离子匹配精细水驱提高采收率机理研究

水驱是油田开发的主要技术,但常规水驱只是通过向地层补充能量的方式提高采收率,而离子匹配水驱技术则是基于油藏介质中固液微界面作用强的特点,通过对注入水离子类型和强度的精确离子匹配实现剥离残余油膜提高驱油效率。以西峰油田为例,结合室内驱油实验、Zeta电位测量、原子力显微分析和界面作用力数值计算等方法,系统研究了离子匹配精细水驱技术提高低渗油藏采收率的主控因素。结果表明,随着注入水离子类型的调整和离子浓度的改变,在二次采油和在三次采油模式下,离子匹配精细水驱分别比模拟地层水驱提高采出程度15.6和9.8个百分点。其中,界面的Zeta电位和分离压的大小与离子匹配精细水的离子类型关系密切。相同离子浓度情况下,数值计算与原子力显微分析实验所得结果均表明,Na⁺比Ca²⁺和Mg²⁺的分离压高,从而表现出了更有利于从岩石表面剥离油膜的能力;同时,随着注入水离子浓度的降低,盐水原油岩石界面的Zeta电位负值和分离压均呈增大的趋势,油和岩石表面之间的斥力增大,致使残余油更容易从岩石表面剥落,离子匹配精细水驱有助于提高水驱油藏的开发效果。     

油藏开发阶段原油/岩石表面作用机理研究

本文通过动态模拟实验与静态分析相结合的方法研究了原油/岩石表面相互作用机理,了解了油藏在开发阶段原油本身性质发生的一些变化,分析了原油在油藏微观孔隙与岩石表面之间的反应及对原油组成产生的影响,分析了界面原油组成与体相原油的差异性。水驱残余油为极性沥青质、胶质等极性组分,以残余油为目标的三次采油方法研究需要考虑面相原油与体相原油的差异性。     

高温高压CO2/水交替微观驱油机制及运移特征

 针对复杂的油藏环境, 利用高温高压微观可视化模拟系统, 在60℃、18 MPa 下进行CO₂/水交替驱油实验, 以便更直观、清楚地观察水、二氧化碳气体及CO₂/水交替驱的驱油现象。通过观察水、二氧化碳气体和CO₂/水交替驱油过程中多相流体的渗流过程及残余油分布状况, 详细地描述多相流体在多孔介质中的运移特征, 并应用图像处理技术和软件分析方法定量分析各阶段模型内残余油比例。结果表明, CO₂/水交替驱油既克服了水驱替过程中的绕流现象, 也降低了二氧化碳驱过程中气沿渗透性好的孔道、区窜进问题, 使水、气驱替优势互补。CO₂/水交替驱与二氧化碳驱相比提高采收率12.31%。从而为CO₂/水交替驱油提高采收率技术进一步发展提供基础。     

可见光下蒙脱土负载花状In2S3复合材料光催化降解有机染料

以蒙脱土(MMT)、三氯化铟(InCl₃)、硫代乙酰胺为原料,一步溶剂热法制备了蒙脱土/In₂S₃复合材料(MMT/In₂S₃).紫外-可见漫反射光谱显示该复合材料对光的吸收边缘比MMT宽,从352 nm红移至600 nm.同时,70%MMT/In₂S₃光致发光光谱的强度最低.研究了模拟可见光照射下MMT/In₂S₃复合材料对甲基橙的光降解行为,考察了不同MMT负载量、复合材料用量、MO初始浓度、常见阴阳离子对复合材料光降解MO的影响.光降解实验结果表明,20 mg 70%MMT/In₂S₃对30 mL、20 mg·L^-1 MO的去除率为93.7%,光催化过程的反应速率常数为0.046 min^-1.溶液中常见Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca     

CO2和地层水、储层配伍性实验研究

针对CO₂驱油方法在近年来得到人们的广泛重视,它在国内尤其在国外应用广泛,取得了良好的驱油效果的实际,研究了注CO₂采油过程中,当CO₂到达储层后,与地层原油、地层水以及储层岩石相互接触,发生一些物理化学性质的变化,使得储层的渗透能力也发生变化的问题。利用中原油田提供的地层水及储层岩石样品进行了CO₂和地层水、储层配伍性的实验研究。测试了注CO₂前后岩芯水测渗透率的变化情况,并进行了原因分析。实验结果表明：注CO₂过程中不会产生碳酸钙沉淀堵塞孔道降低储层渗透率;相反由于CO₂溶解于水中生成碳酸溶蚀了岩石的某些胶结物,使岩石渗透率得到改善。     

钙离子对脂肪酸类捕收剂浮选石英的影响机理

为了探究脂肪酸类捕收剂在浮选石英过程中,钙离子活化石英的作用及机理,进行了浮选试验、动电位检测、红外光谱分析.结果显示石英被浮选需要钙离子的活化,钙离子能增加石英的表面动电位,以及改性脂肪酸捕收剂DWD-3能在被钙离子活化的石英表面发生吸附,且存在化学吸附、氢键吸附;量子力学模拟显示,Ca²⁺,Ca(OH)⁺,OH^-能在石英表面发生吸附,且Ca²⁺吸附作用最强,钙离子活化石英的过程是Ca²⁺优先在石英表面上的O处发生化学吸附,形成被Ca²⁺活化的表面,捕收剂DWD-3以单键氧O_Ⅰ与2个双键O_Ⅱ吸附在被活化的石英表面.     

特低渗油藏注CO2驱油微观机制

 利用核磁共振仪、原油气相色谱仪、细管实验和特低渗透岩心物理模拟实验,对细管实验的CO₂非混相驱和混相驱驱替原油过程中的产出物和残余油进行取样分析,并结合核磁共振实验分析结果得到特低渗透油藏注CO₂微观驱油机制.结果表明,CO₂非混相驱主要是萃取C₁₈以前的组分,而CO₂混相驱,不但可以萃取C₁₈以前的组分,也能萃取C₁₉—C₂₅的组分,初期主要萃取低碳分子的组分,随着驱替的进行,逐步萃取较高碳分子的组分;与原油组分和非混相驱的残余油组分相比,混相驱的残余油中轻质组分所占比例减少,中间组分和重质组分所占比例较大,导致残余油黏度变大;在非混相气驱和混相气驱时,由于残余油黏度发生变化和胶质沥青沉淀,使岩心孔隙中一部分流体变成不可动流体,核磁共振图谱发生左移现象.     

矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

特/超低渗透油藏不同气驱方式物理模拟

 选取大庆外围特/超低渗透储层岩心进行物理模拟实验,结合核磁共振,通过注水转注气、CO₂混相驱、CO₂非混相驱和周期注气4 种驱替方式,研究不同渗透率级别岩心的驱油效率和剩余油分布,以此对大庆现场注CO₂先导实验区开发提供参考意见。结果表明,在相同条件下,常规注水开发的效果最差,但转注气后能有较大的提升;对于特低渗岩心,周期注气的驱油效率最高;对于超低渗岩心,注水转注气的效果高于其他3 种方式。剩余油分布研究表明,注水转注气、CO₂混相驱和CO₂非混相驱3 种方式动用的主要是大-中孔隙中的油,对于黏土微孔隙中的原油很难进行动用,但是通过周期注气过程中的停注时间,在毛管力和弹性能的作用下,微孔隙中的原油向中-大孔隙中流动,从而增加小孔隙中难动用的原油的动用程度。     

烃降解型微生物强化水驱提高原油采收率微观机制研究

借助微观透明模型建立微观模拟驱油试验系统。以烃降解菌株Rhodococcus ruber Z25和Bacillus cereus Z31为出发菌株,通过物理模拟驱油实验考察了多孔介质中水驱原油的特点及残余油的分布形式：残余油主要以油条和油珠的形式滞留于孔隙介质中;以油膜形式附着在骨架表面;在喉道转角处水流速度为零的＂驻点＂部位。通过静置培养观察了多孔介质中水驱后油藏微生物降解原油及微生物富集的状态,微生物由单菌体形成油水界面处的菌胶团结构。通过研究后续水驱作用下残余油的驱替特征表明,微生物菌胶团、松散的油相与驱替液水相彼此裹挟,沿驱替压力方向运移。本研究揭示了烃降解微生物驱油的微观机制,为微生物采油从实验室走向矿场实践奠定了理论基础。     

大庆油田ASP复合驱油体系微观渗流机理

应用平面夹砂模型和微观防真模型研究了大庆油田碱/表活剂/聚合物三元复合体系驱油微观渗流机理,发现,所使用的复合体系具有降低油/水界面张力、减小孔道中毛管力的作用;能够减小原油表面分子的内聚力,提高原油的变形能力和流动能力;能够使残余油乳化变形,易变形的油流渗流通过孔喉时被切割乳化,增加了原油的流动性,乳化后原油具有携带能力;在驱替过程中使油珠聚并形成富集油带;能够调节油/水流度比,扩大波及面积;能够使残余油通过油桥连接、界面输运.     

低渗透油藏CO2非混相驱前缘移动规律研究

低渗透油藏CO₂非混相驱不同流体间相互作用复杂,前缘描述困难。为此,基于改进的CO₂驱相对渗透率模型,并考虑CO₂在原油中溶解及油相启动压力梯度的影响,推导出低渗透油藏CO₂驱分流量方程;引入渗流阻滞系数,对B-L方程进行修正,确立CO₂驱替前缘移动速度及饱和度剖面计算方法。通过与CO₂驱实验数据获取的含气饱和度剖面相对比,验证了计算方法的准确性。分析CO₂溶解作用、不同原油黏度及注入压力对CO₂驱前缘移动规律的影响,结果表明,考虑CO₂在原油中的溶解,前缘移动速度降低幅度超过50%;原油黏度越高,前缘移动速度越大;前缘移动速度随注入压力的增大而减小,并在最小混相压力处出现拐点。针对吉林、胜利与延长油田典型CO₂驱试验区,通过对比3者含气饱和度剖面分布,对3个区块CO₂驱的适应性进行了评价。     

一种通过数值模拟手段划分CO2驱替相带的新方法 ——以高89块油藏为例

 CO₂驱油提高采收率是今后发展的方向.驱油方式存在混相驱、近混相驱、非混相驱3种.CO₂驱油可以膨胀原油体积、降低黏度、降低界面张力,增加注入量,实现大幅度提高采收率.高89块属于低孔特低渗储层,原油黏度低.通过对高89块地层油进行原油复配,划分了8个拟组分.利用PVTi模块进行相态拟合,拟合体积系数、密度、黏度等参数随压力变化的试验数据.该块地层油进行CO₂驱,原油最小混相压力为28.94MPa.利用软件计算的最小混相压力,与细管试验得到的最小混相压力一致.本文通过数值模拟手段调整生产指数、描述地下裂缝展布,进行了精确历史拟合.预测测试井的井底静压与实测的压力一致,证明了拟合的可靠性.基于高89油藏模型的数值模拟研究,建立了不同驱替方式的生产气油比与压力关系的图版和识别标准.不同的驱替模式在气体饱和度、界面张力、黏度场上存在很大的差异.参考该图版评价了重点见气井的驱替模式.该方法对现场实践具有较高的指导意义.     

CO2驱中岩石性质变化

 CO₂驱作为一种成熟而且具有广阔应用前景的提高原油采收率(EOR)技术,越来越受到各国重视。CO₂驱中,CO₂溶解于地层水后与岩石产生反应,改变岩石的孔隙结构、润湿性等。为确定CO₂驱后岩石的孔隙结构、润湿性的变化规律,本文针对大庆F油层实际情况,在模拟油藏条件下,通过实验方法对天然岩心展开CO₂驱中岩石性质变化的室内研究。结果表明,注入的CO₂改变岩石的孔隙结构、渗透率以及润湿性等。随着CO₂与岩石接触时间增加,岩石中小孔隙及大孔隙所占比例增加,中等孔隙所占比例减小,渗透率逐渐增大,亲水性逐渐变强。这是由于CO₂溶于水后显酸性,与岩石孔隙表面的矿物成分发生反应,改变了岩石孔隙表面矿物组成和岩石的孔隙结构。     

安塞特低渗油田微生物驱油室内研究及先导试验

在室内对拟用微生物菌液开展了从油砂中脱油能力、改变岩石表面润湿性和原油性质研究,并用驱油实验研究了注入参数和驱油效果。研究表明脱油效率较高的菌液浓度是3%~5%,微生物改变岩石润湿能力比水快17%~28%,菌液驱的毛管阻力下降程度远比水驱时大,岩石变为亲水时,菌液驱时水指进减缓。提高采收率较佳的注入量是(0.3~0.45)PV。现场微生物驱实施后试验区已累计增产原油526.44 t。室内和现场试验表明安塞特低渗油田适合于微生物提高采收率。     

盐碱胁迫对紫花苜蓿根系Na+、K+离子流速的影响

中国盐碱地形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高。在盐碱地再利用过程中,简单说,可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。利用NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃、Na₂CO₃4种盐,按不同比例配比,人工模拟盐碱地中轻盐碱地盐碱度、中度盐碱地盐碱度和重盐碱地盐碱度。选用耐盐苜蓿品种金皇后、中度耐盐苜蓿品种阿尔冈金、敏感苜蓿品种敖汉,分别进行盐碱胁迫实验;通过非损伤微测技术检测苜蓿根系Na⁺ 、K⁺离子流变化,比较轻盐碱度、中度盐碱度和重盐碱度胁迫下3个耐盐苜蓿品种的离子流速差异。结果显示:在盐碱胁迫下,耐盐碱品种金皇后Na⁺离子流速外流速度比中度耐盐品种阿尔冈金要高,且均表现为外流;敏感品种敖汉在中度盐碱环境下由外流转变为内流,并出现萎蔫迹象。3个苜蓿品种的K⁺离子流速都发生变化,表现为外流,但流速变化各不相同且无明显的规律性。所以,在盐碱抗逆性中紫花苜蓿可以通过Na⁺离子流速控制来适应盐碱环境。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

重力稳定气驱判别模型和试验

通过室内试验,研究储层倾角、注入速率和原油黏度等因素对重力稳定注气提高驱油效率的影响,根据注采数据和管内残余油砂分布,分析其提高采收率原理。通过理论推导,建立简易量化的顶部注气重力稳定判别模型NGAGI,综合考虑储层倾角、渗透率、驱替液与被驱替液密度差异、原油黏度和注气速率等因素的影响。结果表明:增大地层倾角、减小注气速率和降低原油黏度,可延长重力稳定高效驱油时间,提高采收率,气驱后管内残余油砂分布显示,排除端部效应导致模型两端效果不好,模型中部重力稳定气驱后残余油饱和度低于10%;当NGAGI1时,可实现重力稳定气驱模式,并通过室内和矿场试验验证,可有效评价重力稳定气驱前缘稳定性,为油田矿场应用提供一定的决策依据。     

高钙镁油藏钙镁离子对聚合物溶液黏度的影响

 针对江汉油田某区块回注污水钙、镁离子质量浓度高的特点,以耐温抗盐型聚合物为研究对象,研究了高钙镁条件下钙镁离子对聚合物溶液黏度的影响。通过分析一价阳离子（Na⁺、K⁺）与二价阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）对黏度影响的定量关系,提出了等效矿化度和等效阳离子量的概念,可作为高钙镁条件下聚合物溶液黏度评价的指标。为了降低钙镁离子对黏度的影响,向溶液中加入钙、镁离子络合剂（柠檬酸钠）提高聚合物溶液的黏度。实验结果表明,柠檬酸钠虽然不能完全消除钙镁离子对黏度的影响,但它具有较高的络合能力,溶液增黏效果较好。本研究为高钙镁油藏聚合物驱技术提供了理论指导。     

张家口柴宣盆地浅层地下水水化学特征及水质评价

地下水作为张家口地区的主要供水水源,近年来受人类活动影响水质有恶化的趋势,影响了当地的用水安全,确定地下水化学特征与水质状况对水资源合理利用具有重要意义。基于2020年水质数据,选取Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、HCO^-₃、TH、pH、TDS、SO₄^2-、Cl^-、Al³⁺、NO^-₃、F^-、Cr⁶⁺等水质因子,通过数理统计法、Piper三线图、Gibbs图和岩石风化端元图对张家口柴宣盆地地区浅层地下水水化学特征进行分析,并采用模糊综合评价和改进内梅罗指数法对水质进行评价。结果表明：研究区地下水是Ca²⁺和HCO^-₃为主的弱碱性淡水,微硬水、硬水和极硬水分别占39.51%、34.57%和25.93%;沿地下水流向,地下...