沥青质在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

为考察沥青质分子在不同溶剂环境中在岩石表面的吸附情况,选用代表性的沥青质分子结构,采用分子动力学模拟的方法研究了正庚烷、甲苯和吡啶3种溶剂中沥青质分子在羟基化石英表面的吸附机理。沥青质分子的平衡吸附构型显示,在正庚烷中,沥青质分子以较强的弯曲构型吸附在石英表面上;在甲苯和吡啶中,沥青质分子自身构型变化减弱,向石英表面吸附的趋势也明显下降。沥青质分子在石英表面吸附能及其与溶剂相互作用能的计算结果表明,正庚烷中沥青质在石英表面的吸附强度最大,而在甲苯和吡啶中其在石英表面的吸附则较弱;库仑相互作用能是沥青质在石英表面吸附过程中的决定因素,而范德华相互作用能则在沥青质与溶剂相互作用中占主导地位。因此,分子动力学方法可对沥青质分子吸附的动力学过程进行有效模拟。     

无机盐与沥青质的协同作用对油藏润湿性的影响

选用两种原油沥青质样品,对沥青质在岩石孔隙表面吸附所引起的润湿性改变进行了实验研究。测定结果表明,岩样润湿性改变的程度主要与沥青质的来源和岩样所含盐水的组成有关。盐水中无机阳离子的类型对沥青质所引起的油藏岩石润湿性改变有十分重要的作用。在浓度相同的情况下,阳离子价数越高,对润湿性的影响越大。盐水中的无机阴离子对沥青质引起的润湿性改变影响很小。在油气开采过程中,地层水和注入水的离子组成,特别是所含阳离子的类型,是影响油藏岩石润湿状态的一个不可忽视的因素。     

原油沥青质沉积和吸附引起储层损害的机理及损害程度评价

原油沥青质沉积对储层孔喉的堵塞和沥青质吸附引起的油藏岩石润湿性改变是造成储层损害、导致油井产能下降的重要机理之一。首先,从热力学平衡和溶解度两个方面论述了原油沥青质发生絮凝和沉积的机理,并采用粘度法测定了沥青质絮凝初始点;然后利用岩心流动实验方法,定量评价了沥青质沉积对储层岩石渗透率的影响;并采用经改进的自吸速率法,研究了原油沥青质吸附所引起的润湿性改变及其对产能的影响。实验结果表明,储层岩心油相渗透率下降的程度与沥青质沉积量、储层岩心的原始渗透率、沉积颗粒粒径以及原油流速等因素有关。原油沥青质在油藏岩石上的吸附所引起的润湿性改变是导致储层油相渗透率降低,从而造成储层损害的一个重要原因。     

石油沥青质的吸附行为——Ⅰ吸附机理及研究方法

沥青质是石油中最重组分,沥青质的吸附对石油生产与加工造成诸多损害.从沥青质吸附机理、理论模型、研究方法等方面对沥青质吸附问题的研究进展加以综述.对沥青质吸附行为有个全面的了解,才能更好地认识石油沥青质吸附过程.     

巴什托油田胶质沥青质堵塞机理及预测

巴什托油田生产过程中,"堵塞"现象一直伴随着生产存在,严重影响生产及油气开发.分析认为原油内部胶体不稳定,地层及井筒压降是导致沥青质沉淀堵塞井筒的主要原因.通过压力推导预测沥青质析出深度基本分布在500~2 400 m之间,在生产过程中,对该井段着重进行机械除垢,从而达到预防井筒堵塞的目的.     

石油沥青质的吸附行为——I吸附机理及研究方法

沥青质是石油中最重组分，沥青质的吸附对石油生产与加工造成诸多损害。从沥青质吸附机理、理论模型、研究方法等方面对沥青质吸附问题的研究进展加以综述。对沥青质吸附行为有个全面的了解，才能更好地认识石油沥青质吸附过程。     

胶质沥青质相互作用浅析

为认识胶质沥青质之间的相互作用,以委内瑞拉、辽河减压渣油为研究对象,测定了向沥青质-甲苯溶液中加入不同量的胶质得到的溶液的黏度、电导率以及各自的分子量。结果表明,辽河和委内瑞拉减压渣油的沥青质浓度较低时各浓度的胶质对沥青质的作用主要以分散作用为主;而沥青质浓度较高时低浓度的胶质对沥青质主要以分散作用为主,但随着胶质浓度的增大,吸附作用大于分散作用。由此推断,胶质与沥青质间存在着吸附与解缔的平衡,当平衡打破后,两者的作用会发生变化。     

CTAB改变固体表面润湿性的机理探讨

为了解阳离子表面活性剂改变固体表面润湿性的机理,首先用washburn法和微观实验研究了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对润湿性的影响,然后从吸附状态及化学反应的角度分析了CTAB与砂岩表面的作用机理。研究结果表明,砂岩表面的初始润湿性对它们之间的相互作用有一定的影响,CTAB可以改变砂岩表面的润湿性,使亲水表面变为中性,亲油表面变为亲水表面;在原子力显微镜下,亲水表面的吸附层为双层吸附,各层为“城墙”状,亲油表面的吸附层分层不明显;CTAB与带负电的砂岩表面可以发生化学作用而改变润湿性,还可以通过剥离砂岩表面的油膜而改变润湿性。     

油藏开发中沥青质沉积机理及理论研究进展

沥青质作为原油中最复杂的固体成分,因其多样的分子结构和分子量,极易受到各种因素的影响,从而导致失稳和沉积。为了构建在油藏开采中规避沥青质沉积的操作指南,对国内外关于沥青质沉积实验和模拟的研究进行了回顾和总结。从沥青质沉积阶段出发,可以将沉积过程依次划分为析出、絮凝和沉积3个阶段,并对稳定性评价方法进行了简要概述。从流体性质（包括沉淀剂类型、原油组分和黏度）、储层性质和开采工艺（包括温度、压力、流速和开发方式）等方面详细论述了影响沥青质沉积的因素。结果表明,采用光学显微镜法和光散射法可以准确获取沥青质沉积的临界条件,再结合沥青质沉积热力学模型（包括溶解度和胶体模型）可以对开发过程中的沥青质沉积进行有效预测。其中,统计缔合流体理论的PC-SAFT状态方程考虑了沥青质颗粒的极性及关联性,能相对准确地模拟沥青质的相行为。针对沥青质沉积室内实验和数值模拟研究中存在的问题,未来沥青质沉积研究的可能方向主要为准确测定沥青质分子量及结构、建立通用的沥青质相平衡方程以及明确储层岩石中沥青质沉积机制及模型3个方面。该研究成果为深入剖析沥青质的沉积机理、完善沥青质沉积理论、攻克疑难杂症提供了参考和指引。     

注CO2过程中沥青质沉淀对低渗储层的伤害及 对润湿性的影响*

沥青质沉淀是注CO_2提高采收率过程中普遍存在的问题,常导致储层孔喉堵塞和润湿性改变。利用岩心驱替实验并结合核磁共振技术,定量表征了不同CO_2注入压力下沥青质沉淀对低渗透储层的伤害程度和引起的润湿性变化。结果表明,随着CO_2注入压力的增加,采出原油的黏度和沥青质含量不断减小,剩余油中的沥青质含量不断增加。CO_2注入压力分别为9.1、16.2、24.1 MPa时,岩心的渗透率损失率为2.40%、7.41%、8.32%,岩心驱替后的混合润湿指数下降了0.04、0.12和0.14,表观接触角增加5°、12°、19°。CO_2注入压力越高,沥青质沉淀越严重,对低渗储层的孔隙度和渗透率伤害越大。图8表3参26     

一种测定岩石亲油百分数来表征润湿性的新方法

沥青质和胶质在石英砂上的吸附使得石英砂表面由强亲水向油湿方向转化,但这种转化作用与沥青、胶质浓度不成正比.定量确定岩石表面的亲油百分数能够更客观、更形象、更具体地反映由于岩石吸附原油中的重质终馏分(沥青质)和极性部分(胶质)之后润湿性的变化.通过记录正庚醇水溶液在岩石上吸附前后的浓度差来定量测定岩石表面上憎水位置密度,进而求算出亲油百分数.实验结果表明,利用正庚醇法测定岩石亲油百分数是可行的,是值得推广的一种方法.     

石油沥青质聚沉的微观机理

应用分子力学和分子动力学方法构建了溶剂-沥青质分子相互作用体系的周期性结构模型,研究硝基苯、喹啉、吡啶、1-甲基萘、二溴甲烷、苯6中不同溶剂对沥青质聚沉过程的影响.通过对沥青质聚合体构型和其分子间相互作用能的分析,确定了沥青质聚沉的主要驱动力,讨论了常温和加热条件下不同溶剂对沥青质聚合体稳定性的影响机制.研究表明,范德华相互作用能在沥青质聚合体内占据主导地位,静电相互作用能相对较小;分子问的π-π相互作用是促使沥青质聚合最主要的驱动力,杂原子的存在可能是促使沥青质分子聚合的主要原因之一;溶剂苯和硝基苯对沥青质聚沉有显著的抑制或解聚作用,可作为沥青质沉积的抑制剂和清除剂.图5表1参16     

改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其相渗透率的影响

为了研究改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其气水相有效渗透率的影响，用自主研发的一种能改变亲水岩石表面性质（由亲水改为中性弱亲油）的润湿反转剂LW-1进行了实验研究。实验结果表明，用LW-1处理低渗透亲水气层岩心，改变其岩石表面的润湿性后，可使气体有效渗透率平均提高1．06倍；处理低渗透亲水油层岩心，改变其岩石表面的润湿性后，可使水相有效渗透率平均提高2．6倍。认为改变低渗透亲水油气层的岩石表面润湿性，是降低其遭受侵入水伤害程度、提高增注能力和改善压裂增产过程中侵入水返排效果的有效手段之一。     

乳化和润湿反转现象的耗散粒子动力学研究

利用耗散粒子动力学方法,研究了化学驱过程中乳化和润湿反转两个重要的物理化学现象。通过合理划分流体粒子和定义粒子之间相互作用参数,模拟了十二烷基苯磺酸钠、正十二烷和水三组分体系的自发乳化现象;通过附加固壁条件,模拟了在水动力作用下吸附在岩石表面的油珠发生破裂的非自发乳化过程,以及由于表面活性剂在岩石表面吸附而引起的润湿反转现象,比较了润湿反转前后残余油珠的运动情况。模拟结果表明:作为介观力学的离散粒子动力学方法,耗散粒子动力学方法可作为研究包含物理化学现象的化学驱渗流问题的重要手段。     

Synthesis hydrophilic hybrid nanoparticles and its application in wettability alteration of oil-wet carbonate rock reservoir

In this study, synthesized SiO₂/ZnO hybrid nanoparticles were used to change the wettability of carbonate rock from highly oil-wet to strongly water-wet state. The SiO₂/ZnO nanoparticles were synthesized by modified sol-gel method. In this method, TEOS was used to increase the functional groups on the surface of the ZnO nanoparticles to produce highly hydrophilic nanoparticles. The contact angle measurements were conducted on the rock surface before and after nano-treatment. The contact angle of oil droplet with the rock changed from 0° to 150°, 161°, 164° and 170° after impregnation the rock with 0.01, 0.033, 0.07 and 0.33 wt.% nanofluids.     

Experimental and modeling study of asphaltene adsorption onto the reservoir rocks

Abstract

In this work, amount of asphaltene adsorption onto the carbonate and sandstone rock samples was investigated at various initial concentrations of asphaltene in oil. Asphaltene adsorption onto both types of the reservoir rocks was increased by increasing the initial concentration of asphaltene. The amount of asphaltene adsorption onto the rock samples was predicted using Langmuir and Freundlich isotherm models. The results showed that Langmuir model had a better accuracy for prediction of asphaltene adsorption onto the rock samples than Freundlich model. Furthermore, asphaltene adsorption onto the reservoir rocks was studied in the presence of a recently developed asphaltene inhibitor. The inhibitor significantly reduced asphaltene adsorption at any initial concatenation of asphaltene. Moreover, changes in the rock permeability due to asphaltene precipitation were determined in the presence and absence of the asphaltene inhibitor.     

油井中胶质沥青质沉积结垢的防治

对配制的不同配方的解堵剂,通过各种性能评价,包括腐蚀实验和破乳剂的配伍性实验,得到该解堵剂的性能较好,对油井管柱、设备均不会造成腐蚀伤害,并且不会影响原油的后续处理加工。不同配方的解堵剂不仅对塔河油田油井中沥青质堵塞物的产生有较好的抑制作用,而且对已经产生的堵塞物有较好的溶解效果,对效果好的解堵剂进行复配后发现解堵效果有明显改善;另外该解堵剂对原油还有一定的降粘作用,有利于原油的开采输送。     

沥青质-二甲苯体系中结构组成对沥青质自扩散系数的影响

以沥青质-二甲苯体系模拟稠油体系,采用分子模拟方法考察沥青质致黏机理。沥青质-二甲苯平衡体系中沥青质的自扩散主要受沥青质分子间相互作用的影响。沥青质分子间相互作用能越大,沥青质自扩散的越慢,对应的稠油黏度越大。而沥青质分子间相互作用主要包括芳香环之间的π-π作用和含有较强电负性杂原子基团间氢键两方面。这将为稠油降黏提供理论指导。