赋能纳米碳提高原油采收率研究进展

赋能纳米碳由于高横纵比和两亲化结构,体现出表面活性剂、分子薄膜、胶体、液晶分子和聚合物的多面特性,在纳米化学提高原油采收率领域独具优势和应用潜力。调研总结了一维碳纳米管、二维石墨烯等纳米碳结构和性质的共性与特性,全面归纳了纳米碳的起源、制备方法与赋能路径;提出了油藏高温、高矿化度条件纳米碳的精细调控赋能策略,剖析了赋能纳米碳在水-油和水-岩石界面吸附和组装机制,多维度精细表征手段及信息化物理模拟方法。以水驱油藏波及系数和波及区内驱油效率均低的普遍性问题为导向,基于纳米的分子—粒子跨尺度特征和水-油-岩界面效应提炼了赋能纳米碳大幅扩大波及系数和提高驱油效率的协同耦合机制。最后,提出了赋能纳米碳提高原油采收率规模应用存在的问题和低碳、高效的发展路径。

激活内源微生物提高原油采收率技术

微生物采油技术可按微生物来源分为外源微生物采油和内源微生物采油两大类。本文综述了通过注入营养剂和混气水激活油层内本源微生物的采油技术 ,该项技术的工艺较简单 ,在俄罗斯已进入较大规模的矿场应用试验。综述的论题包括 :绪言 ;基本原理 ;矿场试验及相关研究 ;矿场试验设计 ;矿场试验跟踪监测 ;对中国微生物采油技术发展的意义。图 1表 3参 4 0。

利用就地CO_2技术提高原油采收率

针对CO2的气源、腐蚀等问题,提出了就地CO2提高原油采收率技术。利用可视微观模型,对就地CO2技术的作用机理进行了研究。在油藏条件下,通过实验对CO2在地层中的产生及气量进行了确定,并研究了对其反应速度进行控制的方法。同时,对就地CO2技术的性能(原油膨胀能力、原油降粘能力、结垢、地层伤害)及驱油效率进行了评价。实验结果表明,在油藏条件下,利用就地CO2技术能够生成充足的气体,能膨胀原油体积及降低原油粘度,取得良好的驱油效果。当温度为70℃、压力为6MPa、原油粘度为12 904.1mPa.s时,就地CO2技术可以使原油体积膨胀32.5%,使原油粘度降低52.69%,能够提高原油采收率6.4%-17.06%。同时,就地CO2技术对地层不会造成伤害。该技术已经在现场实施并取得较好效益。

内源微生物提高原油采收率物理模拟驱油实验研究

在分析国外内源微生物物理模拟驱油实验的基础上 ,采用单 12区块原油和原生水模拟地层条件 ,进行了内源微生物物理模拟驱油实验研究 .对残余油采收率、系统压力、醋酸根含量、生物气产量及组成进行了检测 .结果表明 ,采用空气辅助 (液气比 1∶10 )激活好氧微生物 ,经过 36d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 4 .7% ;依赖于整个油层生态系统的改善 ,在激活的厌氧微生物的主导作用下 ,经过两轮次 77d的培养驱替 ,残余油采收率提高了 8.3% ;实验结果验证了注水油层中好氧微生物—厌氧微生物演替降解石油的两阶段生物过程 ,生物气中甲烷的含量随培养时间的增加而增加 ,最高达 74 .4 % ;而始终未检测出硫化氢 。

提高致密油藏原油采收率技术分析——以巴肯组致密油为例

致密油(页岩油)是世界未来油气开发的重要目标,现已成为北美地区重要的石油资源。以水平井分段压裂技术为主的非常规致密油气储层改造配套技术的研发和应用,推动了致密油产量快速增长,但采收率仅为5%~10%。为了有效开发致密油,美国和加拿大巴肯组致密油生产区研究和尝试了注水、注气、二氧化碳驱、化学驱等多种EOR方法。汇总了近几十年来致密油EOR室内研究和现场实例,总结驱油机理、成功经验与失败教训,推荐EOR方法在巴肯组应用的筛选标准,为世界其他地区致密油的开发提供了参考和借鉴。

CO_2驱替过程中沥青质沉积及其对原油采收率的影响

针对CO2驱油过程中易造成沥青质等重有机质沉积,导致原油组分发生改变,影响驱油效果这一问题,考察了不同原油沥青质含量、岩心渗透率条件下沥青质的沉积量及CO2驱油效果,研究了CO2驱替过程中沥青质沉积和原油采收率的变化规律。实验结果表明,CO2驱油过程中引起的沥青质沉积与岩心渗透率、原油初始沥青质含量直接相关;相同条件下,低渗透岩心对沥青质沉积的影响更为明显;此外,随着沥青质沉积量的增加,CO2驱的采收率降低。

纳米材料在提高原油采收率中的研究进展

近年来,油田采油过程对驱油材料的性能提出了更高的要求,使用纳米材料是从微观角度提升驱油剂性能的重要方法。研究表明,对纳米材料进行改性处理,如表面接枝改性、构造核-壳分子结构等,以及将纳米材料与其他驱油材料(如聚合物、表面活性剂等)复配,可从降低油水界面张力、乳化原油降低原油粘度、改善岩石表面润湿性、稳定泡沫等方面推动原油流动,可见纳米材料在提高原油采收率方面具有重要意义。综述了近几年国内外纳米SiO_(2)、纳米TiO_(2)、纳米纤维素、聚合物纳米微球、纳米石墨烯等纳米材料在驱油材料中应用的研究进展,解析了其研发中的瓶颈问题及今后的研发方向,评述了各种纳米材料提高原油采收率、抗温、抗盐等性能,以期为相关研究提供借鉴。

应用石油磺酸盐提高原油采收率的研究进展

综述了国内外应用石油磺酸盐进行三次采油矿场试验的研究现状。介绍了合成石油磺酸盐的原料和工艺以及石油磺酸盐的精细结构。讨论了石油磺酸盐与其他表面活性剂复配体系的低表面张力特性以及在驱油过程中的沉积损耗和在油砂表面上的吸附损耗。指出改性石油磺酸盐和结构性能关系清晰的合成石油磺酸盐是今后的发展趋势。

组合驱提高原油采收率实验研究

根据河南油田双河北II4-5块已完成聚合物和微凝胶驱的现状,提出了对聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱、微凝胶驱优化组合进行组合驱提高其原油采收率的观点。并在数模优化组合驱段塞构成的基础上,对不同渗透率的天然岩心与人造岩心进行了驱油实验。实验表明在双河北II4-5块聚合物驱后实施组合驱提高原油采收率不仅可行,而且采收率(天然岩心)达13%。在最佳注入速度(14.2m/d)下,采收率高达15.7%。其驱油机理是调堵提高波及系数和降低油水界面张力而提高洗油效率。

低渗透油藏提高原油采收率的实验研究——以松辽盆地北部芳48断块为例

通过气驱细管实验,在地层条件下测定了大庆油田芳48断块在二氧化碳、氮和天然气驱下原油采收率与压力的关系,由此确定了原油与二氧化碳、氮和天然气的最小混相压力(MMP)。结果表明,芳48断块原油与二氧化碳的最小混相压力为29 MPa,与天然气的最小混相压力为40 MPa,在最高实验压力(44 MPa)下氮没有达到混相。芳48断块气驱开发,在低于地层破裂压力(31 MPa)下,二氧化碳驱可以达到混相驱替,天然气和氮只能是非混相驱。非混相驱时,同样条件下,二氧化碳驱采收率最高,其次为天然气驱,氮驱最低。

注聚后低浓度交联聚合物驱提高原油采收率

孤岛油田中一区馆 3单元聚合物驱先导试验区 (4个反五点法注采井组 )注入质量浓度 10 0 0～ 2 0 0 0mg/L的聚合物溶液 0 .2 9PV后转入后续注水 ,到 1999年 5月底采出程度 34.4 % ,综合含水 87.3% ,接近注聚前的值 ,1999年 10月起在该井组又开始了注低浓度交联聚合物溶液 (LPS)试验。所用聚合物为HPAM 35 30S ,-M =1.5× 10 7～1.8× 10 7,HD =30 % ,交联剂为Al3 + 质量浓度 10mg/L的AlCit溶液 ,聚合物与Al3 + 质量比为 2 0∶1。室内实验结果表明 :在温度 70℃、渗透率 4 .5 μm2 的人造岩心中注入在 4 5℃反应 2 4h的HPAM浓度 2 0 0mg/L的LPS共 4 .0PV ,阻力系数达到 135 ,注入 18.3PV后残余阻力系数仍达 5 5 ;气测渗透率 1.2 μm2 的人造岩心在 70℃水驱 5PV后原油采收率 33% ,再水驱 5PV后采收率增加 1.7% ,用 12 0 0mg/LHPAM溶液驱替 0 .35PV后采收率增加13% ,再水驱 5 .3PV后采收率增加 1.7% ,用 2 0 0mg/LHPAM / 10mg/LAl3 + LPS驱替 5 .6PV使采收率增加11.3%。在现场试验中 ,注入 0 .0 6 8PVLPS(第一阶段 2 0 0mg/LHPAM/ 15 0mg/LAlCit溶液 ,第二阶段 35 0mg/LHPAM / 5 5 0mg/LAlCit溶液 ) ,然后水驱 ,仍获得了增油减水的效果 。

PBS菌的趋化性与提高原油采收率机理

实验验证了PBS菌的趋化性,在物理模型上考察了PBS菌的驱油机理和效果。PBS菌为假单胞杆菌属,兼性厌氧,可利用原油为碳源生长,代谢产物主要为化学结构已确认的一种鼠李糖脂,以及少量脂肪酸、有机醇、气体等。菌液中PBS菌数105～106个/mL,培养温度51℃,实验原油51℃下粘度35 2mPa·s,驱替水矿化度3 7g/L。在显微镜载玻片上培养0 5天后,距油水界面10μm以内的水相(菌液+营养液)中菌数达108个/mL,2天后更达109个/mL,而在10μm以外的水相中仅为103个/mL。在玻璃盒内培养0 5天后,靠近油水界面处水相中菌数为109个/mL,pH值4 4,鼠李糖脂浓度2 87g/dL,距油水界面10、20、30mm处水相中,菌数分别为107、106、105～104个/mL,形成细菌浓度分布梯度。以上实验结果用细菌的趋化性解释。在仿真网络模型上,水驱油后注入1PV菌液+营养液,51℃培养10天后再水驱,观察并记录了以下驱油机理:①乳化携带,启动剩余油;②剥离油膜或油团;③堵塞大孔道,液流转向。在渗透率1μm2的板状填砂模型上水驱油采收率为48%,注入1PV菌液+营养液,在51℃培养10天后再水驱,提高采收率13 6%。图12参6。

一株Pseudomonassp.菌局部富集提高原油采收率机理

从某油田产出水中分离得到一株Pseudomonassp .菌 ,主要代谢产物是糖脂类表活剂 ,同时产少量低分子有机酸。在菌体局部富集实验中可观察到细菌由于化学趋向性而在油水界面处富集 ;在代谢产物局部富集实验中 ,肉眼可观察到由于“在位繁殖”效应 ,油水界面处水相的颜色变化 ,在不同距离处分别取样定量测定得到产物浓度分布梯度 ;并且在微观仿真模型中做微生物驱油实验 ,观察到菌体在孔隙壁和油、水三相交界处富集 ,研究微生物及其代谢产物的驱油机理 。

原油碳源微生物自动寻的提高原油采收率机理

应用可视化实验观测方法，对3种原油碳源微生物提高原油采收率的机理进行的研究发现，原油碳源微生物有向原油定向运移并直接接触原油的“自动寻的”功能，并使原油碳源处菌群高度富集。这种自动寻的运移是原油碳源微生物提高原油采收率的基础。实验发现，在任何时候，原油碳源处的菌浓度比其他各处高出5～6个数量级。距原油碳源越远，菌浓度越低，其代谢产物浓度分布规律与菌浓度分布规律相符。微观模拟实验表明，高浓度的菌群及其大量代谢产物协同作用于原油碳源有利于剩余油启动。依据所得规律，对应用原油碳源微生物提高采收率的生产模式提出了建议。

化学法提高原油采收率实验教学平台构建

介绍了化学法提高原油采收率实验教学平台的构建内容、实验装置的改进与完善,以及实验平台的管理模式。探索了提高学生知识运用与创新实践能力的具体方法,介绍了所取得的教学效果。

井下低频振动提高原油采收率技术研究

目的探讨井下低频振动提高原油采收率技术机理。方法应用质量守恒定律、能量守恒定律、达西定律、流体动力学等基本原理研究了低频振动波作用下油层流体的数学模型，将室内实验和数值模拟技术相结合定量地研究了低频振动对原油黏度、界面张力、毛管压力、产水率及产水率上升速度的影响。结果低频振动采油技术能够提高原油产量10％-25％，大幅度降低原油黏度。降低界面张力1-2mN／m；振动可以降低油井产水率10％左右，且明显降低产水率上升速度。结论低频振动提高采收率技术机理在于低频波对油层流体物理性质的改善和储层储渗性能的提高。在油田增产技术中具有较明显的应用效果和可行性。

基于量子神经网络的分子沉积膜驱原油采收率预测方法

提出一种用于预测分子沉积(MD)膜驱原油采收率的量子神经网络方法。基于生物神经元信息处理机制和量子计算原理构造出一种量子神经元,该神经元由加权、聚合、活化、激励四部分组成。再由量子神经元构造出三层量子神经网络模型,其输入和输出为实值向量,权值和活性值为量子比特。权值和活性值调整由量子门实现。基于梯度下降法构造了该模型的学习算法。将该模型应用于MD膜驱原油采收率的预测实验结果表明,该模型在收敛速度和泛化能力方面明显优于普通三层BP网络。

对胜利油区提高原油采收率潜力及转变开发方式的思考

胜利油区目前处于特高含水后期的储量资源规模较大,如何认识这部分资源提高采收率的潜力,是事关油田长远发展的战略问题。基于矿场实践和室内研究成果,提出了特高含水后期油藏的可持续开发思路和攻关方向建议。同时,胜利油区特低渗透及致密油藏储量丰富,这部分资源的有效开发和提高采收率工作将会成为油田开发面临的主要课题。针对特低渗透油藏的关键技术攻关、配套技术研究和补充能量开发等提出了工作方向。此外,随着油区所在城区规划建设步伐加快,油田已经由荒碱滩上搞建设转向为城市中心求发展,地下有潜力、地面无空地的区块和储量比例越来越大,针对该现象提出了相应的建设模式和管理模式建议。

芽孢杆菌发酵条件的优化及其在室内条件下提高原油采收率的初步研究

筛选到一株可以在厌氧条件下以原油为唯一碳源生长的芽孢杆菌L - 2 3。对其中试发酵条件进行了优化 ,确定了L - 2 3的最适发酵条件 ,用补料的方法控制葡萄糖浓度在 0 .6% ,在 16h内 ,发酵液的菌体浓度可以达到 5 .2× 10 9cell mL。把 5 %的L - 2 3发酵液加入到原油中 ,在 4 5℃条件下培养 2 4h ,能够使原油粘度降低 2 8%。在室内条件下 ,L - 2 3可以使原油的采收率提高 11%以上。实验证明 ,用L - 2 3进行微生物采油有很好的应用前景。