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油田化学
油田化学

徐僖

季刊

1000-4092

ofchemythx@sina.com.cn

028-85405414

610065

四川省成都市四川大学（望江西区）油田化学编辑部

油田化学/Journal Oilfield ChemistryCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道我国石油工业油气田勘探、开发、油气开采、集输、储运中应用化学剂和化学方法的科技成果及国内外现状和进展，包括油田化学剂的研制、生产、结构性能研究、分析配方、室内和现场评价、应用技术、作用机理、现场试验及产品市场等方面。主要读者对象是石油工业部门及科研机构的科技人员、相关专业大专院校师生。
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收录年代

    适用于特稠油的耐高温高盐纳米二氧化硅降黏驱油剂

    陆炫烽陈立峰吴春洲李岗...
    451-457,497页
    查看更多>>摘要：乳化降黏是稠油提高采收率的关键技术之一.普通降黏剂无法同时满足特稠油热采时的高温与高矿化度要求,导致降黏剂失活、降黏效果差、采收率低.以纳米硅溶胶、两亲型分散剂、修饰剂硅烷偶联剂、增效剂两亲型表面活性剂等为原料,制得纳米降黏驱油剂,表征了驱油剂的微观结构,评价了驱油剂对特稠油的降黏效果、耐温耐盐性能、吸附性能和驱油效果.结果表明,驱油剂配方组成为:50%SiO2+40%分散剂+4.2%表面修饰剂+5.8%增效剂.驱油剂粒径约50 nm,粒径分布均匀,分散性良好.1%驱油剂未老化前,对特稠油的降黏率达84.99%,在矿化度为15 g/L、350℃下老化2h后的降黏率为83.62%,降黏性能保持率为98.39%.驱油剂可使砂岩表面由疏水性转变为亲水性.在50℃、液固比为10∶1、平衡吸附时间为15h的条件下,驱油剂在油砂表面的静态吸附量为1.377 mg/g砂;1%驱油剂在填砂管的动态吸附量为0.745 mg/g砂,在油藏中的吸附损失较低,符合化学驱对表面活性剂的吸附损失要求.在一维驱替实验中,驱油剂的驱油效率比普通蒸汽驱提高了26.7百分点,在350℃、老化2h后的驱油性能保持率为97.0%.纳米降黏驱油剂具有良好的降黏效果、耐温耐盐性能、吸附性能和驱油效果,可降低驱油成本,有效提高特稠油的热采开发效果.

    纳米二氧化硅特稠油降黏剂驱油剂耐温耐盐提高采收率

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    普通稠油非均相复合体系组分驱油贡献率

    阙庭丽关丹云庆庆王业飞...
    458-464,497页
    查看更多>>摘要：非均相复合体系能实现协同调驱,在稠油开发方面极具潜力,但各组分驱油贡献率不明确,给体系优化与选择带来盲目性.针对由部分水解聚丙烯酰胺、双效型表面活性剂和预交联凝胶颗粒(B-PPG)组成的非均相复合体系,在分析其界面与封堵性能和驱油特征的基础上,开展了聚合物、二元复合体系和非均相复合体系驱油实验;依据3类体系驱油的采收率增幅,归一化计算了不同水油黏度比下非均相复合体系组分驱油贡献率.结果表明,0.106～0.150 mm(150～100目)B-PPG膨胀后的粒径中值为800 μm.该非均相复合体系与渗透率为1.1 μm2的填砂模型匹配,运移封堵阻力系数与残余阻力系数分别为420.5和203.0,更低渗透率(0.30 μm2)的填砂模型则难以进入.对于渗透率级差约为3.0的并联填砂模型,非均相复合体系具有较强的调驱能力,最高注入压力为0.42 MPa、低渗透模型分流率最高达到42.2%;而二元复合体系的最高注入压力仅为0.25 MPa、低渗透模型分流率仅为24.3%.当水油黏度比为0.05～0.46时,非均相复合体系中聚合物驱油贡献率(43.1%～84.1%)最高,表面活性剂(22.1%～7.6%)最低,B-PPG(34.8%～8.3%)介于两者之间.水油黏度比(≥0.46)较高时,表面活性剂和B-PPG驱油贡献率较小,聚合物或二元复合驱后非均相复合驱增油潜力有限;水油黏度比(≤0.2)较低时,表面活性剂和B-PPG驱油贡献率大,水驱或聚合物、二元复合驱后非均相复合驱增油潜力较大.

    普通稠油提高采收率非均相复合驱油组分驱油贡献水油黏度比

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    基于3D打印和纳米黑卡技术提高缝洞型碳酸盐岩储层采收率

    张炜侯吉瑞屈鸣吴伟鹏...
    465-473页
    查看更多>>摘要：为有效改善塔河油田缝洞型油藏因注水注气开发而导致产量逐年降低的问题,通过3D打印技术制作3种等比例缩小的三维可视化缝洞储集体物理模型,包括风化壳、断控岩溶、暗河储集体模型.通过透射显微镜和原子力显微镜表征了片状纳米黑卡的微观结构,研究了纳米黑卡的油水界面吸附性、润湿反转性及在3种物理模型中的驱油效果,结合矿场实际情况选取两类典型结构单元井组开展井间驱替和单井替油矿场先导试验.结果表明,纳米黑卡的平均尺寸约为80×60×1.2(nm),比表面积大;具有良好的两亲性,可在油/水界面形成稳定的吸附层;具有良好的润湿反转性,可将石英片表面由油湿改变为水湿.在风化壳、暗河、断控岩溶三维模型中,纳米黑卡驱可在水驱基础上分别提高原油采收率11百分点、8百分点、7百分点,风化壳储集体受益效果最明显.15轮次矿场试验结果表明,纳米黑卡驱油不适用于3种岩溶储集空间的单井替油开采方式;风化壳暗河岩溶储集空间构成的井组具有良好的井间联通性和较高的受效程度,为最佳矿场应用选择区域.矿场受效率高达85.7%,且增油量显著,累计增油约5000吨.研究结果为塔河油田缝洞型油藏后续开展纳米黑卡驱油技术提供现场指导理论依据.

    缝洞型油藏纳米黑卡提高采收率风化壳暗河断控岩溶

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    高温中低渗油藏智能纳米黑卡驱提高采收率技术

    李洪生刘艳华王正欣张连锋...
    474-482页
    查看更多>>摘要：当前化学驱储量接替严重不足,亟需攻关突破高温中低渗油藏提高采收率技术.智能纳米黑卡驱油技术是当下极具前瞻性的纳米驱油技术,可大幅度提高采收率.针对河南油田高温中低渗油藏,开展高温条件下纳米黑卡静态性能评价,并通过高温岩心驱替实验评价不同渗透率条件下智能纳米黑卡驱油效果.结果表明,智能纳米黑卡具有优异的耐高温性能,分散稳定性好,能够降低油水界面张力至10-1 mN/m,并具有改变润湿性和快速乳化与破乳性能.同时,纳米黑卡具有高效的洗油能力,在95℃下注入0.3 PV的质量分数为0.005%的智能纳米黑卡溶液,在目标油田不同渗透率(50×10-3～450×10-3μm2)条件下可提高采收率15.8百分点～20.0百分点.因此,智能纳米黑卡驱油技术适用于河南油田高温中低渗油藏提高采收率.

    高温中低渗油藏提高采收率智能纳米黑卡耐高温

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    两亲碳点的表界面性能与驱油性能

    卢仁玲赖璐
    483-490页
    查看更多>>摘要：高界面活性纳米驱油材料的制备是纳米技术在超低渗透油藏提高采收率中应用的关键问题.考察了自制两亲碳点(CDs)的表界面活性,研究了无机盐和老化温度对两亲CDs界面活性的影响,并研究了两亲CDs的油膜剥离性能和润湿反转性能,通过岩心驱替实验评价了两亲CDs的驱油性能.研究结果表明,两亲CDs具有与表面活性剂相似的表面张力曲线,其临界胶束浓度和平衡表面张力分别为150.21 mg/L和28.43 mN/m.在60℃、100 g/L NaCl和25 g/L CaCl2条件下仍能保持较高的界面活性,可将油水界面张力由0.578 mN/m分别降低至0.032 mN/m和0.015 mN/m.此外,两亲CDs具有优异的油膜剥离性能和润湿反转性能,经两亲CDs处理后,油膜面积分别减少了79.3%,并且具有润湿反转能力,可将亲油玻璃片表面的水滴接触角由109.2°降至44.8°.岩心驱油实验表明,在85 g/L NaCl和10 g/L CaCl2条件下,两亲CDs驱油效率为17.4%,具有较好的耐盐性.因此,两亲CDs作为一种高界面活性的耐高温耐盐纳米颗粒,在高温高盐油藏提高采收率方面具有广阔的应用前景.

    两亲碳点表界面活性耐温抗盐性驱油性能润湿反转性能

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    基于分子动力学的钠离子与纳米二氧化硅表面的相互作用过程模拟

    张凤娟张磊吕振虎麦尔耶姆古丽·安外尔...
    491-497页
    查看更多>>摘要：认识盐水中的Na+对纳米SiO2的作用过程,可为优化纳米SiO2在石油开采领域的应用参数提供依据.以无定形纳米SiO2粒子为研究对象,构建了一种既有饱和稳定的硅醇基团,又有脱质子化的硅醇基团的纳米SiO2粒子模型.通过分子模拟方法,刻画了Na+在纳米SiO2表面的运移特征、扩散行为、对氢键的影响以及体系中的相互作用能.结果表明,在纳米SiO2-NaCl溶液体系中,当Na+运移至距纳米SiO2粒子表面6.540Å时,短程力开始起作用;当Na+运移至距纳米SiO2粒子表面2～3Å时,二者发生电荷交换,Na+产生振荡运动.在NaCl质量浓度为3 g/L时,Na+与水分子主要进行水合作用,形成稳定的溶剂化层,Na+与纳米SiO2粒子之间的作用力弱,Na+更易在溶液中扩散.随着NaCl质量浓度增至7 g/L,Na+突破溶剂化层,和水分子一起被吸附到纳米SiO2粒子的表面,发生电荷置换,Na+的运移能力减弱,扩散系数由1.39×10-4Å2/ps下降至3.75×10-5Å2/ps,斯特恩层的厚度由0.88Å下降至0.72Å,亥姆霍兹层的厚度由0.64Å下降至0.20Å,纳米SiO2与Na+之间的相互作用能由-14 000 kcal/mol变为-22 000 kcal/mol,纳米SiO2的稳定性逐渐被破坏.Na+与纳米SiO2粒子的静电相互作用是影响纳米SiO2粒子表面性质的主要作用力,氢键和范德华力则是次要作用力.研究结果可为纳米SiO2材料在油气开采领域及其他相关行业的应用提供基础理论认识.

    分子模拟纳米SiO2钠离子水合离子表面作用

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    考虑纳米限域效应的页岩油二氧化碳吞吐适应性

    王雨赵凤兰黄世军孙浩月...
    498-504,542页
    查看更多>>摘要：页岩储层通常物性差,孔喉细小,采用常规的注水、注化学剂等措施往往无法取得较好的开发效果.CO2吞吐不仅能有效降低油气界面张力、降低原油黏度等,达到提高页岩油采收率的目的,而且注入地层中的部分CO2还能实现永久封藏,有助于实现碳达峰、碳中和.采用数值模拟方法研究页岩油CO2吞吐的适应性.页岩储层以微纳米级孔喉系统为主,在流体流动过程中会产生较大的毛管压力,影响原油组分的热力学相行为,进而影响组分的计算和多孔介质中的流体流动,因此在流体模型中引入纳米限域效应,通过临界压力和临界温度变化来模拟纳米限域效应对流体组分相行为的影响.同时为探究页岩油CO2吞吐在压裂改造增产区不同缝网渗透率与基质渗透率比值(Kf/Km)和含油饱和度(So)下的适应性,以采出程度增量和换油率为参考指标,得到不同Kf/Km和So下的适应性图版.结果表明,与不考虑纳米限域效应相比,考虑纳米限域效应的组分p-T相图整体向上偏移,泡点压力升高.当Kf/Km为1000、CO2吞吐采出程度增量达到1.5%时,So适应性界限为0.54;而Kf/Km为1000、CO2吞吐采出程度增量达到2.0%时,So适应性界限为0.57.当So为0.500、CO2吞吐换油率达到0.3时,Kf/Km适应性界限为700;当So为0.548、CO2吞吐换油率达到0.6时,Kf/Km适应性界限为10.Kf/Km-So图版可用于确定页岩油CO2吞吐适应性的物性界限.研究结果对于CO2吞吐现场试验方案设计和应用具有一定的指导意义.

    CCUS页岩油纳米限域效应CO2吞吐数值模拟

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    渤海油田化学驱注入井解堵剂构建、性能和注入工艺

    孙惠茹卢祥国何欣刘进祥...
    505-515页
    查看更多>>摘要：渤海J油田经历长期化学驱,注入井储层低渗透部位堵塞严重,常规解堵措施效果较差,亟待开发新型解堵剂和解堵工艺.为此,以渤海油田目标油藏聚合物驱水井返排堵塞物为研究对象,开展了化学驱注入井解堵剂构建、性能评价和工艺研究.结果表明,目标油田化学驱水井返排堵塞物由87.77%水、3.83%原油、2.76%聚合物和5.64%无机垢构成,其中无机垢主要包括59.1%SiO2、25.9%CaCO3和11.4%MgCO3,同时含有少量的BaCO3、SrCO3、BaSO4、SrSO4和Fe2O3.根据堵塞物成分,构建了由有机溶剂、解聚剂和溶垢剂等组成的新型解堵剂.优选出的有机溶剂为甲苯与正戊醇的混合物(质量比9∶1～7∶3),解聚剂为0.5%～1.0%过硫酸铵,溶垢剂为5.46%溶垢剂1(α-环糊精包合体和β-环糊精包合体)+0.54%柠檬酸.3种类型解堵剂依次加药的溶垢效果好于复配加药方式,按解聚剂+有机溶剂+溶垢剂(质量比为1∶2∶3)的加药顺序,对堵塞物的溶垢率为98.1%.岩心解堵实验结果表明,新型解堵剂对无机混合垢和聚合物堵塞的解堵率超过80%.与单独解堵作业相比,无机凝胶调剖+解堵联合作业兼具"堵"和"疏"双重功效,采收率增幅提高6.9百分点.

    渤海油田聚合物注入井无机垢解堵剂

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    难破乳采出液的乳化影响因素及量化分析

    渠慧敏孙玉海张广中郭慧...
    516-521页
    查看更多>>摘要：聚合物驱采出液的乳化程度提高、破乳脱水难度增加.以胜利油田孤岛聚合物驱难破乳采出液和正常破乳时的采出液为研究对象,通过油水样性质参数对比分析、交叉乳化及破乳实验和乳状液微观形态变化分析导致聚合物驱采出液破乳难度增加的关键因素,同时借鉴胶体聚沉理论,量化了其内在因素对乳化的影响程度.研究结果表明:高价金属阳离子和烷基苯磺酸盐表面活性剂的相互作用是导致破乳困难的关键因素;降低高价金属阳离子浓度,原油乳状液的破乳脱水率大幅度提高;以十二烷基苯磺酸钠为乳化剂配制的O/W型乳状液,加入Fe3+后O/W乳状液稳定性变差,出现向W/O型乳状液变化的趋势.参考胶体聚沉理论定义了金属阳离子影响参数M,孤岛原油乳状液M的临界阈值为214 mmol/kg,表面张力的临界阈值为45 mN/m,当M大于214 mmol/kg且表面张力小于45 mN/m时孤岛乳化体系难破乳.

    聚合物驱采出液影响因素乳化程度量化金属阳离子影响参数临界阈值

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    以废弃PET塑料为原料制备离子液体破乳剂

    汤雨琦李欢李苏曼胡志杰...
    522-530页
    查看更多>>摘要：传统以环氧乙烷和环氧丙烷为原料的聚醚类破乳剂需要危险复杂的生产过程,而且破乳性能仍然难以满足实际生产的要求.利用废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料为主要原料,合成了一种用于油包水(W/O)原油乳液脱水的离子液体破乳剂BADT-IL,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1H-NMR)分析了BADT-IL的化学结构,考察了BADT-IL浓度、沉降时间、破乳温度、盐度和pH值对原油乳液破乳效率的影响,并通过测试界面张力(IFT)、Zeta电位、三相接触角(CA)、聚结时间和显微观察等多种手段对BADT-IL在原油乳液中的破乳机理进行了探讨.研究结果表明,在含水率为70%的原油乳液中加入250 mg/L的BADT-IL,60℃条件下静置180 min后破乳效率高达95.23%;同样的条件下,对含水率为30%的原油乳液的破乳效率达到99.22%,且分离后水相清澈、油水界面整齐.BADT-IL具有良好的耐盐性,而且增大盐度能提升破乳效率,在50 g/L的条件下,含水率为70%的原油乳液的破乳效率为96.33%.随着破乳温度的升高,破乳速率显著加快,且破乳效率也随之提高.此外,与常用的商业破乳剂对比,BADT-IL表现出优异的破乳性能.BADT-IL在破乳过程中能够有效降低油水界面的IFT,并取代界面处的乳化剂,形成不稳定的复合界面膜从而促进水滴的聚结,最终实现有效的油水分离.

    PET塑料离子液体W/O型乳液破乳机理油水分离

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