液态CO₂的安全储存、输送仍存在挑战,其中杂质气体对液态CO₂热力学物性的影响非常大。对现场取样的CO₂进行分析,确定了常见的7种杂质气体,并利用HYSYS、分子动力学模拟方法对含杂质CO₂的物性变化进行模拟计算,绘制物性版图并将其与纯CO₂的物性进行比较。研究表明,7种杂质均能使CO₂相图的气液共存两相区范围扩大,但不同杂质使气液共存两相区范围的扩大幅度不同;杂质主要通过泡点线的变化扩大气液共存两相区,而对露点线的变化影响不大;在含C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄杂质的CO₂混合气体中静电势能占据主导作用,因此相比于含H₂、CO、CH₄、羰基硫（OCS）的混合气体,其宏观物性受温度、压力波动的影响较小。