基于准零刚度机构与间接力控制的恒拉力系统设计与分析

现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度机构的恒拉力系统,通过控制准零刚度机构长度间接对恒拉力系统输出拉力进行控制。对准零刚度机构进行受力分析,明确影响准零刚度机构性能的关键指标和准零刚度机构的工作行程区间,建立恒拉力系统动力学模型,设计控制系统。为了验证系统控制精度与系统抗干扰性能,进行了动力学联合仿真对设计进行验证,仿真结果表明:该恒拉力系统拉力的控制误差可控制在2%以内,且具有较好的鲁棒性。

层内自生低界面张力泡沫调驱技术研究与应用——以渤海KL油田A20井组为例

针对渤海KL油田A20井组平面注水突进、纵向吸水不均及常规调剖体系难以注入等问题,开展了层内自生低界面张力泡沫调驱性能评价实验。采用界面流变仪、泡沫扫描仪和泡沫调驱动静态评价装置等设备,筛选优化了层内自生低界面张力泡沫体系的组成药剂及最佳复配浓度比,并采用多功能物理模拟驱替装置考察了该体系的动态调驱性能。结果表明:优选组成药剂及配比为10%生气药剂A+10%生气药剂B+2%释气药剂C+0.5%起泡剂PA-5+0.3%稳泡剂PJ(质量浓度),该复配体系可在可视化填砂管中稳定生泡;一维填砂管驱油效率可在水驱的基础上提高19.1%;非均质填砂管并联驱油时,注入复配体系可进一步驱洗高渗填砂管残余油并有效封堵高渗通道,扩大低渗填砂管的波及系数,分液率从0增至34%。从矿场实践来看,A20井组实施层内自生低界面张力泡沫调驱作业后,生产曲线呈含水下降、产油上升的形态,3个月内累计增油2007.29 m3,初步说明层内自生低界面张力泡沫调驱技术在海上油田具有广阔的推广应用前景。

电力线路施工中张力或低张力放线的施工要点及管理对策

在电力系统建设工程的施工过程中,线路施工是最重要的一个施工环节。随着时代的不断发展,在电力系统施工技术水平不断提高的形势下,如果继续使用传统的放线方式,不仅影响整个电力线路施工的效率,还有可能出现导线磨损问题,使电力系统投入运行后存在较大的安全隐患。张力或低张力放线是一种全新的放线施工方式,本文重点针对这种全新放线方式在电力系统施工中的应用要点和管理对策进行了详细的分析,旨在提高整个电力线路的施工效率与施工质量,以供同行参考。

纳米SiO_(2)/十二烷基硫酸钠复配体系的渗吸采油效果

优选纳米SiO_(2)/十二烷基硫酸钠(SDS)复配体系,利用SEM、粒径分析、接触角测量、界面张力测试等方法对该复配体系进行评价,并开展了岩心渗吸实验,考察了SiO_(2)/SDS复配体系的润湿性及渗透采收率的影响因素,并评价了界面张力性能。实验结果表明,SiO_(2)/SDS能够改变岩石壁面润湿性,润湿角改变程度可达52.2%;纳米SiO_(2)含量为1000 mg/L时可有效降低界面张力;对于低渗岩心具有提高渗吸采收率效果,最高渗吸采收率可达35%,矿化度会降低渗吸效果;提高温度或纳米SiO_(2)含量,渗吸采收率相应提高。

低张力体系改善低渗透油藏水驱渗流特征实验

低渗透油藏注水井吸水能力低,注水压力逐渐升高,注水开发效果差。以国内低渗透注水开发油田(T油田)为例,研制了改善低渗透油藏注水开发效果的低张力体系。室内实验结果表明,低张力体系能够有效地降低残余油饱和度,增加油水两相共渗区间,改善低渗透油藏水驱渗流特征,从而改善低渗透油藏的注水开发效果。

低张力体系削弱水锁损害实验研究

水锁损害是指在油气层开发过程中,外来水相流体进入储层后,由于毛细管力滞留作用,地层驱动压力不能将外来流体完全排出地层,使储层的含水饱和度增加,油气相渗透率降低。水锁损害广泛存在于低渗透储层开发中,严重地影响着油气藏的勘探开发效果。采用化学剂降低水锁损害成本低、见效快、施工简便,是提高低渗透储层开发效果的重要方法,而常用化学剂对岩心水锁损害削弱效果不明显。由季铵盐型阳离子双子表面活性剂与普通表面活性剂OP-10复配而成的低张力体系RSE能将油水界面张力降低至10-3mN/m数量级,对水锁损害较为严重的低渗透储层,低张力体系RSE可使渗透率损害程度大幅度降低。

低张力体系油水相渗特征的研究

油水相对渗透率曲线是对油藏油水两相渗流过程的综合描述。建立了常温、常压下的稳态相渗曲线测定方法，实现了对低张力体系(油水界面张力最低达到10^-3mN／m)油水相对渗透率曲线的直接测量。用此实验方法研究的结果表明：①随着总驱替速率的提高，油水相渗曲线形态没有显著变化。②在水相黏度为0．8～10mPa．s的条件下，无论水相中是否存在表面活性剂，油相的相对渗透率没有显著变化，水相的相对渗透率明显下降。③存在2个临界界面张力σC1和σC2，对应2个临界毛细管准数NC1和NC2，对于所研究的岩石-流体系统．σC1为3mN／m(对应NC1为5×10^4)，σC2为10^-2mN／m(对应NC2为0．1)。④临界界面张力(或临界毛细管准数)将体系划分为3个渗流规律不同的区间，对于油水界面张力大于σC1(或毛细管准数低于NC1)的体系，其油水两相渗流特征可用常规理论描述；而对于油水界面张力小于σC1(或毛细管准数高于NC1)的低张力体系，两相渗流特征已显著改变，必须对相渗模型进行必要的修正。⑤油水相对渗透率是饱和度、油水间界面张力对数及孔隙结构参数的函数，根据实验数据建立的低张力体系油水相渗模型与实验测量结果符合得很好。建立低张力体系油水相对渗透率曲线的直接测定方法以及相渗模型，对于化学复合驱过程中预测水驱规律以及相关的数值模拟研究均具有非常重要的意义。

磺酸盐系列孪连表面活性剂的合成与驱油性能

由二元胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酰氯等合成了N，N’-烷撑双[N-乙磺酸-十二酰胺]钠盐，[简记为DTM（12-s-12）]或12-s-12，s=2，4，6。介绍了实验室合成程序。以12-4-12为例，指认了合成产物的红外特征吸收。12—2—12、12—4—12、12—6—12 25℃时的临界胶束浓度Cm,cr从表面张力曲线求得的值分别为4．81×10^-4、5．67×10^-4、6．75X10^-4 mol／L。12-s-12可使亲水玻璃表面接触角（41°）变小，表面更亲水，使亲油玻璃表面接触角（120°）变小，变亲水，改变表面润湿性的能力强于普通表面活性剂TLS和DTAB，且以12—2—12为最强。在60℃测定了12-s-12／疏水缔合聚合物AP-P4（2g／L）SP体系、Na2CO3（10g／L）／12-s-12／AP-P4（2g／L）ASP体系与黏度12．89mPa·s的模拟油之间的界面张力，SP体系在12一s-12浓度高于C。。以后界面张力趋于稳定，维持10^-2mN／m，ASP体系有较宽的超低界面张力区，最低值在Cm．cr附近，按界面活性排列顺序为：12—2—12〉12-4-12〉12—6—12。配制P体系（2g／L）及12-2-12浓度为0．35g／L的SP和ASP体系，在60℃以0．3PV的段塞注入水驱后的填砂管（长34cm，水测渗透率1．3～1．4时），采收率分别提高19．75％，31．64％，37．21％。图4表3参6。

对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况, 讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别, 即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱; 注采压差大幅度增加; 其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论, 得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识, 该试验已提高采收率 22 04%, 超过了三元复合驱提高采收率的幅度, 根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率 25%左右。

原油性质对三元复合体系形成超低界面张力的影响

着重研究了在三元复合驱过程中 ,原油性质对于三元体系形成超低界面张力的影响 ,得到了一些有意义的认识 ,为今后研究三元复合驱油机理提供了新的思路。

二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究

针对大庆油田的典型非均质区块,利用三层正韵律非均质人造岩心,进行了岩心驱替实验,开展了二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究,对体系的注入参数进行了优化,并探讨了低界面张力表面活性剂/聚合物(SP)二元体系与泡沫体系交替注入来提高采收率的可行性。结果表明,在水驱采收率接近的情况下,保持驱油体系总注入量一定,低界面张力二元体系与泡沫体系的交替方式不同,提高采收率的幅度不同。单周期注入0.05PV泡沫基液+0.05PV N_2+0.10PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20PV,交替轮次为3次的注入方式为最优注入方式,该注入方式下交替驱油体系的阶段采收率最高,在水驱的基础上提高了21.82%。

新型低张力泡沫驱油体系性能研究

针对大港港东油藏条件,对新型低张力泡沫驱油体系(芥酸酰胺丙基甜菜碱EAB40与十二烷基磺酸钠SLS的复配体系)的耐温性能、耐矿化度性能、抗二价离子性能进行了系统研究,结果表明,该低张力泡沫驱油体系的耐温性能达到80℃,耐矿化度性能达到60 000 mg/L,抗二价离子性能达到220 mg/L。岩心对比驱油实验表明,低张力泡沫驱油体系0. 3%EAB40+0. 2%SLS能够在水驱基础上提高采收率10. 8%,明显优于单一表面活性剂驱(0. 5%芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱EHSB40)或单一泡沫驱(0. 5%α-烯烃磺酸盐AOS)。

ASP三元复合体系的界面性质研究及性能改进

根据ASP三元复合驱油体系中各组分的化学作用机理,提出利用缓冲溶液控制体系的pH值,在适宜的离子强度下,使体系与原油形成超低界面张力。以胜利孤岛原油为模型开展正交实验,确定了自行配制的ASP体系配方中各组分对配方性能产生影响的主次顺序,并在此基础上对配方进行改进。实验表明,1%复醇的加入能有效改善表面活性剂的溶解状态,改进后的最佳配方能保持70℃条件下32h不分相,使ASP三元体系的耐温耐盐能力增强,稳定性得到改善。

无碱非离子表面活性剂-甲醇复合体系性能研究

研究了非离子表面活性剂 甲醇复合体系的界面活性、抗稀释性、稳定性和抗盐性。结果表明 ,甲醇对体系起到协同作用 ,复合体系不需任何碱剂 ,在表面活性剂和甲醇较宽使用浓度范围内 ,可与大庆原油形成超低界面张力 ;复合体系稀释到原浓度的 30 %后仍能与原油形成超低界面张力 ;在模拟地层条件下 ,复合体系放置 2 8d内可保持超低界面张力 ;在矿化度为 2 0 0 0～ 10 0 0 0mg/L范围内 ,均可形成超低界面张力 ,最佳矿化度为 5 0 0 0mg/L。

阴阳离子表面活性剂体系超低油水界面张力的应用

通过阴阳离子表面活性剂复配,在实际油水体系中获得了超低界面张力.通过在阴离子表面活性剂分子结构中加入乙氧基(EO)链段,以及采用阴阳离子加非离子型表面活性剂的三组分策略,有效解决了混合表面活性剂在水溶液中溶解度问题.进而研究了阳离子表面活性剂结构、非离子表面活性剂结构、三者组分配比、表面活性剂总浓度等因素对油水界面张力的影响,从而在胜利油田多个实际油水体系中获得了较大比例范围和较低浓度区域的油水超低界面张力,部分体系甚至达到了10-4mN·m-1.由于阴阳离子表面活性剂间强烈的静电吸引作用,相关体系具有很好的抗吸附能力.经过石英砂48h吸附后,体系仍然具有很好的超低界面张力.

十二烷基伯胺盐酸盐与十二烷基聚氧乙烯硫酸钠复配体系中的表面性质

研究了十二烷基胺盐酸盐(DAC)和十二烷基聚氧乙烯硫酸钠(AES)复配体系的表面性质与胶束化行为.发现该体系在广泛的复配比例区间和温度区间内保持了极为优异的表面活性,测定了该体系的临界胶束浓度(cmc)与其对应的表面张力(γcmc)的具体值,并研究了温度、pH值和离子强度等环境因素对相关体系的影响.

超低界面张力泡沫体系界面性能

利用悬挂滴法和鼓气法,研究了发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,考察了发泡剂体系中发泡剂(DWS)和聚合物(HPAM)浓度对界面张力、表面扩张模量及泡沫性能的影响。实验结果表明:发泡剂体系中DWS质量分数为0.1%～0.4%,HPAM浓度低于1 500 mg/kg时,与大庆原油可以形成超低界面张力。当发泡剂体系中HPAM浓度较大时,界面张力呈现增大趋势。DWS表面扩张模量随浓度增加而增加,在较低浓度出现极大值,且极大值处表面扩张模量值较大。发泡剂体系中加入HPAM有利于提高DWS的表面扩张模量。发泡剂体系的起泡性和稳泡性随DWS浓度增加而增强。发泡剂体系中HPAM浓度增加,泡沫稳定性增强,但其起泡性降低。

双河油田Ⅴ_上单元复合驱配方室内研究

在逐一筛选出符合双河油田Ⅴ上单元油藏条件的单一驱剂的基础上,研究了单一驱剂浓度变化对复合体系性能的影响,筛选出了适合双河油田Ⅴ上单元油藏条件的二元、三元复合驱油体系配方,并评价了这两种体系的基本性能和驱油性能,两种驱油体系的界面张力均达到了超低的10-3 mN/m数量级。通过对比两种复合驱技术的优劣,推荐双河油田Ⅴ上单元进行三元复合驱较为合适。

石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系在弱碱、无碱条件下的界面活性

系统地考察了质量比4:1的石油羧酸盐工业产品IC0439与烷基苯磺酸盐近期产品复配物的界面活性。所有实验表面活性剂体系均用大庆采油四厂污水配制,含有1500mg/L的HPAM和Na2CO3(弱碱体系)或NaCl(无碱体系)。当复配表面活性剂浓度(以活性物计)为62.5～2000mg/L、Na2CO3浓度为6000～12000mg/L或NaCl浓度为2000～12000mg/L时,实验体系与大庆采油四厂原油间出现超低界面张力(45℃,稳定值),复配体系的界面活性比单一烷基苯磺酸盐体系明显改善,在无碱条件下改善幅度更大。认为该复配体系对加碱生成的天然表面活性物质的依赖性小,NaCl对表面活性剂在油水两相的分布影响更为有效。为达到相同岩心驱油水平所需的表面活性剂浓度,该复配驱油体系为1500～2000mg/L,大大低于烷基苯磺酸盐驱油体系(3000mg/L),表面活性剂费用可减少20%～40%。

三元复合体系的粘弹效应对驱油效率的影响

针对大庆油田三元复合驱矿场因高浓度碱剂而造成的井筒结垢、卡泵等问题 ,系统地研究了复合体系的流变行为 ,确定了碱剂对三元复合体系粘弹性的影响 ;并在宏观非均质模型、天然岩心以及微观物理模型上进行了对比实验。实验结果表明 ,作为影响驱油效率的因素 ,粘弹效应比超低界面张力更有意义 ;适当降低复合体系的碱剂用量 (界面张力应降至 10 -2 mN/m数量级 ) ,并未明显影响驱油效率。文章首次提出了低碱复合驱的概念 ,否定了超低界面张力在复合驱中的必要性 ,为解决三元复合驱中的碱垢问题探索了新思路 。