天然气井井筒解堵工作液的研究进展

通过文献调研,分析了各种井筒解堵工作液的解堵机理,综述了各类型常用井筒解堵工作液的应用进展及优缺点;介绍了有机解堵工作液、有机缓释微乳酸解堵工作液、复合型解堵工作液等新型解堵工作液的研究进展;分析了解堵工作液在制备与实际应用过程中存在的问题,并提出了未来解堵工作液的发展趋势。

高效石油烃降解菌群的构建及其含油污泥修复性能

为提高微生物修复含油土壤效果,本研究从油田含油土壤中筛选出4株高效石油烃降解菌R、J、C及K,通过16S rDNA分别鉴定为铜绿假单胞菌、热带假丝酵母菌、红城红球菌和枯草芽孢杆菌。这几株菌均能代谢生物表面活性剂,并对原油具有良好的降解性能。通过拮抗实验、表面张力测定以及对石油烃不同组分的降解性能分析,并结合优势互补原则最终确定将菌株R、K、J和C按1∶1∶1∶1进行复配以构建高效复合降解菌群。复合菌群能够发挥不同菌株之间的协同作用,进一步提高其对石油烃的降解性能,在相同条件下对石油烃降解率达到91.2%,明显优于单菌株。通过现场实验发现,采用复合菌剂对含油土壤进行生物强化处理60d后,土壤中的含油量从初始的4.97%下降到了0.34%,达到国家耕地二类标准,表明该菌群在含油土壤修复方面具有广阔的应用前景。

湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

新型两性离子粘土稳定剂的制备及其性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为反应单体,以过硫酸胺、亚硫酸氢钠为引发剂,制备了一种新型的两性离子粘土稳定剂,并采用红外光谱对其结构进行了表征。结果表明,在40℃下,当引发剂加量为0.55%,AM∶AMPS∶DMDAAC∶NVP物质的量比为160∶20∶13∶2,反应时间为3 h时,所制备的四元共聚物AM/AMPS/DMDAAC/NVP防膨率可达90.74%,具有良好的耐温耐盐性及耐酸碱性能,可以有效防止粘土水化膨胀、分散运移,有利于降低采油成本,在油气田领域具有良好的应用潜力。

“碳中和”背景下油气储层保护技术教学探究

“油气储层保护技术”课程是西安石油大学应用化学专业的专业限选课程之一。在油气储层保护技术教学中,引入“碳中和”的概念,CCUS兼顾能源与环境两大主题,是实现碳减排的最优选择,CCUS也是解决我国发展中减碳的必要手段。因此,在“油气储层保护技术”教学中,为实现减碳降碳和绿色可持续发展,必须在人才培养过程中强化“碳中和”理念,通过学科交叉渗透,突破传统专业界限,并吸收当代学术新思想,丰富本课程教学内容,拓展油气储层保护技术专业课程的领域。

环保型植物酚类油田化学品研究进展

随着环保理念日渐深入人心,在追求化学品高品质的前提下,越来越注重产品无公害、易降解及生产工艺发展潜力。天然高分子材料可以转化为增值资源,用于石油和天然气生产,满足油田化学品相关的环境要求、生产化学品的原材料可持续性及降低碳氢化合物生产总成本的需要。简述了天然聚合物在油田作业中的应用及酚类油田化学品的发展历程,重点阐述了以植物酚类材料作为新型钻井液处理剂、油田水处理剂、油井水泥外加剂和强化采油用化学剂的研究进展及最新研究成果,并对植物酚类化学品的研究方向和发展前景进行了分析与展望。

基于问卷调查的环境专业双语教学模式研究

高等教育的质量直接塑造人才培养的水平,而人才培养的水平则直接影响科技创新的质量。双语课程教学是加强新工科建设、培养具备国际竞争力高素质复合型人才的重要途径。该研究以环境工程专业课物理性污染控制双语课程为例,采用问卷调查的形式,对双语专业课中存在问题进行详细分析。旨在通过解析了解课程问题、反思不足并总结经验,为更好地推动双语教学成为教育强国建设的引领力量,为中国教育事业的发展指明明确的方向的开展提供新的思路。

含油污泥处理与资源化利用技术研究进展

介绍了含油污泥的来源、特征及其对环境的影响,总结了含油污泥处理技术的最新进展。目前国内外含油污泥处理技术主要包括资源化处理和无害化处理两大类。其中,资源化处理技术涉及溶剂萃取、热解、超声波、热洗涤和调剖处理等方法,无害化处理技术包括焚烧、固化、氧化和生物处理等方法及对含油污泥残渣综合利用。详细论述分析和对比了含油污泥处理技术的优缺点和作用原理,为含油污泥的资源化、无害化高效处理提供理论支持。

页岩气中甲烷在返排液中溶解度的研究进展

天然气在清洁能源市场中占据越来越重要的地位,在“碳达峰”与“碳中和”的战略背景下,非常规天然气—页岩气开采行业正面临甲烷逸散治理的严峻挑战。压裂、生产过程中甲烷大量无规则的逸散不仅浪费资源,更对周边环境乃至全球生态系统都构成了巨大的威胁。如何精确了解甲烷排放速率,是构建页岩气排放评估体系把控手段中重要的一环。甲烷溶解度的变化直接影响甲烷的逸散速率与总量,因此,对其规律的探索成为当前研究的重中之重。本文在前人实验的基础上,对影响甲烷溶解度的温度、压力以及矿化度等因素进行了深入论述,有助于构建排放评估体系、优化工艺设计,为实现减排目标提供理论支持。

微生物协同纳米颗粒驱油的研究进展

随着油田开采的不断深入,传统的驱油方法存在效率低下、环境污染等问题。近年来,微生物技术与纳米技术的结合,为提高油田采收率提供了新的思路。本文综述了微生物与纳米颗粒协同驱油的研究进展,包括微生物纳米驱油技术的研究现状、协同驱油机理、技术的稳定性等,并展望了相关的研究前景。

苏里格气田优化三开水平井三开“一趟钻”可行性研究

近年来,随着长庆油田苏里格气田井身结构的调整,优化三开结构水平井已成为天然气各区块重要井型,并为控降故障复杂、钻井提速提效作出积极贡献。水平井“一趟钻”技术是某一开次井段使用一只钻头单趟钻完成的进尺和井眼轨迹控制技术,这是一项系统工程,不仅是钻井工程和钻井工具的全面升级,也是水平井整体技术水平的集中体现,是水平井钻井提速提效的有效途径。本文针对优化三开水平井三开“斜 + 水”井段,对致密气区域施工的18口井及历年数据分析,通过钻井工具优选、剖面轨迹优化、地质优势助力等各种措施,论证了三开“一趟钻”技术的可行性,通过完井资料分析“一趟钻”制约因素,研究“一趟钻”实施条件,为优化三开水平井三开“一趟钻”的实施提供理论依据。

多孔氧化铜/石墨烯的制备及其光催化苯羟基化的研究

作为一种重要的化工原料,苯酚在工业领域的应用非常广泛。但传统的苯酚制备方法较为复杂且不利于环保,一步法光催化苯制苯酚则具有制备方法简单、绿色环保的优点,引起了研究者的广泛关注。本文以硝酸铜和石墨烯为原料,采用水热法和自组装技术制备了结合紧密的CuO/GO纳米复合材料。通过SEM、TEM、BET、XRD等手段对CuO/GO纳米复合材料进行了表征,研究了其在光催化苯羟基化反应中的催化性能,考察了催化剂加量、反应时间、苯的加量、氧化剂的用量等反应条件对催化剂的催化性能的影响,以及催化剂的回收重复利用率。结果表明,当苯含量为4mL、n(H_(2)O_(2))/n(苯)为7.5、CuO/GO的加量为0.328g·L^(-1)时,光反应2h,苯的转化率为52.8%,苯酚的产率为28.4%,且该光催化材料在重复使用后仍具有良好的催化性能。

模拟内外源协同催化稠油水热裂解研究

外源催化剂进入油藏后可能与原位无机矿物形成复合物,并发生协同催化水热裂解反应。制备了蒙脱土负载的柠檬酸锌复合物模拟内外源协同催化剂,考察了其对稠油的催化降黏性能,并对反应前后的稠油进行了热重(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、气相色谱(GC)和元素分析(EA)。结果表明,复合催化剂B@Zn(Ⅱ)L使稠油的降黏率(30℃)从55.2%升高到65.4%,说明稠油热采中存在内外源协同催化的现象;复合催化剂B@Zn(Ⅱ)L与供氢剂乙醇协同作用后,稠油的降黏率从65.4%升高到80.1%;协同作用后,稠油中的部分高烃类化合物裂解为低烃类化合物,部分重质组分分解为轻质组分。因此,稠油析蜡点降低,N、S质量分数下降,高碳烃类化合物相对含量降低,低碳烃相对含量增加。

聚合物在水基压裂液中的作用机理的研究进展

在石油与天然气行业,水力压裂法仍是提高油井采收率最有效的方法。聚合物作为压裂液的添加剂之一,在压裂工艺中发挥着重要作用。本文概述了在水基压裂液中聚合物作为减阻剂的减阻机理,分析了减阻结构,对其增黏机理进行了讨论,论述了聚合物聚丙烯酰胺交联金属的增黏机理,以及聚合物作为支撑剂涂层对压裂体系性能的改进及应用,讨论了聚合物在压裂液中面临的挑战及未来的发展方向。

烷基糖苷钻井液润滑剂研究与应用进展

在钻井过程中一直存在钻具和井壁接触面间的摩擦问题,摩擦力过大会产生能耗大、钻具损耗大、黏附卡钻、起下钻困难等一系列钻井问题。钻井液中使用润滑剂可以有效改善摩阻问题,但是化学产品的研究与使用不能以破坏生存环境为代价,因此需要使用环保型钻井液润滑剂。对以烷基糖苷为代表的环保型钻井液用润滑剂的润滑性能、润滑机理及制备等进行了介绍,并对烷基糖苷钻井液的后续研究和应用进行了分析,期望未来的烷基糖苷钻井液润滑剂体系能解决高温高密度钻井液的高摩阻问题。此外,对其他环保性润滑剂材料和钻井液体系进行了综述,以期促进该领域高性能环保型材料的研究与应用。

水基钻井液用环保型润滑剂的研究综述

本文分析了非常规井水平段钻进过程中容易出现高摩阻和高扭矩的原因,综述了影响润滑剂润滑性能的因素,润滑剂的国内外研究进展,以及润滑剂的作用机理。针对非常规井水平段钻井液的润滑性能较差的问题,指出了当下以及今后钻井液的润滑剂要解决的问题。

煤系地层岩石样品中黏土含量测定方法研究

针对煤系地层岩石样品中黏土含量测定方法的选择问题,采用焙烧+沉降分离法进行分析。首先采用焙烧法除去样品中的有机质并收集残留灰分,然后采用沉降分离法进一步对残留灰分进行黏土提纯,并以长庆油田苏里格区域石盒子组地层提取的煤岩样品黏土提纯过程为例,同时采用焙烧+沉降分离法与XRD分析法对其进行综合评判检验。结果表明:焙烧+沉降分离法与XRD分析法所得结果较为接近。因此,焙烧+沉淀分离法最大限度地实现了安全、高效、经济的测定煤系地层岩石中黏土矿物含量的目标,并取得了较为满意的结果。

“储层保护原理与技术”课程教学建设探究

“储层保护原理与技术”课程是化学工程与技术专业的专业选修课程之一。课程设立的目的是让学生及时了解钻井、完井、增产改造、采油、提高采收率等作业全过程的每个实施过程,涉及保护储层的实验方法、基本原理、研究思路和最新进展,逐步确立系统思维方式、系统工程和可持续发展理念,为学生综合运用所学专业知识有效解决各种作业环节中的复杂工程问题和油气层损害问题,将来在工作中自觉地使用并发展储层保护技术打下良好的基础。根据课程特点与内容,进行了优化混合式教学设计、案例库建设、习题库、课程考核、课程思政等方面的研究,进行课程教学建设的探究,进一步提升课程的理论深度与实用性。

水中固体颗粒对结垢与阻垢的影响及机理

结垢对油田油气集输系统危害严重,使用阻垢剂是抑制油田结垢最有效的方法之一。传统的阻垢剂评价方法未考虑油田水中存在的悬浮不溶性固体粒子(黏土、粉砂等)因素是否影响评定结果。以CaCO_(3)结晶过程为研究对象,采用电导率法研究过饱和溶液中悬浮性固体粒子(碳酸钙粉末、二氧化硅粉末、钙基黏土)对碳酸钙沉积过程的影响以及阻垢剂效果的影响。结果表明:在实验温度为70℃、转速为300 r/min的条件下,阻垢剂在含有悬浮不溶性固体粒子的过饱和溶液中的阻垢效果降低,主要是因为过饱和溶液中的悬浮固体颗粒会加速碳酸钙晶体生长速率,加快CaCO_(3)晶体的生成,从而影响阻垢效果。本研究证实了常规结垢与阻垢评价方法存在与现场水质不符,容易导致评价结果与现场试验误差较大的情况,需要针对现场水质进行有针对性地评价。

负载型零价过渡金属在双氧化体系下降解高稳定油田污染物

过硫酸盐单一氧化技术在过渡金属活化下可有效降解有机污染物,但存在氧化剂投加量过大、pH适用范围窄和金属离子浸出造成二次污染等问题。为了应对上述问题,采用浸渍还原法将过渡金属Cu负载至水滑石(LDHs)载体上,得到高分散负载型零价铜固体催化剂(Cu^(0)@LDHs)。通过Cu^(0)@LDHs活化过氧化氢-过硫酸钠(H_(2)O_(2)-Na_(2)S_(2)O_(8))双氧化体系降解油田高聚物羟丙基瓜尔胶(HPG)。对反应条件的优化结果表明,在pH为3~11的范围内,H_(2)O_(2)-Na_(2)S_(2)O_(8)双氧化体系对HPG均能保持较高的降解效果,25 min内降解率皆高于76.30%,且120 min后COD去除率最高可达93.91%。Cu^(0)@LDHs循环再生5次后仍能保持良好的催化活性,其对HPG的降解效率能保持在80%以上。在此过程中,·OH和SO_(4)^(·-)是主要活性物种并且二者间存在协同作用。反应前后Cu^(0)@LDHs的XRD、SEM、BET表征结果表明,该催化剂所表现出的高活性主要归结于高度分散在水滑石载体表面的Cu^(0)具有良好的活性以及稳定性。