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随着我国经济和人口的增长,乙烯的需求量也随之逐年增加,乙烯裂解原料供不应求问题凸显。加氢尾油作为乙烯裂解原料也越来越受到石化行业的重视。综述了加氢尾油作为乙烯裂解原料的很多优点和生产中出现的问题,主要介绍了裂解炉结焦过程的影响因素(如原料性质、裂解温度、停留时间、烃分压及金属催化)。此外,
还根据近些年国内外在该领域的一些研究成果,着重介绍了原料及工艺条件优化技术、添加结焦抑制剂技术、炉管表面预处理技术、新材料炉管技术和炉管强化传热技术等抑制裂解炉结焦的措施,为开发新的抑制结焦技术提供参考依据。

采用晶种诱导法合成相组成接近的MFI/MOR和BEA/MOR共生沸石;用碱-酸联合处理法对共生沸石进行介孔改性。用X-射线衍射(XRD)、N2 吸附-脱附、扫描/透射电镜(SEM/TEM)和感应耦合等离子体光谱(ICP-AES)表征合成和改性材料的组成和结构。结果表明,共生沸石骨架硅铝物质的量比和相组成受合成胶硅铝物质的量比和晶化条件(温度、时间、pH)的影响;改性共生沸石均为结晶性多级孔材料,其中BEA/MOR(t)具有较窄介孔尺度分布。孔结构性质和相组成变化与所含沸石相的结构稳定性密切相关。初级晶粒较小、骨架稳定性较低的沸石相优先被溶蚀,MFI和BEA质量分数下降,改性沸石骨架硅铝物质的量比因酸洗而提高。

通过非均相沉淀法合成ZnO/CeO ₂ 复合纳米材料,并利用XRD 粉末衍射法对其进行物相分析、Rietveld全谱拟合法对其进行结构精修。拟合结果表明,该法制备样品为六方相ZnO 与立方相CeO ₂ 混合相,平均晶粒尺寸分别为20.0nm 和6.9nm,质量分数分别为28.2%及71.8%。精修结果的数值判据为Rwp=5.95%、Rexp=4.06%、GOF=1.47,数值均在正常范围且计算结果可靠。TEM 表征进一步证明计算结果可靠。研究结果表明,Rietveld全谱拟合法在研究复合纳米材料的物相比与晶粒大小时更加合理。

通过天然岩心和微观可视化驱替实验,分析了界面张力对三元复合体系驱油效果的影响规律和作用机理。将微观剩余油进行分类,重点研究了三元复合体系驱动各类剩余油的微观机理。结果表明,界面张力越低,三元复合体系提高采收率的幅度越大,采收率提高值最高可达23.88%。将剩余油分为簇状、柱状、盲端状、油滴状和膜状5种类型,三元复合驱后各类型剩余油的动用比例随界面张力的降低而增大,其中簇状剩余油的动用比例最大,盲端状剩余油的动用比例最小。

针对聚合物驱油田采出污水处理难度大,处理成本高的特点,以LH 油田聚合物区块采出污水为研究对象,在对含油采出污水中悬浮物微观形貌分析的基础上,利用烧瓶实验评价了国内油田常用的几种有机和无机絮凝剂的除油率和去浊率,优选出了3种适应性较好的絮凝剂,并与实验室自制的絮凝剂VB-1复配使用,研究了不同絮凝剂VB-1加量下复配体系的除油率和去浊率,并探究了温度对复配体系絮凝效果的影响规律。结果表明,优选出的最优的絮凝剂复配体系FPTY为:150mg/LVB1+3000mg/LJDF。温度为40℃条件时,优选出的絮凝剂复配体系FPTY的除油率和去浊率分别为95.78%和88.54%,且复配絮凝体系FPTY 的絮凝效果与温度成正比。优选出的复配絮凝剂体系FPTY在LH 油田聚合物区块的含油采出水的处理中具有很好的适应性。

杏南油田太北区块为典型的低渗透砂岩储层,其具有低孔低渗、非均质严重、储层敏感性强等特性,在生产过程中出现了注水压力上升快、生产井压力和产量下降快等问题。为了缓解这些问题,进行表面活性剂降压增注技术研究,以石油磺酸盐为主剂,通过添加各种助剂,依据测定油水界面张力和岩心模拟降压实验,研究了降压增注表面活性剂体系配方,优化了注入参数,达到了降压增注的效果。结果表明,所研制的配方体系(质量分数)为0.7% XPS+0.9%椰子油二乙醇酰胺+1.2%Na ₂CO ₃ +0.5% NBA,与太北区块原油间的界面张力为8.61×10-3mN/m;在室内岩心驱替中,降压增注表面活性剂溶液的最佳注入质量分数为0.5%,最佳注入量为0.5PV,降压率
为18.37%。

利用丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为原料,进行水溶液聚合,采用低温复合引发体系合成一种高温胶凝酸用胶凝剂P(AM-co-DAC),通过单因素分析法确定最佳反应条件,并对其纯化样品进行红外表征。室内性能评价结果表明,该胶凝剂易溶于酸,增黏效果好。在180 ℃,170s-1剪切速率下,质量分数1%的胶凝剂溶于质量分数20%的盐酸中,剪切100min,黏度保持在30mPa·s左右,具有较好的耐温性和耐剪切性。

针对渤海油田疏松砂岩油藏油层厚度大、非均质性严重、酸化后含水率上升的问题,开展了乳化柴油封堵分流能力实验研究。物理模拟实验表明,以油水体积比3∶7制备的乳化柴油体系具有选择性封堵高渗透层,对低渗油层的封堵能力较弱。应用该体系后可有效将后续液体分流到低渗层,且对高渗水层的渗透率有较大幅度降
低,而对低渗油相渗透率影响很小。与常规酸化解堵措施相结合,可起到均匀酸化与控水增产的目的。

最小混相压力(MMP)是气驱提高采收率研究中重要参数之一。最小混相压力计算方法包括经验公式法和理论预测法。在深入研究最小混相压力的主控影响因素基础上,建立了修正的最小混相压力经验计算模型,同时对目前的理论预测方法提出了提高计算精度的研究思路。提出的理论计算方法和经验预测方法计算精度都在90%以上,具有较好的可靠性。

全球能源紧缺迫使人们将注意力转移到潜力巨大的致密油上。但是其低孔、低渗的特点使其在开发过程中面临诸多挑战,以毛管力为基础的静态渗吸作用成为开采这类储层的有效方式。为了更清楚地了解流体在致密岩心孔喉中的静态渗吸过程,将核磁共振可视化技术与静态渗吸实验相结合,阐述了核磁共振成像和 T ₂ 谱图测试致密岩心静态渗吸排驱效果的原理。核磁共振成像技术能够给出岩心孔隙中流体的二维空间分布,有助于直观了解不同时刻下各孔喉中的静态渗吸排驱效果。 T ₂ 谱图能量化体现出致密岩心的静态渗吸排驱效果与机理。 T ₂谱图所预测的采收率与质量法渗吸实验所测的采收率一致,从而验证了核磁共振成像技术评价致密储层静态渗吸采收率的可行性。该研究旨在为致密储层的开发和评价奠定重要的理论基础。

由于气顶油藏气顶气的产量不稳定,逐年衰竭较快,无法作为平台燃气透平电站的燃料使用,且海上油田储集运输成本高,因此在海上气顶油藏开发过程中尽量采用控气稳油的开发方式,降低能源浪费。AICD 流入控制装置基于伯努利原理,在延缓气顶锥进的同时具备油井见气后对低黏度气相流入井筒的限制功能。AICD在挪威Troll油田进行了成功的矿场应用,在同一时间段,生产气油比仅为未使用AICD 油井的1/3,累产油量增加了20%。针对渤海Q油田的气顶底水稠油油藏,应用ECLIPSE软件的多段井模型,对AICD 水平井控气技术进行了数值模拟计算。计算结果表明,AICD装置有效地将气油比从1000~2500m3/m3 控制到500~1000m3/m3,累产油提高12%~15%。

针对采油操作员工传统培训方式存在的弊端,提出一种基于虚实结合模式的新型培训理念,即将物理模型仿真技术、计算机虚拟仿真技术、DCS控制技术、多媒体网络技术引入到仿真培训系统中,从视觉、听觉、触觉及交互体验等多重角度为学员提供沉浸式井场虚拟实境,通过系统软、硬件建设,形成功能完备、特色鲜明的采油操作员工仿真培训考核平台。重点介绍采油操作员工培训系统的总体架构、关键技术及现场应用。实际应用效果表明,该系统能够有效提升采油操作人员的培训质量,降低培训成本,具有很强的现实意义和应用价值。

利用岩石铸体薄片、扫描电镜、X衍射、常规物性、流体包裹体测试等分析方法,结合热史恢复结果,开展海拉尔盆地莫达木吉凹陷下白垩统南屯组成岩作用及油气充注期次研究。结果表明,南屯组砂岩主要岩石类型为长石岩屑砂岩、凝灰质岩屑砂岩;填隙物主要以泥质、硅质、火山灰和少量碳酸盐为主;孔隙类型主要为原生孔隙、晶间孔和溶蚀粒内孔。砂岩储层经历的成岩作用类型有压实作用、破裂作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用,综合多种成岩作用阶段判断指标,认为南屯组砂岩目前处于早成岩阶段B期晚期-中成岩阶段A 期。此外,结合流体包裹体分析、均一温度测定及南屯组热演化史,确定南屯组油气充注时代约为90~70Ma,大致对应晚白垩世。

潍北凹陷断裂系统复杂且与油气藏分布关系密切,前人较少涉及凹陷整体断裂系统及其对油气成藏作用的研究。为此,基于地震及地球化学资料,系统研究了该区断裂的展布特征和活动特征,探讨了断裂系统对油气藏的控制作用。结果表明,根据断裂走向将潍北凹陷断裂划分为北西西向、北西向、利渔-灶户、北北东向4组断裂系统;4组断裂系统主要有断阶型、反“Y”字型、“Y”字型以及负花状等多种断裂组合样式,主要形成于凹陷拉张断陷期,并且受到走滑挤压的影响。结论认为,断裂系统中不同走向的断裂对油气运聚的控制作用明显,深大断裂控制了油气田的分布,北西向、北北东向断裂系统是油气运移的主要通道,利渔-灶户断裂系统控制了凹陷最主要的含油气圈闭。

徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩气展现出较好的勘探潜力,致密砂砾岩储层以高填隙物含量为典型特征,隙物的类型、成岩变化与储层孔隙发育密切相关。通过铸体薄片、扫描电镜、X衍射、物性测试分析,发现砂砾岩中发育泥质杂基、火山灰、碳酸盐、硅质、黏土矿物、黄铁矿等填隙物类型;填隙物中泥质杂基和碳酸盐含量最高,黏土矿物次之,硅质、火山灰发育少,黄铁矿偶尔发育;泥质杂基、火山灰为同沉积填隙物,硅质和黏土矿物多数形成于早-中成岩期,碳酸盐胶结物主要形成于成岩晚期。填隙物类型与砂砾岩孔隙度研究表明,早期硅质胶结增加了储层强度并促进了原生孔隙的保存,火山灰的溶蚀增加了孔隙空间;泥质杂其减少了原始孔隙并抑制次生溶蚀的发育,是减少砂砾岩储层孔隙度先天因素;黏土矿物破坏大孔隙的完整性,将大孔隙分割为若干微孔并提供晶间微孔,减少砂砾岩总孔隙度,但不是很显著;早期碳酸盐填隙多被溶蚀,晚期碳酸盐胶结物填充残余孔隙,导致储层进一步致密。

为了开发抑制严重段塞流的被动式方法,利用所提出的新型流动调整装置—“Ω型管”在水平管内气液分层流条件下开展了实验研究,讨论了Ω型管结构参数对其流动调整作用的影响规律,分析了Ω型管流动调整作用的机理。研究表明,气液分层流流过Ω型管后,液相截面含率的波动强度增加且间歇性增强,具体表现为波动曲线的标准差增加、最大值增加、最小值降低、波动范围增加和波动周期增加;Ω 型管能够将气液分层流调整为气液间歇流型,其流动调整能力随主弯管弯曲半径和基本单元个数的增加而增强,受基本单元之间距离的影响相对较小;Ω型管对气液分层流流动特性的调整作用机理可以归结为两个物理过程:液体阻塞和气体携带。研究结果为进一步优化设计Ω型管以及将其应用于立管系统以抑制严重段塞流奠定了基础。

以单台100 000m ³ 原油储罐为对象,从设计过程、施工流程、测试结果分析等多方面系统介绍了原油储罐外壁强制电流近阳极地床阴极保护工程。在合理选择参数的情况下,通过计算提出阴极保护技术方案,并与国标推荐做法进行了对比。投入运行后,对阴极保护系统进行了通电和瞬断电位测试,发现罐底板电位均处于保护范
围内,说明阴极保护系统有效运行。运行1年后,阴极保护系统存在输出电流增大,回路电阻减小的情况,这是由涂层破损,介质腐蚀性提高协同作用引起的。

冷热原油顺序输送对土壤温度场的要求及其严格,这也是确保冷油过后,热油能否安全进站的关键。基于传热学和流体动力学,建立了埋地管道流动与传热控制方程,数值模拟了冷热原油顺序输送过程中管道沿线不同位置轴向油温及土壤温度场的动态变化过程。研究表明,随着出站油温的冷热交替周期运行,管道沿线不同位置
的管内油温及周围一定范围内的土壤温度场呈现周期性变化,并存在一定的时间或空间滞后性,且对于低输量运行的管道来说,超过一定输送距离后,输送温度趋于一致;在热油-冷油交替输送过程中,热油受前端冷油的影响,热油头进站温度最低,这是管道安全运行方案应考虑的主要因素。

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        通过分析橡胶粉改性沥青黏度随发育时间的变化,探讨橡胶沥青体系的溶胀及降解过程对黏度的影响,并通过降解转化率的变化分析黏度变化的机理。研究选择了3种针入度等级的沥青,在不同的温度下测定橡胶粉改性沥青的黏度随发育时间变化曲线,并分析了橡胶粉降解转化率变化规律。结果表明,橡胶粉改性沥青黏度的变化主要受橡胶粉溶胀和降解过程的影响。在反应初期,橡胶粉的溶胀作用大于降解作用,到达转折点后,橡胶粉的降解作用大于溶胀作用,待黏度趋于平稳时,说明橡胶粉的溶胀和降解已经基本结束;提高反应温度,可以加快橡胶粉在沥青中的溶胀和降解反应过程;发育时间延长,转化率逐渐增加;反应温度越高,黏度下降的幅度越大,转化率的最高值越高。因此,可以通过选择合适的反应温度和发育时间,控制橡胶粉改性沥青的降解转化率和黏度范围。

        以衣康酸(IA)与1,4-丁二醇(BOD)为原料,分别用直接酯化缩聚法(方法一)与分步加料法(方法二)合成聚衣康酸丁二醇酯(PBI)。通过探究PBI的酸值、特性黏数、相对分子质量及分布来研究两种工艺的反应历程。结果表明,方法一合成的PBI,酸值高于40mg(KOH)/g,特性黏数[η]为8.2321mL/g,相对分子质量M _n 为2889,相对分子质量分散系数为1.614;而用方法二合成出的PBI,酸值低于39.61mg(KOH)/g,特性黏数[η]为6.6973mL/g,相对分子质量M _n 为2559,相对分子质量分散系数为1.568。通过红外光谱分析确定产品结构,综合比较,分步加料法制备PBI为最佳。

        采用超声辅助的液相离子交换法制备了NiCeY吸附剂,利用XRD、BET和ICP技术对吸附剂进行了表征。以二苯并噻吩/正壬烷/苯为模拟油体系,考察了NiCeY 吸附剂的吸附条件对吸附脱硫性能的影响。NiCeY吸附剂的最佳吸附条件为:常温常压下NiCeY吸附剂与模拟油质量比为1∶20,吸附时间为5h,NiCeY 吸附剂对二苯并噻吩的吸附硫容量为10.83mg/g。考察芳烃存在对吸附剂脱硫性能的影响,发现NiCeY吸附剂中Ce离子的引入可以提高吸附剂的选择性,Ni离子的引入可以提高吸附剂的吸附硫容量,两种离子的协同作用使吸附剂具有高的吸附硫容和抗芳烃竞争吸附的能力,且NiCeY吸附剂具有良好的再生性能。

      通过过滤实验对SMG-mm 交联聚合物微球的大小和核孔膜孔径的匹配关系进行研究。结果表明,SMG-mm 微球分散体系对不同孔径的核孔膜的封堵效果差异很大,特定压力下存在一个与微球大小匹配最好的膜孔径;当质量浓度和膜孔径相同时,压力对微球的过滤结果有显著影响;在一定的质量浓度范围内,随着微球分散体系的质量浓度和过滤压力增加,封堵效果越好,但是当质量浓度超过最佳值后,封堵效果变差;SEM 观测结果表明,微球粒径与核孔膜孔径最佳匹配时才能形成有效的封堵。

      以十二烷基氯化苄、二甲醇胺及2-羟基-3-氯丙磺酸钠为主要原料合成新型羟基磺基甜菜碱两性表面活性剂N,N-二羟甲基-N-(对十二烷基苯亚甲基)丙铵基(2-羟基)丙磺基甜菜碱,并利用红外光谱对目标产物进行结构表征。对新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂进行界面张力、吸附性能和乳化性能的评价,并对比其他两种类型表面活性剂,同时对目标产物的机理和适用性进行分析。结果表明,新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂(NHSB)由于添加苯环与疏水性长链的结构能有效改善表面活性剂性能。在NHSB质量分数为0.43%时,可降低至超低界面张力10-3 mN/m。在一定的质量分数范围,其吸附量均小于2.1mg/g,并且在乳化60min后吸水率基本保持稳定,且吸水率在40%以下,具有相对较好的表面活性剂性能。最后通过室内低渗透岩心驱油实验表明,该表面活性剂能提高采收率5.64%。

        柠檬酸及柠檬酸钠含有丰富的羧基基团,可对金属阳离子产生络合包结作用。由于酸效应的存在,
柠檬酸对BaSO ₄的阻垢效果较差,调节pH 为7.0,使其成为柠檬酸钠后,对BaSO ₄具有较好的阻垢效果,并且对已经
成垢的BaSO ₄具有较好的分散除垢作用。结果表明,柠檬酸钠与阻垢剂2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)相复
配,在处理CaCO ₃垢上具有较好的协同阻垢效果。与聚环氧琥珀酸钠相比,在处理油田含Ba ²⁺ 注水时,柠檬酸钠具
有一定的经济优势。

        致密性储层埋藏深、渗透率特别低,受敏感性影响较大,研究致密性储层的敏感性对避免不合理的开采方式对储层造成伤害,从而有利于油田高效开发。但由于致密储层注水困难,实验过程中,流速慢、耗时较长。本文采用储层敏感性流动实验评价方法,通过对新疆吉木萨尔致密储层4口油井的若干岩样进行敏感性实验,并对实验结果进行了分析、评价。结果表明,该致密性储层岩样水敏损害程度平均为43.64%,速敏损害程度平均为24.3%,盐敏损害程度平均为33.80%,酸敏损害程度平均为15.66%,临界流速为24.63m/d;该致密性储层具有中等偏弱水敏性、弱速敏性、中等偏弱盐敏性、弱酸敏性。研究结果为该区块油田采取合理的开采方式,降低敏感性对储层的伤害提供理论依据。

        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0.05 PV泡沫基液+0.05 PV N ₂+0.10 PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20 PV,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%。

       水平井分段压裂已经成为低渗透气藏开发的必需手段,其中分段间距对压裂施工和压后效果具有较大影响。不同于以往采用数值模拟的手段,在总结了直井压后生产效果和经验后,综合考虑水平井分段压裂后的产能和应力干扰两方面的因素,给出水平井分段间距优化的计算方法。在水平井压裂后的产能至少应大于裸眼产能的前提条件下,假设地层内气体线性流进裂缝后,径向流进井筒,推导出计算压裂最大分段间距的计算公式。同时,利用压裂时裂缝周围产生的应力干扰理论,可确定出水平井压裂时的最小分段间距。运用这两种计算方法,最终确定出水平井分段压裂间距的最大和最小范围。通过计算实例进一步表明所提出的方法比较适用于现场压裂的快速设计。

        利用恒速压汞技术分析松辽盆地徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩的储集空间特征,明确孔隙和喉道的大小、分布、连通性以及与储层物性的关系。结果表明,砂砾岩孔隙半径的分布100~200μm,形态呈单峰状,孔隙半径与孔隙度、渗透率均呈较弱的正相关关系,表明孔隙对物性具有一定控制作用,但不是很显著。喉道半径分布的离散程度较高,随着渗透率的增大,喉道半径的分布区间和峰值呈增大趋势,但不超过5μm。喉道半径与储层孔隙度的关系不显著,与储层渗透率明显呈现正相关关系,即喉道半径对砂砾岩储层的致密和渗流能力具有绝对控制作用。砂砾岩储层孔喉连通性差,孔喉比分布在20~600。有利储层的喉道半径多数大于0.5μm,孔喉比多数小于200。

         葡Ⅰ2-3油层经过多年注水开发目前已处于特高含水开采阶段,截止2016年,研究区综合含水率为92.5%。在水淹测井解释成果、密闭取心资料的基础上,应用数值模拟法对剩余油分布规律进行了研究。结果表明,研究区综合采出程度为43.02%,剩余油主要分布在河道砂内,仍具有较大的聚驱潜力。通过矿场试验数据分析和室内实验研究表明,注聚时机越早,越有利于提高采收率。最后在地质建模和数值模拟的基础上,开展了井网适应性研究(注采井距、经济效益评价),确定了合理的注采井距。

        针对复杂输油管道压力异常波动事故频发,防控措施效果不理想的现状,应用图论中的故障树分析方法演绎压力异常波动的诱导机制,首次提出并建立了复杂输油管道压力异常波动的故障树模型。以某进口原油管道为例,运用德尔菲法和模糊数学理论求解模型,定性分析与定量计算的结果与工程实际相吻合。运用K 均值聚类方法分析典型基本事件的三个重要度,提出了管网压力异常波动的三元决策树结构,为波动事件的分析和防控措施的优化提供了理论依据。以压力异常波动为切入点,在历史数据不完备条件下,为大型复杂输油管道运行安全与完整性管理领域的研究提供了一种新的思路。

        近年来,由于老化、腐蚀穿孔和第三方打孔盗油等原因,管道泄漏事故频发。进行管道泄漏量的有效估算,可以为企业的后续事故处理、环境影响评估、危险区域划分提供重要依据。本文将泄漏报警系统与泄漏测算模块进行集成,基于水热力耦合瞬变流动模型,开发了具有在线测算成品油管道泄漏量的软件。现场应用表明,模
拟结果与实际结果的误差在5%内,软件测算结果可信,具有工程实际应用价值,可以为现场工作人员提供一定的技术支持和参考依据。

天然气田、加气站经常有天然气排放到大气中,不仅带来了严重的安全隐患和潜在的环境问题,还会带来资源浪费和经济损失。目前,天然气回收技术尚未普及,已有的回收技术普遍存在压力过高、能耗过高、对设备条件要求过高等不足,在使用中还不具备便携、可拆等问题。因此,开发出一种移动组合式吸附天然气回收装置。该装置由气化器撬块、缓冲瓶撬块、真空泵撬块、压缩机撬块和ANG 气瓶撬块5个撬块构成,并对每个撬块进行设计及选型、装置性能评估及现场应用案例介绍。该装置可将油气田或天然气瓶或LNG瓶排放出来的天然气收集到气化器、缓冲罐内,再利用压缩机将该天然气压缩至ANG瓶内储存,以实现在中压(~4 MPa)下高效吸附回收天然气,充气比达80以上。现场应用表明连接本装置后其碳排放量降低97%以上。该装置具有高效、安全、可拆、便携、移动、监控、变频、触摸屏控制等优点。

        由于常规油品产量下降,致密油等非常规原油的研究开发显得尤为重要。致密油由于其不同层位油品性质差异大及生产周期内产液量变化大的特点,在集输方案确定时不同于常规原油,需要结合致密油本身性质,将整个生产周期分成三个阶段,利用软件分别对加热集输与掺热水集输两套集输方案的集输安全距离及运行费用进行模拟分析。通过模拟计算,掺热水集输工艺在两个方面均优于加热集输工艺,因此为保证集输系统正常运行,节省运行成本,选用掺热水集输工艺。

        应力强度因子作为一个重要的断裂参量,在工程结构件断裂分析过程中起到至关重要的作用。本文基于J ₂-积分和材料力学中的弯曲理论,对六棱柱壳横向裂纹和加强筋六棱柱壳横向裂纹的应力强度因子进行了分析求解。给出了利用J ₂-积分求解复杂结构应力强度因子的一个方法。

        针对干气密封非稳态下摩擦特性对密封性能的影响进行研究,考虑动、静环材料属性,微凸体之间的相互作用以及摩擦热流耦合,建立了三维粗糙实体与理想光滑刚体滑动摩擦热力耦合模型。运用ANSYS软件数值模拟了摩擦热以及应力变化规律。研究发现,粗糙表面最高接触温度随滑动时间增加呈逐步上升趋势,并且温升呈
现了一定的波动性;粗糙表面的VonMises等效应力分布极其不均匀呈非线性变化;同时,还发现最大x 方向应力分量σxx 并未出现在最高接触微凸体上;在沿三维粗糙实体厚度方向存在一拉应力区,随着滑动时间的持续,拉应力区有一定程度扩大。从而说明两端面间的温升和波动性以热传导为主要影响因素,应力的变化是由于微凸体发生了弹塑性变形。研究成果为今后干气密封启停阶段特性研究以及参数优化奠定了基础。

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        以润湿理论为基础,研究了不同类型沥青与集料之间的润湿性能,基于沥青表面张力和接触角实验数据计算沥青与集料的黏附功,再通过黏附功的大小定量评价沥青在不同温度下对集料的润湿性能影响。结果表明,在相同温度下,同种沥青与不同集料的黏附功数值接近,而不同类型沥青与集料的黏附功数值相差较大;沥青与集料的黏附功随温度的变化呈二次曲线关系,且曲线存在最大值点,说明在特定温度下沥青与集料存在最佳润湿状态;黏度越大、软化点越高的沥青达到与集料最佳润湿状态时所需要的温度越高,同种沥青与两种集料达到最佳润湿状态时所需要的温度相近。最大黏附功代表了沥青与集料的最佳润湿状态,可用于指导选择沥青与集料最佳拌和温度。

        采用液相离子交换法制备了CeY、NdY、HoY 分子筛,并通过Mitchell等体积浸渍法对其进行Ni污染。运用氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和原位吡啶红外光谱技术(InsituPy-FTIR)对其酸性质进行表征,采用微反应活性评价装置考察其抗Ni性能。结果表明,随着稀土离子半径的减小,稀土改性Y 型分子筛抑制Ni破坏其B酸中心能力逐渐增强。进一步将酸性关联活性后发现,经Ni污染后REY 分子筛的催化裂化微反应活性亦随着稀土离子半径的减小而逐渐增强,且反应液相产物中汽油质量分数随Ni/REY分子筛催化剂中RE离子半径的减小而逐渐增加。RE离子半径越小的REY分子筛抗Ni性能越好。

        加氢裂化是一种常用的石油加工工艺,但因为加工过程处于高温高压,而且石油中含有硫等杂质,所以加氢裂化的装置容易产生腐蚀。采用离子色谱、X射线荧光光谱等分析手段,对中石化天津分公司2# 加氢裂化装置E104换热器的结垢问题进行研究,并从结垢机理和各物料的性质方面分析了造成换热器结垢腐蚀的原因,提出了可以有效地解决加氢裂化装置换热器结垢的措施。

        对适用于低渗透油藏开发的微乳液配方及性能进行了研究,并以方程系数法为基本方法,通过室内实验确定出适用于朝阳沟低渗透油藏的微乳液配方(质量分数):1%石油磺酸盐+1%正丁醇+1.38%正己醇,测量微乳液特性参数R=0.261,验证配方微乳液为最佳中相体系。使用激光粒度仪对微乳液体系进行粒子半径测量,测量其粒子半径在0.01~0.22μm,适用于朝阳沟油藏微小孔喉。通过微乳液驱替低渗透岩心实验,得到微乳液驱能在水驱采收率的基础上提高最终采收率7.41%,降低注入压力24%,验证了该微乳液体系对朝阳沟低渗透油藏的适用性。

        针对渤海BZ25-1s油田储层地质特征和流体性质,在不同实验方法条件下,以油水乳状液黏度、乳状液结构形态、分水率和界面张力为评价指标,开展了稠油表面活性剂乳化降黏效果及相关作用机理的实验研究。结果表明,当油水体积比低于7∶3和乳化药剂浓度高于600mg/L时,强化分散体系可以与原油作用形成水包油型(O/W)乳状液,降黏率可达80%。相对于强化冷采体系,强化分散体系在破乳、降低界面张力及抗吸附方面均具有显著优势,其与原油乳化作用可以导致部分表面活性剂组分进入原油中,进而影响强化分散体系与原油间界面张力和乳化效果。强化分散体系能更大幅度降低注入压力、减缓含水率上升速度,并且能更有效地提高原油采收率。

        大牛地气田砂泥岩互层较多,水平井开采虽然可以实现单层储量的最大动用,但是无法同时开采纵向上多个储层,针对这类储层展开可控穿层压裂技术研究,有效合理地开发间互层,实现盒1和山2储层共同动用。结合单井数据,对工区内隔层厚度和水平主应力差进行对比计算,以分析储、隔层性质、人为可控因素对穿层压裂的影响。综合考虑多种因素,以储层厚度和应力差为依据,初步形成了穿层界限判别标准,并通过井温测井验证单井隔层压开与否,最后形成了一套构建在储层性质精细描述之上,结合多种施工工艺的可控参数优选方法,可为其它井设计和优化提供参考。

        以新疆油田车510井区沙湾组浅层稠油油藏为研究对象,通过PVT 高压物性室内实验方法分析了CO ₂ 辅助蒸汽吞吐开采机理,并针对在开发过程中出现的蒸汽超覆及汽窜现象等问题,对该区块进行了CO ₂ 辅助蒸汽吞吐技术的现场应用。结果表明,措施井平均单井增油量为206t;措施井平均含水率降低了23%,目前已累计增油6792t,实现增油收益1564万元。经过CO ₂ 辅助蒸汽吞吐措施之后可以明显改变该区块的开发效果,并对同类油藏的开发具有现实指导意义。

        压裂井裂缝长度是决定压裂效果的最主要因素之一,以新疆油田艾湖1区块菱形反九点井网为例,考虑边井、角井、中心井在渗流场中的不同位置,应用油藏数值模拟软件,在对油田启动压力梯度和应力敏感性处理基础上,模拟计算不等缝长度组合下压裂井的累积采出程度,详细分析了水力压裂采出程度与角井、边井、中心井的关系。结果表明,边井裂缝会导致边井优先见水,进而导致角井驱替效果变差,产量大幅下降;对于中心注水井,既要降低裂缝长度,提高水驱波及系数,又要有一定的压裂缝长以确保注入水能补充地层能量。模拟得出最佳的裂缝导流能力为20μm ²·cm,最佳的角井裂缝半长为100~120m,边井裂缝半长为50m,中心井裂缝半长为50m。

        针对底水油藏直井开采过程中底水锥进造成生产井含水不断升高的问题,建立了三维底水油藏直井开采物理模拟装置,对注入氮气控制底水入侵进行了研究,主要考察了氮气注入时机、注入速度、注入量以及关井时间对控制底水入侵的影响规律。研究表明,从生产井向底水油藏中注入氮气能够有效地降低采出液含水率,延长有效生产时间,从而达到控水稳油的效果。实施注氮气时,氮气的注入速度对控水的效果影响较小,而氮气的注入量和注气后的关井时间对于控水的效果影响较大。

        鄂尔多斯盆地某特低渗透油藏纵向上主要发育K1、K2两层,层内隔夹层发育。但经历20多年的开发后,受层间隔夹层和非均质性影响,前期采用以老裂缝充填和延伸为主的重复压裂工艺动用层间剩余油不明显,措施后含水率上升且单井增油量逐年下降。基于储层剩余油分布类型,剖析了储层纵向上剩余油分布界限和增产潜力,开展了储层纵向上地应力和储层物性变化研究,采用正交试验设计原理对比评价了影响重复压裂裂缝高控制的主要影响因素,提出了“水力喷射器+K344单底封”重复压裂工艺,并应用全三维压裂软件优化了储层关键参数。在某区特低渗透油藏现场应用10口井,试验井日产油是投产初期的近1.5倍。

        为了更好地测量管道顺序输送时的混油浓度变化,基于电导探针测量气液两相流持液率的原理,将电导探针改进并将其应用到管道混油浓度的检测中。利用改进后的实验装置,通过电导探针测量不同浓度的盐水得到对应输出信号,从而得到混合段的浓度变化情况。并对探针进行了标定实验,得到不同浓度下盐水浓度与输出信号的函数关系,以便将标定后的实验装置用于测量混油段在不同时刻和管道截面不同位置的混油浓度。

        通过室内蜡沉积实验,建立了适用于杰诺原油的蜡沉积模型,并在满足安全运行的基础上,以日平均动力费用及日平均清管费用的总和即日平均运行成本为目标函数,建立了不加热输油管道的清管周期模型。结合临濮线临邑至赵寨子的站间运行数据,分析了不同出站温度、输量和季节对管道最佳清管周期的影响。结果表明,出站温度的降低会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期延长,输量的增加会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期缩短,地温的升高会使管道日平均运行成本先减小后增大,最佳清管周期延长。