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二氧化碳驱油及埋存一体化技术应用研究进展

世界石油工业 2024年

作者：张志超柏明星杜思宇东北石油大学东北石油大学提高采收率教育部重点实验室

将二氧化碳（CO2）注入到非常规油藏中不仅可提高采收率，同时能实现CO2埋存，成为当前“双碳”愿景下的研究热点。在分析CO2驱油提高采收率机理的基础上，对比分析了CO2连续和间歇注气驱油提高油藏采收率的规律，总结了CO2在油藏驱油... 详细信息

将二氧化碳（CO2）注入到非常规油藏中不仅可提高采收率，同时能实现CO2埋存，成为当前“双碳”愿景下的研究热点。在分析CO2驱油提高采收率机理的基础上，对比分析了CO2连续和间歇注气驱油提高油藏采收率的规律，总结了CO2在油藏驱油及埋存一体化研究进展。CO2驱油提高采收率机理主要是利用了CO2在油藏孔隙内的传质、溶解及扩散作用。CO2驱油过程中压力的增加能够促进CO2与原油之间的传质，降低CO2与油间界面张力，提高原油采收率。油藏中发育复杂裂缝能促进CO2与原油间传质，降低渗流阻力，提高CO2混相吞吐驱油效果。相比CO2非混相驱油，混相驱油过程中CO2与地层原油之间传质更加充分，同时能提高油藏大小孔内原油的动用程度。连续气驱存在过早突破的弊端，有效增油期短。CO2间歇注气能够延缓生产井的CO2突破时间，CO2混相吞吐提高油藏采收率的效果更好。针对CO2驱油过程中常出现的气窜、沥青质沉淀等问题，未来应该加强对CO2驱油的流度控制和沥青质沉淀防治技术的研究。

关键词： CO 驱油驱油机理采收率 CO 油藏埋存

渤海油田化学驱注入井解堵剂构建、性能和注入工艺

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油田化学 2024年

作者：孙惠茹卢祥国何欣刘进祥高建崇崔天宇唐晓旭提高油气采收率教育部重点实验室(东北石油大学) 中海石油(中国)有限公司天津分公司

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。... 详细信息

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。

关键词：渤海油田聚合物注入井无机垢解堵剂

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超深井套管屈曲后钻具通过性计算模型研究

石油机械 2024年第1期52卷 45-51页

作者：杨卫星赫英状吴佳容李光辉中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室西安三维应力工程技术有限公司

针对超深油藏井下载荷工况愈发恶劣的现状,对钻具在三维屈曲套管中的通过性进行了研究。通过对比钻具、套管、井筒尺寸的几何关系,考虑了套管屈曲相关参数,确定了钻具在套管正弦及螺旋2种屈曲形式下的不变形通过最大长度,建立了套管屈... 详细信息

针对超深油藏井下载荷工况愈发恶劣的现状,对钻具在三维屈曲套管中的通过性进行了研究。通过对比钻具、套管、井筒尺寸的几何关系,考虑了套管屈曲相关参数,确定了钻具在套管正弦及螺旋2种屈曲形式下的不变形通过最大长度,建立了套管屈曲后钻具通过性计算模型,并利用该模型进行了实例计算。应有限元确定了实例中套管屈曲形式,计算了不同屈曲时的通过性。计算结果表明,钻杆及钻铤在屈曲套管中可自由通过,钻具的通过性主要受钻头尺寸的影响。通过全尺寸实物试验对钻头在屈曲套管中的通过性进行了验证。结果显示,建立的计算方法也可用于其他井下工具的通过性计算,如油管在屈曲套管中、井下工具在屈曲油管中的通过性等,对油田现场作业具有重要指导意义。

关键词：套管屈曲正弦屈曲螺旋屈曲通过性钻具井下工具超深井

用于捕集CO_(2)的相变吸收剂与乙醇胺吸收剂性能对比

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石油与天然气化工 2024年第4期53卷 19-27,48页

作者：白雨鑫郑润芬魏立新赵福君韩晓瑜东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室大庆油田设计院有限公司

目的解决传统吸收剂捕集二氧化碳(CO_(2))存在的再生能耗和经济成本较高等问题,研发新型相变吸收剂。方法对4种相变吸收剂体系:DETA-1-propanol、MMEA-DEG、DEEA-MEA和DEEA-AEEA的性能进行了对比研究,以传统吸收剂质量分数为30%的乙醇胺... 详细信息

目的解决传统吸收剂捕集二氧化碳(CO_(2))存在的再生能耗和经济成本较高等问题,研发新型相变吸收剂。方法对4种相变吸收剂体系:DETA-1-propanol、MMEA-DEG、DEEA-MEA和DEEA-AEEA的性能进行了对比研究,以传统吸收剂质量分数为30%的乙醇胺(MEA)溶液作为参考基准,进行吸收、解吸、发泡、腐蚀、循环吸收-解吸实验研究以及再生能耗和成本估算。结果DETA-1-propanol体系的富相体积占总体积的66%,最大吸收负荷为3.34 mol/kg,与MEA吸收剂相比提高了54.6%。溶剂成本为11500元/t,相比MEA吸收剂增加了35.5%,再生显热(以每1 t CO_(2)计)为0.28 GJ/t,再生潜热为1.1 GJ/t,与MEA吸收剂相比分别降低了73.3%和12.0%。结论DETA-1-propanol吸收剂体系具有较高的吸收、解吸性能和较高的循环稳定性,以及较低的再生能耗和溶剂成本。

关键词：二氧化碳碳捕集相变吸收剂吸收解吸腐蚀再生能耗

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采出水中核壳型荧光微球浓度的检测方法

油田化学 2024年第2期41卷 350-355页

作者：张云宝陈丹丰张洪李文涛杜若飞董宏超杜俊辉提高油气采收率教育部重点实验室(东北石油大学) 黑龙江大庆163318 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300450

聚合物微球调驱是改善水驱效果的主要技术之一。微球在地层中的运移以及能否在采出水中有效检出会直接影响调驱效果。因此,将荧光碳点引入微球调驱剂中,起到示踪的作用。荧光核壳微球调驱剂由含荧光碳点的核心微球溶液和壳层水溶液混合... 详细信息

聚合物微球调驱是改善水驱效果的主要技术之一。微球在地层中的运移以及能否在采出水中有效检出会直接影响调驱效果。因此,将荧光碳点引入微球调驱剂中,起到示踪的作用。荧光核壳微球调驱剂由含荧光碳点的核心微球溶液和壳层水溶液混合吸附而成。为了降低油水分离后采出水中的杂质对核壳荧光微球有效检出的干扰,首先对荧光微球的浓度与荧光强度进行线性拟合,验证该方法的可行性;然后用硅胶对地层采出水进行吸附,通过对比采出水吸附前后的荧光发射光谱,验证硅胶吸附的实用性;最后用硅胶对采出水配制的荧光微球进行吸附,绘制荧光强度和微球浓度的标准曲线。结果表明,在激发波长为347 nm的条件下,荧光微球的质量浓度与445 nm发射波长处的荧光强度具有良好的线性关系,相关判定系数(R^(2))为0.9870。经硅胶处理后,水驱采出水的荧光发射强度显著降低,硅胶吸附能有效去除采出水中的杂质。在激发波长为347 nm、荧光光谱仪狭缝为10~20 nm、微球质量浓度为1~1200 mg/L时,荧光核壳微球水分散液的质量浓度(x)与462 nm处的荧光发射峰值(y)呈正比线性关系,拟合方程为y=2497.1042+3.1847x,R^(2)为0.9972,置信度较高。荧光强度与核壳微球浓度的线性阶段可满足现场检测要求。该方法可为类似油藏荧光微球含量的定量检测提供借鉴。

关键词：聚合物微球调驱采出水硅胶吸附荧光强度

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原油乳状液对20钢的腐蚀

腐蚀与防护 2024年第2期45卷 43-49页

作者：张志宏马骏贾旭东高秋英刘强孙海礁孟江中国石油化工股份有限公司西北油田分公司乌鲁木齐830011 中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室乌鲁木齐830011 重庆科技学院重庆401331

以某油田原油和采出水为原料配制了不同含水率的油包水或水包油乳状液,利用失重法和电化学测试技术研究了20钢的腐蚀行为,分析了不同含水率和不同类型乳状液的腐蚀性。结果表明:乳状液的腐蚀性低于采出水的腐蚀性,且水包油乳状液腐蚀性... 详细信息

以某油田原油和采出水为原料配制了不同含水率的油包水或水包油乳状液,利用失重法和电化学测试技术研究了20钢的腐蚀行为,分析了不同含水率和不同类型乳状液的腐蚀性。结果表明:乳状液的腐蚀性低于采出水的腐蚀性,且水包油乳状液腐蚀性大于油包水乳状液;由于油包水乳状液中原油在20钢表面吸附形成的油膜的完整性较好,20钢与水分子接触受到一定限制,腐蚀比较轻;随着含水率增大,油膜完整性逐渐受到破坏,乳状液腐蚀性明显变强;在水包油乳状液中,20钢与采出水直接接触,20钢表面只存在分散状的油膜,其对金属基体的保护作用较弱,随着含水率的增加,水包油乳状液对20钢的腐蚀接近于采出水;在油水界面处,20钢腐蚀严重,其腐蚀行为与在水包油乳状液中的类似。

关键词：油包水乳状液水包油乳状液腐蚀 20钢油水界面

空间信息技术在二氧化碳封存监测中的应用现状及展望

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 635-645页

作者：吕伟峰李昱澍王明远林千果贾宁洪姬泽敏何畅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 中国科学院渗流流体力学研究所河北廊坊065007 中国科学院大学北京100049 上海交通大学碳中和发展研究院上海200240

系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法... 详细信息

系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法、遥感技术、地理信息系统、物联网技术和全球导航卫星系统等5类,涉及监测数据获取、定位与数据传输、数据管理与决策支持等3个环节。空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战主要包括:针对不同监测目的、不同搭载平台以及不同监测场地,需选取与其相匹配的空间信息技术;针对空间信息监测数据来源广、数据量大的特点,需建立有效的数据存储与计算能力;空间信息技术需要与目前成熟的监测技术进行交互验证,促进协同作业。未来需建立空间信息技术监测方案设计方法与标准,建立跨尺度监测技术的协同应用方法,形成空间信息技术与人工智能和高性能计算技术协同应用,加快空间信息技术在中国碳封存项目中的应用。

关键词： CO_(2)地质封存 CO_(2)封存监测空间信息技术 CO_(2)泄漏 CO_(2)捕集利用与封存

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泥岩进水诱发地层滑移条件下的套变影响因素分析

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非常规油气 2024年第1期11卷 94-102页

作者：王峰中国石油吉林油田公司二氧化碳捕集埋存与提高采收率开发公司吉林松原138000

吉林大情字油田注水开发过程中由于泥岩进水诱发地层上抬从而导致弱结构面滑移,进一步使油水井发生严重套变现象。为实现对油水井注水开发后套变情况的预测,基于有限元建立数值模型,结合油田现场资料,对泥岩进水滑移导致套变的影响因素... 详细信息

吉林大情字油田注水开发过程中由于泥岩进水诱发地层上抬从而导致弱结构面滑移,进一步使油水井发生严重套变现象。为实现对油水井注水开发后套变情况的预测,基于有限元建立数值模型,结合油田现场资料,对泥岩进水滑移导致套变的影响因素进行分析。研究结果表明,泥岩层未进水时,套管壁厚增大到10.54 mm,或将套管钢级提升为TP140V时,能够有效避免套管失效;进水后,套管壁厚需增到14.27 mm,而套管钢级仍然选用TP140V才能避免套管失效;对于注CO_(2)的井,当泥岩层未进流体,套管屈服强度降至458 MPa时,套变量增大了82%;流体进入后,套管屈服强度降低到458 MPa时,套变量增大了125%。该研究结果对油田预防套变具有一定的指导意义。

关键词：注水开发泥岩吸水地层滑移套管变形数值模拟

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压驱技术高压降吸附提高采收率机理

石油学报 2024年第2期45卷 403-411页

作者：王凤娇徐贺刘义坤杜庆龙张栋东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 大庆石油管理局博士后工作站黑龙江大庆163453 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

以大规模压裂为基础的"压驱"技术,应用于特高含水老油田取得了显著的提高采收率效果。为进一步明确压驱技术对压驱剂驱油效率的影响,对高压作用下其在储层多孔介质表面的吸附损耗展开研究。通过开展常压/高压动态吸附实验,对比分析压驱... 详细信息

以大规模压裂为基础的"压驱"技术,应用于特高含水老油田取得了显著的提高采收率效果。为进一步明确压驱技术对压驱剂驱油效率的影响,对高压作用下其在储层多孔介质表面的吸附损耗展开研究。通过开展常压/高压动态吸附实验,对比分析压驱过程压驱剂在岩心表面动态吸附量变化情况;结合常规压汞和扫描电镜测试,阐明了高压降吸附机理;通过反向压驱物理模拟实验,明确了高压降吸附作用对压驱提高采收率的影响。研究表明,压驱剂在岩心表面的动态吸附量随驱替压差升高而呈现降低趋势;驱替压差分别为0.5 MPa、1.0 MPa、1.5 MPa条件下,压驱剂在岩心表面的动态饱和吸附量分别可较驱替压差为0.1 MPa时降低40.67%、62.17%和72.38%;高压作用下岩心孔隙结构发生改变,平均孔隙半径增加,流体渗流阻力降低,渗流速度升高,压驱剂在岩心表面的动态饱和吸附量降低;高压降吸附作用可提高压驱剂驱油效率,为常压条件下的1.96倍;因此,压驱过程中高压作用可有效降低压驱剂在地层内的动态吸附量从而提高驱油效率。研究成果对压驱技术矿场应用阶段进一步提高采收率具有重要的指导意义。

关键词：压驱高压驱替动态吸附量孔隙半径分布提高采收率