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CO_(2)微气泡对孔隙内油膜作用机理研究

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油气地质与采收率 2024年第2期31卷 86-95页

作者：张墨习陈兴隆伍家忠吕伟峰丁奎升中国科学院大学北京100190 中国科学院渗流流体力学研究所河北廊坊065007 中国石油勘探开发研究院提高油气采收率全国重点实验室北京100083 北京瀚能烃源科技有限公司北京102400

水气分散体系驱油技术是针对低渗透油田采出程度低研发的新型提高采收率技术,目前已在长庆油田取得明显增油效果,但分散体系中微气泡与孔隙作用复杂,对其微观驱油机理的研究正逐步深入。根据低渗透、非均质岩心的特点,制作边长为1.5 cm... 详细信息

水气分散体系驱油技术是针对低渗透油田采出程度低研发的新型提高采收率技术,目前已在长庆油田取得明显增油效果,但分散体系中微气泡与孔隙作用复杂,对其微观驱油机理的研究正逐步深入。根据低渗透、非均质岩心的特点,制作边长为1.5 cm的玻璃刻蚀模型,在油藏温压条件下,进行CO_(2)-水分散体系渗流实验。通过观察微气泡与油、水、岩石相互作用过程,获取气泡吸附能力、推动油膜能力、气泡弹性能量等数据,进而定量表征分析驱油效果。实验结果表明:微气泡与油界面结合,具有特殊的吸附油膜现象,与水驱、气驱等作用机理显著不同。驱替过程相邻气泡间的合并也促进了油膜汇聚,同时微气泡的合并有助于气泡的流动,使吸附在气泡表面的油膜随气泡运移。微气泡运移时,气泡体积因压力降低而膨胀,所释放的弹性能量能够推动吸附在壁面的油膜运移。此外,采用Volume of Fluid多相流模型,对水气分散体系中微气泡推动油膜的运移过程进行模拟及分析,得到驱替油膜的主要因素是微气泡形变产生的弹性能量和微气泡自身的能量。气泡的能量作用在气泡前缘,通过与油膜表面接触产生推动作用。

关键词：水气分散体系 CO_(2) 弹性能量吸附效应多相流模拟

低渗透储层油/水/岩相互作用机制及离子匹配提高采收率方法

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中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第1期47卷 116-124页

作者：伍家忠韩海水王秉合陈兴隆提高油气采收率全国重点实验室北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院甘肃酒泉735019

低渗透储层常规水驱后残余油以分散状态附着在储层岩石表面,提高驱油效率的难点是破除或减弱吸附力剥离残余油膜。通过光电子能谱分析(XPS)试验方法定量评价离子交换/吸附及差异,通过石英晶体微天平(QCM-D)方法精确测定原油中特征极性... 详细信息

低渗透储层常规水驱后残余油以分散状态附着在储层岩石表面,提高驱油效率的难点是破除或减弱吸附力剥离残余油膜。通过光电子能谱分析(XPS)试验方法定量评价离子交换/吸附及差异,通过石英晶体微天平(QCM-D)方法精确测定原油中特征极性组分在岩石表面吸/脱附量,通过原子力显微镜方法定量测量油膜在岩石表面的黏附力和油膜厚度,提出通过离子匹配和离子交换提高水驱油效率的新方法,并以吉林Q60储层为例进行驱油试验和现场先导试验。结果表明:岩石表面的Ca^(2+)与水溶液中的Na^(+)可发生大幅度离子交换,高岭石、绿泥石、石英3种矿物表面离子交换作用更加明显;通过离子交换作用后,带有—COOH、—C_(6)H_(5)和—CH_(3)极性官能团的沥青质分子(C_(5)Pe、BisA、PAP)在亲水、疏水岩石表面的脱附量均有增加;相同质量分数情况下溶液、原油与岩石表面的界面张力从小到大的顺序是NaCl溶液、Na_(2)SO_(4)溶液、CaCl_(2)溶液;Na^(+)等一价离子和Ca^(2+)等二价离子交换作用后,岩石表面水膜厚度增加,油膜厚度减小,可以实现油膜的有效剥离。通过调整Q60储层注入水离子组成,室内驱油试验表明,驱油效率可提高10%以上,现场先导试验取得初步效果,验证离子匹配水驱提高采收率机制,有望为低渗透油藏的增产提供新的途径。

关键词：油/水/岩相互作用离子匹配离子交换提高采收率

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离子匹配精细水驱提高采收率机理研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2022年第5期44卷 105-112页

作者：许世京伍家忠陈兴隆刘庆杰中国石化有限公司综合管理部北京海淀100020 中国石油勘探开发研究院北京海淀100083 提高石油采收率国家重点实验室北京海淀100083

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... 详细信息

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Ca^(2+)和Mg^(2+)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。

关键词：离子匹配精细水驱提高采收率 Zeta电位原子力显微分析分离压

双交联长链烷烃/有机硅防水剂的制备及其耐磨性能

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精细化工 2023年第3期40卷 600-607页

作者：于丹凤黄佳胜伍家忠徐秀彬郭玉良吴旭广州大学化学化工学院广东省节能环保精细化学品工程技术研究中心广东广州510006 中国石油勘探开发研究院北京100083 提高石油采收率国家重点实验室北京100083 广东德美精细化工集团股份有限公司广东佛山528305

以十八烯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸丁酯、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基乙醇胺、丙烯酸和单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)为单体制备了无氟防水剂。采用1HNMR、凝胶渗透色谱仪、纳米粒度及电位分析仪、光学接触角仪对... 详细信息

以十八烯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸丁酯、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基乙醇胺、丙烯酸和单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)为单体制备了无氟防水剂。采用1HNMR、凝胶渗透色谱仪、纳米粒度及电位分析仪、光学接触角仪对其进行了结构表征和性能测试。将其用于纯棉织物的整理,对整理织物的性能进行了测试。结果表明,当Vi-PDMS相对分子质量为2000、含量为单体总质量的3%、制备的无氟防水剂质量分数为10%时,整理织物的防水效果最佳。水在整理织物表面的接触角可达157°,滚动角为6°;整理织物在机械压力摩擦1000次、强酸强碱浸泡10 min、水洗5个周期后仍具有良好的疏水效果。整理前、后织物透气性变化不大,透气率分别为(697±54)和(720±35)mm/s,解决了传统涂层型防水织物疏水而不透气的问题。

关键词：防水剂无氟低表面能透气性织物功能材料

砾岩低渗透油藏注入水中固体悬浮物的伤害实验

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油气地质与采收率 2022年第4期29卷 116-121页

作者：许世京伍家忠史永兵陈兴隆中国石化油田综合管理部北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083 提高石油采收率国家重点实验室北京100083 西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018

砾岩低渗透油藏储层非均质性强、孔喉半径小、矿物成分复杂,在注水开发中,回注水中固体悬浮物含量和粒径大小成为导致储层伤害的主要因素,而现有碎屑岩低渗透油藏注水水质推荐指标难以满足砾岩低渗透油藏,因此,需根据砾岩低渗透油藏储... 详细信息

砾岩低渗透油藏储层非均质性强、孔喉半径小、矿物成分复杂,在注水开发中,回注水中固体悬浮物含量和粒径大小成为导致储层伤害的主要因素,而现有碎屑岩低渗透油藏注水水质推荐指标难以满足砾岩低渗透油藏,因此,需根据砾岩低渗透油藏储层特点,制定科学的注水水质指标。根据砾岩低渗透油藏储层孔隙结构及黏土矿物特性,采用CT扫描、扫描电镜及X射线衍射等实验方法,多角度分析了该类油藏潜在的注水伤害主要因素,同时根据颗粒堵塞理论,在注入过程中注入水中的固体悬浮物(SS),会堵塞孔喉通道导致渗透率下降,从而对砾岩低渗透岩心造成严重伤害。实验结果表明,SS质量浓度和粒径中值对不同渗透率的砾岩岩心的储层伤害差异较大,若要实现目标区块储层伤害率≤20%,当储层渗透率小于等于9.28 mD时,SS质量浓度≤1.43 mg/L,粒径中值≤1.9μm;当储层渗透率大于9.28 mD但小于46.9 mD时,SS质量浓度≤3.1 mg/L,粒径中值≤2.6μm;而储层渗透率大于等于117 mD时,可放宽到SS质量浓度≤5.1 mg/L,粒径中值≤4.8μm。

关键词：砾岩低渗透油藏固体悬浮物注入水堵塞粒径储层伤害

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油田注入水碳酸钙垢结垢机理分析与结垢预测

石油勘探与开发 2002年第3期29卷 85-87页

作者：尹先清伍家忠王正良江汉石油学院

CaCO3 垢是油田注入水中主要的结垢类型 ,严重影响油田开发效果。通过 4种水样在不同温度下的结垢试验及岩心驱替试验 ,研究CaCO3 结垢机理并进行理论预测。结果表明 :①未处理油田注入水结垢严重 ,且结垢程度随温度上升而加剧 ,90℃时C... 详细信息

CaCO3 垢是油田注入水中主要的结垢类型 ,严重影响油田开发效果。通过 4种水样在不同温度下的结垢试验及岩心驱替试验 ,研究CaCO3 结垢机理并进行理论预测。结果表明 :①未处理油田注入水结垢严重 ,且结垢程度随温度上升而加剧 ,90℃时Ca2 + 、Mg2 + 下降率达 5 2 .3% ;②岩心驱替试验显示 ,CaCO3 晶体在岩石孔隙中和喉道表面均可析出 ;③处理后的水样位于CaCO3 溶解度的介稳区 ,水质稳定 ,不会产生CaCO3 垢 ;④理论预测与试验结果一致。表 4参 10 (尹先清摘 )

关键词：油田注入水碳酸钙垢结垢机理预测介稳区

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改性环氧树脂固砂剂SSA的研究

钻井液与完井液 2001年第5期18卷 21-24页

作者：许毓王永远罗跃伍家忠江汉石油学院中国石油塔里木油田公司

针对60℃以下酚醛树脂固砂不充分、固化强度低的情况,研制出了改性环氧树脂溶液固砂体系SSA。该体系中树脂的分子链上除含有与砂岩表面的SiO_2相结合的极性基团—OH外,还含有电荷密度高的—NH_2和环醚基团,且加入了偶联剂。室内通过实... 详细信息

针对60℃以下酚醛树脂固砂不充分、固化强度低的情况,研制出了改性环氧树脂溶液固砂体系SSA。该体系中树脂的分子链上除含有与砂岩表面的SiO_2相结合的极性基团—OH外,还含有电荷密度高的—NH_2和环醚基团,且加入了偶联剂。室内通过实验考察了树脂用量、固化剂加量、偶联剂用量、温度变化、老化时间、砂粒粒径对SSA体系固结体性能的影响,同时对固结体的耐酸、碱、盐和油性能以及渗流特性进行了探讨。结果表明,改性环氧树脂固砂体系SSA中树脂用量为3％,固化剂用量为20％,偶联剂用量为0.6％,砂液比可达20:1;固化速度快(3～48 h内可调),固化强度高(抗压强度达6～10 MPa),固结体渗透性好,且能低温固化(25～60℃),耐酸、碱、盐、原油性能良好,亲水性强,具有一定的堵水作用。利用扫描电镜对改性环氧树脂固砂剂SSA在砂粒表面的润湿铺展和断裂等微观现象进行了研究。

关键词：固砂固砂剂化字化字剂 SSA 低温改性环氧树脂扫描电镜

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渤南油田采油污水处理方法研究

油田化学 2002年第2期19卷 154-156页

作者：尹先清伍家忠高新华孙灵念陈景军江汉石油学院化学工程系湖北荆州434102 中国石化胜利油田分公司河口采油厂山东东营257200

在室内实验研究的基础上提出了处理渤南油田结垢性含油污水的方法。在 45～ 5 0℃下在渤南首站污水中依次加入以活性Ca(OH) 2 为主要成分的助凝剂CH 2和等量PAC、PAM组成的复合絮凝剂JPM 1,短时间搅拌后静置沉降 5 0～ 6 0min ,上清水... 详细信息

在室内实验研究的基础上提出了处理渤南油田结垢性含油污水的方法。在 45～ 5 0℃下在渤南首站污水中依次加入以活性Ca(OH) 2 为主要成分的助凝剂CH 2和等量PAC、PAM组成的复合絮凝剂JPM 1,短时间搅拌后静置沉降 5 0～ 6 0min ,上清水经砂滤后清澈透明 ,浊度 <0 .5NTU ,pH值上升至 8.0～ 8.5 ,各项水质测定值 (含油量 ,悬浮物 ,腐蚀速率 ,粒度中值 ,SRB和TGB菌数 )均符合石油天然气行业标准的A3级指标。CH 2加量为 2 80～ 40 0mg/L ,JPM 1加量为 15 0～ 2 0 0mg/L ,随污水含油量 (39～ 112mg/L)增加而增加。未处理污水失钙镁率为 17.7% ,有结垢性 ,处理后水及其与未处理水的 2∶3和 3∶2混合水失钙镁率 <1% ,无结垢性。此方法工艺简单 ,可利用原有设备。

关键词：渤南油田采油污水处理方法研究油田采出水净水剂化学混凝结垢性

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注入水对地层伤害的评价

地质科技情报 2002年第2期21卷 87-90页

作者：尹先清伍家忠王正良王涛彭松水徐亮江汉石油学院化学工程系湖北荆州434102 胜利石油管理局纯梁采油厂山东博兴256504

通过不同水样的岩心驱替实验 ,研究了注入水质对岩心渗透率的伤害率。结果表明 :1现场注入水对岩心渗透率的伤害率大于 5 0 % ;2注入处理不彻底的水后对岩心渗透率的伤害变小 ,但伤害深度变大 ;3薄膜过滤后的水和处理后的水对岩心的伤... 详细信息

通过不同水样的岩心驱替实验 ,研究了注入水质对岩心渗透率的伤害率。结果表明 :1现场注入水对岩心渗透率的伤害率大于 5 0 % ;2注入处理不彻底的水后对岩心渗透率的伤害变小 ,但伤害深度变大 ;3薄膜过滤后的水和处理后的水对岩心的伤害率基本相同 ;

关键词：注入水储层渗透率地层伤害水质岩心