环保橡胶填充油的研究与应用进展

概述了橡胶填充油(简称橡胶油)的分类、发展现状及国内外环保橡胶油的生产工艺和研究进展。环保橡胶油主要有处理芳烃油、重质环烷基油、浅度溶剂抽提油、残余芳烃抽提油以及调合油5大类。以润滑油精制装置副产抽出油、催化裂化油浆、渣油等为原料,环保橡胶油的生产工艺主要有溶剂精制工艺、复合溶剂抽提工艺、加氢精制-溶剂抽提复合工艺、加氢精制工艺等,这些工艺通过选择性脱除原料中的多环芳烃、保留低环芳烃和烷基芳烃来生产环保橡胶油,国内目前存在产能低、产品芳碳率低等问题,影响了环保橡胶油在国内的大规模应用,也影响环保型橡胶轮胎质量的提高。在原有技术方案上开发新的环保橡胶油生产工艺,探索新的加工路线迫在眉睫。

对FETKOVICH(费特科维奇)典型曲线的质疑与评论

FETKOVICH(费特科维奇,以下简称为费氏)于1971年和1980年,分别提出的有限水域水侵量方程和定压典型曲线,受到国内外专家的重视和引用。由于费氏典型曲线可以通过实际数据的拟合,确定井的驱动半径和驱动面积,因此,受到业内专家的青睐。通过推导表明,费氏有限水域水侵量方程,是一个指数递减方程。费氏将该方程直接应用于定容封闭边界油井的产量递减分析,并基于初始递减率的关系式,得到了费氏典型曲线的无因次时间。费氏利用无因次压力的倒数作为无因次产量,得到了典型曲线的无因次产量。然而,由于费氏典型曲线的无因次时间和无因次产量之间没有直接的函数关系,无法建立费氏的无因次典型曲线,因此,对费氏的有限水域水侵量方程和典型曲线的无因次时间和无因次产量进行了推导,并对存在的问题提出了质疑和评论。

国产环保型填充油在溶聚丁苯橡胶中的应用研究

考察了中国石化济南分公司200#环保型橡胶填充油作为溶聚丁苯橡胶(SSBR)填充油及加工过程操作油的应用效果,并与德国汉圣公司V500填充油进行对比实验,探讨了200#填充油替代V500填充油的可行性。实验结果表明,200#填充油赋予橡胶更低的混炼胶门尼黏度、略优的加工性能、较高的加工安全性和较快的硫化速率,更优的动态性能,抗湿滑性提高9%,滚动阻力降低6%。200#填充油在SSBR中的应用效果略优于V500填充油,完全满足高性能SSBR使用要求。

Extended表面活性剂的合成与性能

"Extended表面活性剂"是指在离子型表面活性剂中,特别是在阴离子型表面活性剂的疏水基与亲水离子头之间嵌入含聚氧丙烯链段的新型表面活性剂。结合文献报道和本课题组的前期研究成果,介绍了Extended表面活性剂的沿革与发展,着重从品种归属和合成反应两个方面进行总结,并预期了Extended表面活性剂在高温高盐油藏三次采油中良好的应用前景。指出进一步开发Extended表面活性剂的重点为:1)针对无碱驱油需要,合成抗高温高盐和耐水解的磺酸盐型Extended表面活性剂;2)开发磺基甜菜碱型Extended表面活性剂,预期将有更好的性能和用武之地;3)研究Extended表面活性剂与其他表面活性剂的复配,拓展其在三次采油及其他领域中的应用。

致密油水平井多簇裂缝扩展数值模拟研究

大庆油田致密油水平井近年来主要采用密切割布缝进行压裂改造,多簇裂缝扩展将产生诱导应力,从而导致各簇裂缝延伸均匀程度不一致。为此,采用有限元软件ABAQUS建立了大庆油田致密油水平井多簇裂缝扩展数值模型,采用扩展有限元(XFEM)模拟方法,研究了2个布缝参数(簇距、段内簇数)、3个压裂施工参数(压裂工艺、施工排量及液体黏度)对裂缝扩展的影响。同时对比分析模拟结果与矿场实际光纤测试的各簇产能贡献结果,发现模拟的各簇裂缝长度与各簇的产油贡献具有很好的一致性,证实了模拟结果的正确性。模拟结果表明:当簇距缩小至5m时,各簇应力干扰明显,不利于裂缝扩展,当簇距达到10m及以上时,平均单簇裂缝半长变化不明显,合理簇距约为10m。平均单簇裂缝半长随段内簇数的增加呈增大趋势,但非均匀延伸程度也随之增大;与桥塞段内多簇同时改造相比,连续油管单簇依次改造模式更有利于裂缝延伸;平均单簇裂缝半长随施工排量的升高呈增大趋势,提高施工排量还能促进裂缝均匀延伸。平均单簇裂缝半长随液体黏度的升高呈增大趋势,可适当提高高黏液体比例。

高密度低油水比油基钻井液体系研究

油基钻井液具有抑制性强、润滑性好、性能稳定等优点,随着复杂井钻井深度增加,需要建立高密度低油水比油基钻井液体系。室内研究了不同的油基钻井液关键处理剂,并构建了高密度油基钻井液体系,对油基钻井液性能进行评价。实验结果表明,研究的主乳化剂MR1、辅乳化剂FR1、碱度调节剂JNS、有机土MNL、降滤失剂HFW在高密度低油水比油基钻井液中有较好的应用效果,能有效调节油基钻井液体系的稳定性、失水量、流变性等性能。高密度油基钻井液体系抗温性能好,抑制性强,稳定性好,具有优异的性能。

基于井眼清洁效果的大位移井钻井参数与钻井液性能优化方法研究与实践

针对东海油气田大位移井在钻井过程中易形成岩屑床,井眼清洁困难,导致摩阻扭矩大甚至频繁出现憋泵憋扭矩等复杂的问题,提出了一种基于井眼清洁效果的钻井参数设计和钻井液性能优化方法。首先,分析大位移井井眼清洁的主要影响因素,使用VIRTUALMUD软件对影响大位移井井眼清洁性能的钻井液排量、机械钻速等工程参数和钻井液6转3转读数等钻井液参数进行优化设计。然后,通过优选合适的基础油、乳化剂和重晶石等方法对现场使用的油基钻井液进行性能改进。在大位移井A井应用优化后的钻井参数及钻井液体系,井眼清洁效果好,钻井液携岩效率高,在作业过程中未发生憋钻卡钻等复杂情况,起下钻顺利。现场应用情况表明,该方法具有较好的可行性和有效性,对于提高钻井效率和降低钻井成本具有重要意义。

渤海边际油田延长测试新模式设计与应用

为进一步评价产能,落实地质储量规模及潜山底水水体大小,降低油藏开发风险,在渤海某油田勘探评价井的基础上采用延长测试的方式进行勘探开发一体化评价。结合该井的地理位置及作业特点,创新使用“作业支持平台+环保船转运”的模式开展施工。在作业支持平台上搭建延长测试生产流程,并设置临时储油装置,利用外输软管将原油外输至环保船上,多条环保船轮流转运至生产平台,在摸清油藏动态生产规律的同时,回收作业成本。该模式流程简单、灵活快捷、成本低,是渤海边际油田延长测试作业模式的又一次探索和创新,具有借鉴意义。

变压器油纸绝缘非线性介电弛豫模型构建方法研究

基于频域介电响应(FDS)对变压器油纸绝缘状态进行检测时,油纸绝缘频域介电响应的非线性变化会影响绝缘评估的准确性,因此亟须开展不同老化程度油纸绝缘材料FDS非线性变化规律的研究。在实验室环境下制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模型,并在不同温度下对油纸绝缘非线性FDS进行测试。结果表明:测试激励幅值越大,FDS曲线在低频段降低越明显,且随着测试温度的升高及老化程度的增加,介质损耗因数曲线出现非线变化的特征频段向高频方向移动;本文基于修正的Davidson-Cole模型,通过曲线拟合计算得到模型中的形状参数,并以此建立基于传递函数的等效电路模型,仿真计算得到了油纸绝缘阻抗模值非线性的变化规律。根据仿真结果可知,各阶阻抗模型的电路参数与油纸绝缘介电特性非线性的变化规律密切相关,而阻抗的改变使得曲线在相应频段发生变化。

计及界面电荷和极性效应的油纸复合绝缘非线性电路等效模型

换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电路等效模型,首先,分别测量变压器油和油浸纸板的电容、电阻参数与极化电流,获得油纸的拓展Debye模型;其次,在拓展Debye模型的基础上,将变压器油和油浸纸板的恒定电阻模型改为随电场变化的非线性模型,并加入反映极性效应的界面势垒限制电流源,以此建立等效模型;最后,将电路等效模型仿真结果与实际测量结果进行对比。结果表明,与实际测量结果相比,该等效模型具有良好的适用性。该文模型为油纸绝缘的电场分布、界面电荷积聚量的计算提供了一种准确度较高的简便方法。

海上原油储罐罐体腐蚀后评估与改造方法

埕北B平台上的大型原油储罐设计建造于20世纪80年代,设计规范采用API 650(第7版),材质为JIS G 3101—1976标准的SS41,原设计使用寿命为15年。由于罐壁局部腐蚀深度超过腐蚀余量,需要通过对比设计建造新旧版本规范、国内国外标准、强度核算,完成腐蚀后的安全状态评估,采用门形切除逐块更换方案,通过控制焊接整体变形量完成缺陷改造,延长其使用寿命。

基于频谱解构法的油纸绝缘扩展德拜模型参数辨识

扩展德拜模型参数的准确辨识对油纸绝缘设备状态诊断具有重要意义。针对目前扩展模型参数辨识方法存在的不足,该文首次提出频谱解构法实现扩展德拜模型的精准辨识。首先,引入Kramers-Kronig变换对频域介电谱进行解耦,获取绝缘电阻谱线、几何电容谱线及弛豫极化谱线,并利用最小二乘法确定绝缘电阻和几何电容参数。然后,提出频谱微分法对极化复电容实部微分谱线进行逐次分解,根据微分谱线峰值点数和剩余谱线最大峰值点坐标求解极化等效电路参数,从而构建完整、精准的油纸绝缘扩展德拜等效电路模型。最后,通过仿真和实例验证了该方法辨识油纸绝缘扩展德拜模型参数的准确性。该文可为频域介电谱法开展油纸绝缘内部弛豫特性研究提供可靠的物理模型。

稠油大位移井热采举升效率研究

稠油大位移井由于埋藏浅/水垂比大,在热采举升过程中井筒沿程散热较常规井更加明显,以渤海油田馆陶组稠油井为例,建立大位移井井筒传热模型,结合稠油粘温变化曲线,推导热采举升效率的计算方法,并对其影响因素进行敏感性分析。结果表明举升效率主要与水垂比、注采转换温度、油管隔热效率以及含水率有关。随着水垂比增大,举升过程中热损失增加,举升效率呈下降趋势;大位移井注采转换温度可适当提高;含水升高带来的影响应从井筒温度升高和粘度增大两方面综合考虑。研究成果为现场稠油大位移井轨迹设计、注采转换制度以及隔热油管选型提供参考,具有一定指导意义。

超深大位移井井壁稳定及储层保护技术与应用

随着中国海上油气田大位移井钻井作业越来越多,超深大位移井钻井作业面临井壁稳定和储层保护双重挑战。东海油气田超深大位移井垂深更深,存在大段泥岩、储层低孔渗、多压力系统并存、工况复杂等情况,因此井壁稳定和储层保护的难度大。以该区域超深大位移井T6-1井为例开展油基钻井液用封堵固壁剂研选,开展了钻井作业参数分析及储层保护效果评价,通过研究形成了井壁稳定、当量钻井液循环密度(ECD)控制及低渗储层保护为一体的超深大位移井钻井技术。东海6口大位移井作业实践表明,平均钻井周期仅34.5天,钻井周期短、作业顺利,降低了现场作业风险,提升了该区块的油气田开发综合经济效益。上述研究成果对东海其他超深大位移井的作业实施具有良好参考借鉴及指导意义。

中国海洋石油大位移井钻井技术现状及展望

大位移井是海洋油气资源开发的重要方式,可以减少生产平台的建造以及实施油气滚动勘探开发,近年来中国海洋石油大位移井钻井技术有了新发展。阐述了大位移井井眼轨道优化设计与定量评价、钻井液与含油岩屑处理、井眼高效净化与监测方法、降摩减扭安全钻井、套管高效下入等技术研究现状,总结了拟悬链线轨道设计、海上岩屑深度固控处理、井眼清洁监测方法、降摩减扭工具、管柱下入辅助工具等技术进展。在此基础上,对未来大位移井面临的需求和挑战进行了展望,指出应持续加大大位移井裸眼延伸能力、水力延伸能力、机械延伸能力的科技创新研究,进一步满足各海域边际油气田开发、老油田二次调整对大位移井技术的更高需求。

塔河油田超深大位移井油基钻井液技术研究与应用

为减少因井下复杂而引起钻井周期延长,开展了油基钻井液技术研究与应用,明确“井壁稳定为基础、抑制地层垮塌为核心、非渗透井壁稳定为关键、精细操作为重点”的油基钻井液技术思路,通过优化升级现有油基钻井液体系,解决塔河油田大位移超深斜井及水平井井壁稳定和超深小井眼定向井降摩减阻问题,为钻井施工安全顺利创造良好的井筒条件。

东海X区块大位移井提高井壁稳定性技术优化

东海某区块龙井组底部和花岗组上部杂色泥岩发育,已钻井在龙井组底部和花岗组上部都有不同程度的杂色泥岩垮塌,导致起下钻遇阻频繁,划眼蹩扭、憋泵严重,井下返出大量掉块,导致钻井时效降低,且极易引起复杂情况。为降低钻井作业风险,推进东海气田高效勘探开发,优化本区块大位移井的油基钻井液体系配方,同时制定配套的工程措施,维持井壁稳定性,保障井下安全,提高钻井时效。

环保型芳烃橡胶填充油抽提工艺开发与工业应用

以富含芳烃的溶剂精制抽出油为原料,筛选出对多环芳烃具有选择性溶解能力的抽提溶剂,开发了ARE环保型芳烃橡胶填充油抽提工艺,在中型ARE装置上生产出满足欧盟2005/69/EC指令要求的芳烃橡胶填充油。根据中国石化石油化工科学研究院开发的ARE抽提工艺数据包,中国石化济南分公司建设了70 kt/a环保型芳烃橡胶填充油生产装置。生产结果表明,溶剂精制抽出油经ARE溶剂抽提可以生产满足欧盟2005/69/EC指令要求的芳烃橡胶填充油,采用该填充油对橡胶充油后得到的橡胶性能优良,各项指标均达到SBR1723优级品标准。

镍系充油BR的基本性能试验研究

对镍系充油ＢＲ的基本性能和实用性能进行了系列研究。结果表明，齐鲁镍系充油ＢＲ（ＯＥＢＲ）与日本某公司镍系充油ＢＲ（ＢＲ３１）和日本某公司钴系充油ＢＲ（ＢＲ１４４１）相比，微观结构基本相同，但ＯＥＢＲ具有相对分子质量较大、凝胶或支化程度较低的特点；加工性能相近；硫化胶静态力学性能中的拉伸强度、抗疲劳性、回弹性、生热等性能优于ＢＲ３１而与ＢＲ１４４１相当。由动态力学性能试验结果预测的轮胎胎面胶特性中，ＯＥＢＲ抗湿滑性与ＢＲ３１和ＢＲ１４４１相似，但滚动阻力低于ＢＲ１４４１，更低于ＢＲ３１。与非充油国产镍系ＢＲ相比，充油ＢＲ的加工性能和硫化胶拉伸性能、耐磨性等基本相近，动态模量、抗湿滑性、牵引性、耐臭氧老化性较好，生热较低，但抗疲劳性稍差。

炼油副产物生产环保型芳烃橡胶油的探索研究

以一种溶剂精制抽出油为原料,在测定其多环芳烃含量的基础上,采用吸附和溶剂萃取工艺,脱除其中的多环芳烃。通过模拟三级逆流萃取和吸附联合工艺,以二甲基亚砜为溶剂,在剂油比为8:1的条件下,得到了多环芳烃含量符合欧盟标准的高芳烃橡胶油。