化学驱实用数学模型及其应用

为了使数值模拟能更加准确地描述化学驱油的复杂机理,根据近年来化学驱油理论研究的新认识,建立了描述化学驱油过程的数学模型。模型是一个三维多组分化学驱模拟器,具有单一相对分子质量聚合物驱、多种相对分子质量聚合物驱和表面活性剂一聚合物-碱复合驱模拟功能。该模型除具备商业化模型已有的流度控制和毛管驱替机理描述功能外,还新增了如下模拟功能:提高微观驱油效率的聚合物弹性描述、多种相对分子质量聚合物的混合驱油过程描述、低表面活性剂浓度化学复合驱过程的化学剂复合协同效应的表征,聚合物弹性和毛管数对相对渗透率的影响以及化学驱油过程所发生的对流、弥散、扩散和吸附等一系列物理化学现象的描述。该模型已在大庆油田化学驱油科研和生产实践中成功应用。     

新型聚合物驱油数学模型

建立了能模拟多种分子量聚合物溶液混合驱油和聚合物黏弹性作用驱油机理的数学模型,该模型从弹性效应和黏性效应两个方面描述了聚合物驱油机理。弹性驱油作用的数学描述是:弹性能降低残余油饱和度,使油相相对渗透率提高;黏性驱油作用的数学描述是:聚合物能增加水相黏度,改善油水流度比及扩大驱替液的宏观波及体积。在多种分子量聚合物溶液混合驱油机理数学模型中,每一种分子量聚合物在油藏中流动满足各自独立的物质传输规律,在驱油机理上表现为多种分子量聚合物溶液浓度之和的总浓度总体驱油过程,驱油机理数学模型中的参数表示为各种分子量聚合物相应参数浓度加权平均的形式。所建立的模型能够模拟聚合物驱油提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等物化现象。实际应用结果表明,该模型具有较强的实用性,可用于聚合物驱油的机理研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

聚合物驱原油富集聚并理论

为了深入认识聚合物驱油机理,优化聚合物驱油参数,利用分流理论建立了聚合物驱油过程中含油饱和度随时间变化的动力学数学模型.基于原油和聚合物溶液作用机理、运移规律的认识,从理论上揭示了油藏中有聚合物驱替液的前缘原油富集聚并过程的存在,随着原油不断的富集聚并,油藏中会形成油墙.根据聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性,利用建立的模型研究聚合物驱过程原油富集聚并的影响因素:聚合物溶液前缘的质量浓度梯度、聚合物黏度—质量浓度关系、聚合物溶液弹性和聚合物引起的水相相对渗透率下降.结果表明,高相对分子质量、高质量浓度聚合物驱具有大幅度提高采收率的潜力,为聚合物驱油过程相对分子质量和注入质量浓度的选取提供了科学的理论依据.     

芳6断块微生物驱油数值模拟

根据微生物在多孔介质中运移的规律，微生物在驱油过程中的生长与衰竭、深积、趋化性、扩散、对流弥散和培养基消耗以及微生物对原油的降解、乳化等特性，建立了适合微生物驱油的数学模型。利用该模型系统地研究了驱替过程中微生物浓度、注入段塞尺寸和注入方式对微生物驱油效果的影响。     

纳微米聚合物驱油室内实验及数值模拟研究

用模拟污水配制了纳微米聚合物溶液,在未膨胀和预膨胀条件下,进行了室内封堵实验。结果表明,纳微米聚合物可顺利注入储层,膨胀后可以有效地封堵高渗透层,在一定压力下发生突破和运移,可实现逐级封堵。根据纳微米聚合物驱油渗流特点,建立了三维三相三组分纳微米聚合物调驱数学模型。考虑到对流扩散和调驱渗流特性,采用隐压、显饱、隐浓的差分方法求解该数学模型,并编制了相应的数值模拟软件。在大庆龙虎泡油田纳微米聚合物驱油矿场试验区进行了数值模拟研究,优化了注入参数,实施后达到了增油降水和提高采收率的目的,与数值模拟预测指标基本符合。     

ASP复合体系在多孔介质中的传输特性

复合驱中，各种化学剂在液液和液固相互作用中的损耗不同，使得他们在多孔介质中存在色谱分离现象。为了更好地描述和分析化学剂在多孔介质中的传输规律，利用修正的传质扩散方程解析解处理实验资料，求出了方程中化学剂运移滞后系数和综合扩散系数参数。实验结果表明，对于单一的，不同的驱油剂，相同流动条件下的综合扩散程度和运移滞后程度存在差异，这种差异导致了色谱分离现象；相同流动条件下，三元复合驱油体系中由于聚合物的加入和竞争吸附的原因，使得其综合扩散程度和运移滞后程度小于单一驱油体系化学剂综合扩散程度和运移滞后程度。     

聚合物驱油数值模拟中的参数敏感性分析

研究了VIP-POLYMER升级软件聚合物驱油的机理，剖析了聚合物溶液在驱油过程中各种驱油效应及为了描述这些效应而引入的相关参数，并对描述聚合物驱油效应的参数及其敏感性进行了研究，筛选出了聚合物溶液的含盐量、浓度、粘度、聚合物在地层中的吸附量、聚合物引起的地层渗透率下降系数、不可及体积系数等参数为聚合物驱主要模拟参数，并介绍了聚合物溶液在地层中的阳离子交换现象，分析了聚合物相对分子质量差异对聚合物驱效果的影响，确定了聚合物驱模拟参数在聚合物工业化推广区块数值模拟研究中的应用条件及其合理取值范围。     

疏水缔合聚合物传输运移能力及其作用机理

针对疏水缔合聚合物分子线团尺寸与油藏多孔介质孔隙尺寸的配伍性差的问题,以β-环糊精(β-CD)为疏水缔合聚合物缔合程度的调节剂,以大庆典型聚驱区块储层地质和流体为实验平台,以注入压力、表观黏度、质量浓度、黏均相对分子质量为评价指标,研究了疏水缔合聚合物传输运移能力并分析了作用机理。实验结果表明,聚合物溶液在多孔介质内的传输运移能力较差且主要滞留在岩心前部区域。β-CD可以改善聚合物溶液的传输运移能力,有利于聚合物在多孔介质内均匀分布。随着β-CD含量的增加,聚合物溶液分子链间的缔合作用减弱,分子线团尺寸减小,聚合物溶液的传输运移能力增强。     

微生物吞吐渗流理论及预测方法

在微生物驱油作用实验基础上，通过对微生物繁殖代谢过程中的微生物生长与衰竭，微生物间的竞争排斥作用、诱导作用，产物的增溶、降解等化学反应，扩散、沉浮、吸附等作用机理和规律的研究，应用质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理，建立了微生物驱油吞吐渗流数学模型。该模型能反映微生物吞吐过程中的微生物运移、化学剂扩散、关井压力传播-弹性膨胀、流体物理化学变化、增产（吞吐）有效时间等的作用规律以及微生物作用与多孔介质中流固环境对吞吐效果的影响。在阐述微生物吞吐增产的基本渗流理论的基础上，提出了模拟计算方法。研究表明，微生物具有驱油、调堵、降黏、提高驱油效果等多重作用。图2表2参10     

活性聚合物驱参数优化设计研究

通过对活性聚合物驱驱油机理的研究,建立了活性聚合物驱油渗流数学模型方程组,较好地描述了活性聚合物在多孔介质的复杂渗流行为,以此为基础编制了数值模拟软件.根据正交试验设计原理,并利用数值模拟技术对孤岛采油厂中二南实验区块注入参数进行了优化,利用多级模糊评判对参数进行了敏感性分析,确定了最佳注入参数,为指导中二南活性聚合物驱开发提供了科学指导.     

AuCl3-BiCl3/C催化剂的制备及使用性能研究

以AuCl3为主催化活性组分,BiCl3为助剂,活性炭为载体,采用浸渍法制AuCl3-BiCl3/C催化剂,使用固定床转化器对催化剂在乙炔氢氯化反应中的催化活性（用乙炔转化率和氯乙烯选择性作为评价指标）进行测试,并采用BET,XRD,TEM方法进行了表征。结果表明：BiCl3的加入能提高乙炔转化率,0.3%AuCl3-0.9%BiCl3/C为最佳配比,活性组分分散度高,抗积炭能力好,在乙炔空速为20 h-1、V（C2H2）/V（HCl）=1:1.1、反应时间为24 h的条件下,乙炔转化率可达到98.9%,氯乙烯选择性高于99.7%,催化剂使用性能较好。     

三维各向异性介质三分量数据波型分离

波场分离作为偏移和反演前的准备工作，已显得越来越重要了。各向同性介质的波型分离取得了一定的成效。近来各向异性介质的波型分离也得到了关注，但进展不大。本文提出了在ω－Ｐ域对普适的三维各向异性介质三分量资料进行波型分离的方法。它充分利用了本征位移场与采集坐标系中三分量资料的线性关系，通过线性变换、使得ｑＰ、ｑＳ１、ｑＳ２三种波型彻底分离。     

3-巯丙基三甲氧基硅烷的合成

实验以3-氯丙基三甲氧基硅烷、硫脲为原料、KI为催化剂、乙二胺为中和剂,在无溶剂条件下合成了3-巯丙基三甲氧基硅烷.考察了催化剂、反应温度、中和温度对反应的影响,最佳合成工艺条件为:n(硫脲):n(3-氯丙基三甲氧基硅烷)=1.1:1,反应温度110～112℃,中和温度90～92℃,催化剂用量1.5%(与3-氯丙基三甲...     

三牙轮三喷嘴钻头井底射流辅助破岩机理分析

由于井底射流辅助破岩的复杂性，其室内模拟试验和理论分析均有较大难度，所获得的结论多以经验性的、定性的解释为主，还未能建立能用于实际的、确定有效的理论。为此，采用有限元方法模拟分析了三牙轮三喷嘴钻头井底射流流场，结合井底岩石应力状态和岩屑启动机制的分析，探索了井底射流辅助破岩的机理。研究结果表明，三牙轮钻头三个喷嘴直径的不同，致使井底流场高压区和低压区并存，钻头旋转，带动流场局部低压区周期性地覆盖井底，使得岩石破碎强度和岩屑启动的难度降低，钻头的破岩钻进效率提高。喷嘴间直径差别的增大，使得井底流场高压区和低压区之间的压差增大，钻井机械钻速提高。研究结果与现场试验结论一致。     

松辽盆地北部T3反射系数及T3反射层特征成因分析

介绍了反射系数计算方法; 阐述了松辽盆地北部Ｔ３ 反射系数分布规律, 分析了Ｔ３ 反射层特征的成因, 认为岩性岩相变化、埋藏较深、Ｔ２ 反射层屏蔽以及较小的波阻抗差是影响Ｔ３ 反射层特征的主要因素。     

三种套管接头抗压缩性能研究

针对套管接头抗压缩强度问题，使用全尺寸实物试验的方法对几种不同钢级、不同螺纹形式的套管接头的抗压缩强度进行了对比试验，并借助材料力学和有限元方法对试验结果进行了分析。实物试验中出现了管体失稳和接箍跳扣两种套管接头压缩失效形式。试验结果和分析结果表明，N80、P110钢级材料的压缩屈服强度高于拉伸屈服强度；偏梯形螺纹套管接头的压缩屈服强度比同钢级、同壁厚特殊扣螺纹套管接头低6.7%～7.7%；上扣是否到位，直接影响套管接头部分的抗压缩能力，上扣不到位的特殊螺纹套管接头的抗压缩性能甚至低于偏梯形螺纹接头。同时指出，为了保证上扣质量，不应使用浮动上扣方法，管柱设计中应进行抗压缩强度设计。     

FCC装置三旋效率低的原因及对策

针对中国石油抚顺石化分公司石油二厂催化裂化装置再生器第三级旋风分离器(三旋)效率低的问题,对三旋的运行状况进行了分析和核算,找出了原因,认为主要问题是烟气中催化剂细粉较多、粒度大,以及三旋单管烟气线速较低和单管排尘锥体处粉尘返混严重.采取堵管和排尘锥体开孔的措施后,实际运行结果证明,三旋效率提高了,三旋出口烟气中催化剂浓度、粒度达到标准,保证了烟气轮机的安全平稳运行.     

F127-MoO_3/Al_2O_3的制备及其催化氧化脱除二苯并噻吩的研究

以聚环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷(F127)为模板剂,通过沉淀法制备F127-MoO3?Al2O3催化剂,对催化剂进行FT-IR,XRD,FE-SEM表征,并考察催化剂的制备条件和催化氧化脱硫反应条件对含二苯并噻吩(DBT)模型油的催化氧化脱硫效果的影响。结果表明:在AlCl3的质量为3.17g的前提下,催化剂的最优制备条件为m(Mo)?m(Al2O3)=30%、F127添加量0.38g、焙烧温度540℃,模板剂F127的加入促进了MoO3在Al2O3表面的分散;催化氧化脱硫的最佳反应条件为m(催化剂)?m(模型油)=0.71%、V(H2O2)?V(模型油)=0.30%、反应温度60℃、反应时间10 min,在该条件下,DBT脱除率接近100%,DBT氧化产物全部转化为二苯并噻吩砜;催化剂经再生后重复使用8次,催化活性略有下降,但DBT脱除率仍可达到95.81%。     

稀土氧化物对WO_3-Bi_2O_3催化剂性能的影响

在WO3 Bi2 O3 催化剂中加入镧系稀土氧化物 ,并在固定床反应器中考察了稀土氧化物对异丁烯转化成甲基丙烯醛的影响。较佳的实验条件为 :反应温度 4 10℃ ,异丁烯在原料气中的浓度 10 % ,稀土氧化物添加量 15 % ,原料气流速 30mL/min。实验表明 ,添加CeO2 、Eu2 O3 及Tb4O7后 ,可明显提高异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛的选择性     

两种碳酸钙对PVC-U材料性能的影响

研究了两种具有代表性的碳酸钙对PVC-U材料性能的影响。试验结果表明,两种碳酸钙用量少时,对PVC-U材料配方的塑化性能影响不大,但用量增大后对塑化性能影响明显;两种碳酸钙用量变化对PVC-U材料的耐热性影响较小,但对热稳定性、拉伸性能和抗冲性能影响较大,两种碳酸钙对PVC-U材料抗冲性能的影响差别较大。