氮气膨胀剂的研究与应用

氮气膨胀剂水泥浆体系主要由氮气膨胀剂、不渗透油井水泥降失水剂和减阻剂等组成，其中膨胀剂由氮气发气材料、稳气材料和特种表面活性剂组成。通过评价氮气膨胀剂对水泥浆体系膨胀率、稠化时间及抗压强度影响，考察了氮气膨胀剂与S902配伍性及氮气膨胀剂的抗盐性。结果表明，氮气膨胀剂能显著提高水泥膨胀率、对稠化时间和抗压强度无影响，具有良好的抗盐性及配伍性。新型防气窜水泥浆体系在胜利油田的直井、定向井、水平井等井中应用，固井优质率达到85％，合格率达到了100％，取得了较好的经济效益和社会效益。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层氮气吞吐物理模拟实验研究

通过准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组室内岩心氮气吞吐物理模拟实验,分析吞吐周期、生产压力和渗透率对致密油储层吞吐效果的影响。结果表明:吞吐周期增加,周期采收率降低,吞吐效果变差;经过5个吞吐周期,累积采收率提高6.81%~13.88%,约为弹性衰竭采收率的2.5~3倍,但采收率提高主要在前3个吞吐周期;生产压力越低或渗透率越高,周期采收率和注气利用率越高,吞吐效果越好。根据实验结果认为,研究区氮气吞吐具有可行性,当储层渗透率较低时,应优先考虑采用压裂、酸化等措施改善储层渗透率,提高吞吐效果,但吞吐周期应控制在3个周期以内。     

昭通示范区龙马溪组页岩微观孔隙结构特征及吸附能力

为明确四川盆地南缘昭通示范区下志留统龙马溪组富有机质页岩储层微观孔隙结构特征及吸附能力,设计低温氮气吸附实验和高温甲烷吸附实验,获得富有机质页岩的孔隙结构参数,使用修正过的Langmuir-Freundlich模型对等温吸附线进行拟合,以评价页岩样品的甲烷吸附能力,并探讨微观孔隙结构对页岩吸附性能的影响。实验结果表明:研究区富有机质页岩纳米级孔隙主体为墨水瓶状和狭缝型,比表面积为9.429~27.742 m~2/g,孔体积为0.011~0.02 cm~3/g,平均孔径为8.546~10.982 nm,分形维数为2.552 2~2.725 5。使用Langmuir-Freundlich模型拟合高温甲烷吸附曲线,30℃甲烷吸附的Langmuir体积为1.397 32~4.076 61 m~3/t,不同页岩样品吸附能力差异明显。富有机质页岩中,随着有机质含量的增大,一方面有机质孔数量增多,页岩比表面积增大,甲烷吸附位点增多,页岩吸附能力增强;另一方面分形维数增大,孔隙表面非均质性增强,孔径减小,孔隙壁之间的吸附势能增强,页岩吸附能力增强。富有机质页岩中粘土矿物对吸附性能的贡献较小。     

氮气保护下炼化企业停用装置的腐蚀行为研究

模拟停工装置内潮湿环境,对20号钢、16MnR、Cr5Mo和304不锈钢等4种典型材质,在氮气置换保护条件下的腐蚀进行试验,考察了不同氧含量对4种材质腐蚀的影响。利用挂片失重法、3D腐蚀轮廓仪和XRD等手段对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物组成分析。结果表明：气相潮湿环境下,随着氧含量的增加,碳钢腐蚀速率先降低后平稳增加,Cr5Mo和304不锈钢的腐蚀速率均稳定保持在较低的水平;液相环境下,当氧体积分数大于1.0%时碳钢和铬钼钢腐蚀速率有升高的趋势;氧体积分数0.5%~1.0%时各材质在气液两种环境下的腐蚀速率相差不大;碳钢和铬钼钢的宏观形貌基本一致,腐蚀产物主要是疏松的γ-FeOOH和致密的Fe3O4,金属基体腐蚀表现为蚀坑和溃疡状腐蚀;304不锈钢未见明显腐蚀,仍保持金属光泽。选取某企业停工装置的典型部位进行了周期114天的现场挂片实验,结果表明,在氧体积分数0.5%的情况下,各部位停工保护效果良好。     

缝洞型油藏注氮气吞吐参数优化研究

针对缝洞型油藏注气井低产低效的问题,基于AD19井的地质模型,研究周期注气量、注气速度、闷井时间、采液强度等参数对注气效果的影响,考虑地质因素的不确定性,建立不同充填类型的数值模型,形成不同充填条件下的注气参数优化图版。研究结果表明,砂泥充填的储集体,应该选择小注气量、低注气速度、低采液强度、长闷井时间的注气技术对策;垮塌充填的储集体,应该选择大注气量、高注气速度、高采液强度、短闷井时间的注气技术对策。实例研究表明,该图版的符合率达到78%,可以作为矿场注气参数选取的一种可靠依据。该研究为缝洞型油藏提质增效奠定了科学的理论基础。     

污油泥在地层中运移规律研究

为了研究污油泥在地层中的运移规律,提高污油泥调剖效果,选取辽河油田曙光采油厂污油泥进行封堵实验,并进行理论计算与分析。研究发现:污油泥在地层中的运移规律受地层渗透率影响很大,渗透率越高,污油泥越容易在地层中传输运移,当初始渗透率大于20000.0×10~(-3)μm~2时,污油泥能够进行大量传输运移,出现"渗流"现象;污油泥注入温度对污油泥运移也会产生影响,当注入温度达到100℃时,污油泥运移效果最好。结合实验和理论计算,分析污油泥粒径的分布范围与最大孔喉直径关系。结果表明,当污油泥粒径主要分布范围小于地层最大孔喉直径时,污油泥能够大量运移进入到地层中。形成的认识对发展污油泥调剖技术具有很好的理论支持作用和实践指导意义。     

稠油油藏气体辅助蒸汽吞吐研究现状及发展方向

稠油是一种解决能源危机的低品位石油资源,稠油开采属于世界性难题,蒸汽吞吐尤其适用于地质条件复杂的稠油油藏,但目前稠油油藏经高轮次蒸汽吞吐后存在油藏压力降低、储层动用不均匀、汽窜等问题,辅助气体有助于解决吞吐后期出现的此类问题,综述了现阶段氮气、CO₂、烟道气、泡沫等辅助蒸汽吞吐技术的辅助机理、优化注采、创新应用,并剖析了各种辅助方法的优缺点,提出氮气与CO₂联合辅助蒸汽吞吐,基于井下蒸汽发生器、井下降黏设备、氮气的有机结合是未来辅助蒸汽吞吐的发展方向,为后续技术储备及创新提供参考。     

氮气对无铅回流焊温度的影响

氮气属于惰性气体,在焊接中能够提高元件和印制板焊接面的润湿能力,减少氧化程度,加快焊接反应速度.与空气环境中的焊接相比,在氮气环境中焊接,理论上能够降低所需的焊接温度,并维持或提高焊点的质量和可靠性.首先对回流炉内氧气含量进行了标定,进而对氮气环境下焊接温度曲线在焊料液相线上热容量值降低20%时的回流焊接进行了验证,依然达到甚至超过空气焊接下的焊点质量及可靠性指标.     

Investigation of charge loss characteristics of HfO2 annealed in N2 or 02 ambient

The retention characteristics of electrons and holes in hafnium oxide with post-deposition annealing in a N2 or 02 ambient were investigated by Kelvin probe force microscopy. The KFM results show that compared with the N2 PDA process, the O2 PDA process can lead to a significant retention improvement. Vertical charge leakage and lateral charge spreading both played an important role in the charge loss mechanisms. The retention improvement is attributed to the deeper trap energy. For electrons, the trap energy of the HOS structure annealed in a N2 or 02 ambient were determined to be about 0.44 and 0.49 eV, respectively. For holes, these are about 0.34 and 0.36 eV, respectively. Finally, the electrical characteristics of the memory devices are demonstrated from the experiment, which agreed with our characterization results. The qualitative and quantitative determination of the charge retention properties, the possible charge decay mechanism and trap energy reported in this work can be very useful for the characterization of hafnium charge storage devices.     

氮气退火对锑掺杂氧化锡薄膜近红外阻隔性能的影响

采用射频磁控溅射的方法,用96at％SnO2/4at％Sb2O3陶瓷靶在玻璃表面制备了锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜.研究了溅射功率、压强和后退火对薄膜近红外阻隔性能的影响,并采用Uv-Vis-NIR透射光谱、霍尔效应测试仪、XRD和SEM等设备对薄膜的性能和结构进行了测试和分析.结果表明,室温沉积的ATO薄膜近红外透光率较高,但在氮气中退火后,不同溅射压强和溅射功率下沉积的ATO薄膜的近红外透光率均显著降低.在氧含量为10％、压强为1.4Pa、溅射功率为200W时,室温下沉积的ATO薄膜在氮气中500℃下退火1h后,550nm处透光率由80.9％升高至85.8％,2 000 nm处透光率由84.6％下降至23.0％.