具有双亲特性的水相哑铃型SiO_(2)纳米粒子的制备

以纳米SiO2水溶胶为原料,3‑氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和3‑氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)为改性剂,在水基环境下分别对SiO2纳米粒子进行改性,得到了具有亲水特性的APTES改性SiO2粒子和具有亲油特性的CPTES改性SiO2粒子水溶胶。2种粒子按不同比例混合,利用接枝在SiO2粒子表面氨基和氯丙基的取代反应,使得2种具有亲水/亲油特性的改性SiO2纳米粒子偶联,制备了粒径为40~50 nm的哑铃型SiO2纳米粒子。并通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT‑IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及动态光散射(DLS)等方法对其进行了系统表征。结果表明,2种粒子成功偶联形成了具有哑铃型结构的水相SiO2纳米粒子,该粒子两面具有不同的亲水性,粒径近似等于APTES改性SiO2粒子和CPTES改性SiO2粒子的粒径之和。

基于低场核磁共振技术的岩心内流体“可视化”评价方法研究

岩心等多孔介质中流体的流动状态在线监测与"可视化"评价已成为驱油与扩大波及体积微观机理研究的重要方法。本文将低场核磁共振与岩心驱替装置联用,基于核磁共振原理,得到了岩心横向驰豫时间(T_2)分布,结合压汞孔隙半径分布测试结果,采用插值与最小二乘法,建立了饱和水后的岩心核磁共振T_2谱与孔隙分布关系。以中高渗和低渗透两种岩心为例,结合不同流体的岩心驱替实验,利用转化的核磁孔喉分布得到了岩心孔隙结构与可动流体及剩余油分布的关系,解析了水驱、聚合物驱对不同孔隙的原油动用率。研究结果表明,中高渗(256×10^(-3)μm^2)岩心平均孔隙直径为72μm,主要集中在1~500μm之间,微米级孔隙较发育;低渗(7.51×10^(-3)μm^2)岩心平均孔隙直径为86 nm,主要集中在10 nm^1μm之间,纳米-亚微米级孔隙发育。中高渗岩心与低渗岩心的束缚水主要集中在直径小于1μm和直径小于0.5μm的孔隙空间内。岩心驱替实验结果表明,水驱主要动用孔隙直径大于10μm的储油空间,聚合物驱原油动用区域与水驱基本一致,提高驱替效果有限,残余油80%以上富集在孔隙直径小于1μm孔隙内。改善低渗透区域水驱效果将是提高采收率技术的关键。

低渗透油藏毛细作用评价方法研究

毛细作用贯穿低渗透油藏开发全过程,毛细作用改变能力直接影响提高采收率幅度。本文以低渗透油藏孔喉尺寸为依据,研发了一套以毛细管/管束、微计量、可视化评价为核心的毛细作用分析系统,将不同流体在多孔介质中内的运移状态等效为在不同尺寸毛细管/管束中的渗流,准确评价驱替液的启动压力梯度和毛细阻力,反映不同类型驱油剂的注入效果与微观扩大波及体积能力。实验选取了水、甜菜碱表面活性剂与纳米SiO_2驱油剂等5种典型驱油剂,通过注入不同直径(0.3~10μm)的毛细管,评价了不同驱油剂的启动压力梯度和毛细阻力。室内评价结果显示:在实验选用的亲水、疏水毛管条件下,纳米SiO_2驱油剂降低毛细阻力能力均优于水与常规甜菜碱表面活性剂;亲水改性纳米SiO_2对毛细阻力降低幅度最大,且毛细管越细(≤1μm),注入性改善优势越明显,说明该类纳米材料可以降低驱替介质可注入的"门槛"渗透率,从而扩大常规水驱波及不到的波及体积,有望进一步提高低/特低渗透储层注入效果。

风城超稠油强亲油弱亲水降黏体系

针对风城超稠油在蒸汽吞吐生产中后期低温条件下开采效果较差的现状,引入了活性大分子降黏剂辅助蒸汽吞吐开采技术。以风城超稠油胶质、沥青质含量等主要物化性能为依据,设计制备了具有强亲油弱亲水特征的活性大分子降黏剂。模拟蒸汽吞吐工艺,室内评价显示降黏剂用量0.2%、油水质量比10∶3时,所形成O/W降黏体系初始表观黏度小于300m Pa·s,降黏体系静态稳定,降黏剂耐温高达300℃,与正相破乳剂TA1031配伍。现场试验显示开采温度低于60℃时,试验轮产油量比上一轮产量增加40.38 t,是上一轮产油量的2.27倍。研究结果表明活性大分子降黏剂可大幅降低风城超稠油表观黏度,特别是改善超稠油在低温条件下的流动性,有效延长蒸汽吞吐的低温开采时间,提升周期产油量,应用前景广阔。

新疆九_7区超稠油组成结构研究

为解析新疆九_7区超稠油化学结构、揭示超稠油黏度的形成机理,将新疆九_7区超稠油进行组分分离后得到了饱和份、芳香份、轻胶质、中胶质、重胶质、沥青质六个组分,借助相对分子质量测定与元素分析等手段对各组分进行了分析,采用以核磁共振氢谱为基础的改进B-L法计算得到了稠油各组分结构参数。化学结构模型采用稠环芳烃连接环烷烃和烷基侧链并含杂原子结构单元来表示。计算出的分子模型显示各组分在结构上存在明显差异,其中沥青质与重胶质结构单元复杂,稠环芳烃与环烷烃含量较多,其他组分结构单元相对简单。计算出的各组分相对分子质量的计算值与实测值接近,相对误差小于3%,表明采用改进的B-L法构建出的各组分平均分子结构是合理的。胶质分子、沥青质分子与芳烃分子相互之间存在强烈的缔合作用,构成大分子聚集体结构,最终形成新疆九_7区超稠油的高黏特性。

溶胶-凝胶法制备超亲水型低折射率膜层材料

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,乙醇为溶剂,氨水为催化剂,制备二氧化硅(Si O2)前驱体溶胶,并采用氢氟酸(HF)对溶胶中的球形Si O2粒子进行刻蚀改性,通过浸渍提拉法镀膜制备多孔Si O2膜层材料.研究结果表明,HF刻蚀后,多孔Si O2膜层材料的折射率明显降低,当HF的质量分数为3%时,膜层的折射率降低至1.101,膜层的静态接触角降低为3°,并且膜层的防雾性能得到显著提高.