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2021, 34 (2): 0-.
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本期推荐

二氢吡啶酮的不对称催化合成进展
贺顺龙， 李飞， 陈运荣
2021, 34 (2): 1-8. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.001
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手性吡啶酮骨架广泛存在于天然产物和具有生理活性的小分子药物中，实现该类手性结构的高效不对称催化合成具有重要的意义。总结了近年来发展的通过不对称环催化反应合成二氢吡啶酮的研究进展，详细阐述了氮杂⁃D⁃A反应与[3+3]不对称环加成反应的各类催化模式以及它们之间的异同点，分析了各类催化剂的催化原理以及在它们作用下的反应历程，着重介绍了各方法的优势所在，并对该领域的发展进行了展望。
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石油化工

纳米颗粒在破乳领域的应用研究进展
陈依文， 王睿， 文婕， 张连红， 张辉
2021, 34 (2): 9-16. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.002
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为提高含油乳状液的破乳效率,降低破乳处理成本,减少破乳后处理对环境的破坏，纳米粒子(NPs)作为一种可控性强且具有多重优势的功能性材料在破乳领域引起关注。首先对磁性纳米粒子与非磁性纳米粒子在破乳中的机理进行了综述，为新型破乳剂的研发提供思路；其次分析并讨论了纳米粒子的制备方法及其应用；最后结合原油开采技术的发展，指出目前纳米颗粒在破乳领域中的优点以及还存在的疑点与困难,并对未来研究方向进行展望。
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柴油抗磨剂组成及性能研究
齐邦峰， 范开辉， 张国相， 胡淼
2021, 34 (2): 17-21. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.003
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对3种脂肪酸型和3种脂肪酸酯型抗磨剂的性质及组成进行分析表征，并以中捷石化加氢柴油为基础柴油，对6种抗磨剂的润滑性能和抗乳化性能进行了研究。结果表明，随着抗磨剂添加质量分数的增大，柴油的润滑性逐步增强；甘油单酯类抗磨剂的润滑性能较好，6种抗磨剂中以酯型E抗磨剂的润滑性最好，酯型E抗磨剂添加质量分数为200 mg/kg，柴油的磨斑直径由734 μm降到345 μm；由于不含极性基团-OH，酯型G抗磨剂与金属表面成膜性较差，其润滑性能较差。酸型抗磨剂的抗乳化性能较好，而含有亲水基团-OH的酯型抗磨剂抗乳化性能较差，并且随着抗磨剂HLB值的增大，其抗乳化性能逐步变差。酸型与酯型抗磨剂复配使用能够改善柴油的抗乳化性能，其润滑性能与单剂单独使用相当。
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SBS三步进料法离子聚合工艺的模拟优化
马志民， 梁加璐， 王晓蓉， 刘鑫， 周世嘉
2021, 34 (2): 22-28. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.004
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以苯乙烯和丁二烯阴离子聚合的三步进料法生产工艺为基础，运用Polymer Plus建立SBS（苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯嵌段共聚物）聚合过程的三步进料法模型，利用建立的模型对原料单体苯乙烯、丁二烯，催化剂丁基锂，链转移剂四氢呋喃进行敏感性分析，探究其进料量对SBS产品相对分子质量、聚合物多分散指数以及产量的影响，进而对实际工业生产提出建议。分析结果表明，为了提高产品的聚合度和相对分子质量，应尽量纯化单体，苯乙烯和丁二烯进料量的增加可以提高产品相对分子质量和聚合度，同时增加苯乙烯的进料量还可以降低多分散指数。催化剂可以有效地改变产品的性质，在实际生产中必须严格控制丁基锂的进料量。链转移剂四氢呋喃对产品性质略有影响，可以在不影响产量的基础上小范围调节产品的相对分子质量和聚合度。
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能源化工

RuHI(CO)(i⁃Pr⁃Imidazole)(PPh3)2催化甲醇水重整产氢
齐卫卫， 秦雷， 周明东， 郑智平
2021, 34 (2): 29-34. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.005
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H2的高效储存和输运是限制整个氢能源体系发展的瓶颈。一种有效解决这一难题的方法是将H2存储于液体有机载体甲醇中，需要时通过水和甲醇的液相重整反应，原位释放H2，而这一过程能够实现的关键在于高效甲醇水重整催化剂的开发。以1⁃异丙基咪唑和RuHCl(CO)(PPh3)3为原料，合成了化合物RuHI(CO)(i⁃Pr⁃Imidazole)(PPh3)2，对其进行了元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射表征，并将其用于均相催化甲醇重整产氢。单晶结构表明，该配合物为单核，中心离子Ru2+为六配位，呈现扭曲的八面体配位构型。通过对催化反应条件的筛选，发现反应温度、碱的类型以及V(MeOH)/V(H2O)等对催化效率具有极大的影响。经反应条件优化，在反应温度为110 ℃，8 mol/L KOH和V(MeOH) /V(H_2 O)=9∶1，催化剂物质的量为4 μmol的条件下持续反应14 d，TON达到了7 911。
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ZIF-8体系富集回收炼厂干气中C2H6+C2H4
张晓欣， 华亚辉， 董浩杰， 李鹏辉， 鞠佳， 封瑞江， 张路南
2021, 34 (2): 35-41. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.006
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炼油工业作为一个能量密集型工业，对炼厂干气中轻烃组分气体进行有效回收且利用，将同时解决其一直面临的节能及环保两大难题。采用吸附法以及吸附⁃水合法分离含有C2（即C2H6+C2H4）的模拟炼厂干气M1:C2H6(11.55%)+C2H4(12.46%)+CH4(29.15%)+N2(27.02%)+H2(19.82%)，且将分离混合气M2作为二级分离的原料气，完成ZIF⁃8材料对混合气M1的两级分离过程。结果表明，一级分离采用吸附⁃水合分离法使C2组成摩尔分数降低至9.90%；由于原料气M1中C2摩尔分数较高，较吸附分离法，吸附⁃水合法在平衡气相中y_(C_2 )降低幅度和吸附量MC较大；由于C2组分摩尔分数较低，二级分离过程不易形成水合物，因此采用吸附分离法，规避湿ZIF⁃8水分对分离及吸附量造成的负面影响。经过二次分离过程，可以将原料气M1中C2摩尔分数由24.01%降低至2.90%，有效回收了炼厂干气中C2组分。
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石油工程

碳酸盐岩顶部注气重力驱提高采收率实验研究
刘子恒
2021, 34 (2): 42-46. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.007
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针对我国大部分背斜构造、断鼻构造、盐丘构造和潜山构造油藏，注水开发过程中容易形成“阁楼油”，降低最终采收率的问题，采用顶部注气重力非混相驱替过程能够推移油水界面至生产井底之下，提高最终采收率。对顶部注气重力非混相驱替过程进行实验研究，对比分析水平注气和顶部注气驱替过程，结果显示顶部注气驱替过程采出程度均高于水平注气驱替过程，同时对比分析四组顶部注气重力非混相驱替过程，结果显示降低注气速率能在一定程度上增大最终采收率，但驱替全过程持续时间增幅剧烈。研究表明，重力分异作用能增大最终采收率；同时在考虑时间的成本上，顶部注气非混相驱替过程存在极限注气速率，标定值为2 mL/h。
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含油污水下向流过滤器集水单元结垢沉积行为及影响研究
黎志敏， 庞艳萍， 张菁， 孙熙彤， 戚向东
2021, 34 (2): 47-53. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.008
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以改善油田污水水质、提高污水处理系统的运行平稳性为目标，结合下向流过滤器集水工艺的特征及其在生产运行中暴露的问题，分析了集水单元结垢沉积物的特性。考虑集水单元的材质及结构布局，建立模拟实验装置，研究了过滤速度、采出污水聚合物质量浓度对结垢沉积行为的影响，得出实验条件下的结垢沉积规律，明确了集水单元布孔支管构造形式对结垢沉积的影响，揭示了集水单元结垢沉积的内在机理。结果表明，集水单元结垢沉积物以FeS和Fe2O3为主，同时有一定量的CaCO3和硅铝酸盐，与集水管内壁高强度聚集和黏结，这种沉积行为受温度、过滤速度和水质特性的共同影响。地面系统水温环境适宜硫酸盐还原菌的繁殖，其借助表面结垢物的掩护而加速集水单元基体的垢下腐蚀，过滤速度具有“成垢”和“剥离”的双重作用机制，采出污水见聚则会引起“共沉积”与“螯合增溶”的综合效应，同时集水单元构造结构决定的电偶腐蚀也加剧结垢沉积行为。
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B区块主力油层聚驱后变流线井网调整研究
杨文武
2021, 34 (2): 54-59. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.009
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B区块主力油层经过水驱和聚合物驱开发以后，仍有一定程度的剩余油未采出，需要进一步挖潜。通过数值模拟、密闭取心井资料及水淹层测井解释资料分析，对区块聚合物驱后剩余油分布状况及特征进行了研究，发现剩余油在平面上主要聚集在分流线附近，其含油饱和度高于主流线2.35%；纵向上主要分布在葡Ⅰ2和葡Ⅰ3单元。为此，开展了变流线提高采收率机理研究，分析了不同变流线方式对提高采收率的影响，认为分流线加密为最佳调整方式。在此基础上，根据B区块地质特征和井网现状，设计了3个井网调整方案。经过对比分析，优选加密调整转变流线方案。数值模拟预测表明，调整可提高采收率1.26%，结合高浓度聚驱可提高5.17%。
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M5区块碳酸盐岩酸压导流能力实验研究
王恩博， 徐春碧， 高菲鸿
2021, 34 (2): 60-65. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.010
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M5区块为典型的低孔、低渗致密碳酸盐岩储层。这类储层的生产井天然产能低，很难达到经济开采极限。为了达到更为理想的增产改造效果，现场多用酸压技术作为此类油气藏实施增产的措施。酸压改造后的裂缝导流能力是评价储层压裂改造效果的重要依据，而裂缝导流能力受裂缝表面形态、有效应力等因素影响，因此预测裂缝导流能力和表征在有效应力作用下裂缝壁面非均匀程度对于产能预测具有重要意义。以该区块岩心为实验研究对象，采用“实验—理论—模拟”的研究方法，引入岩石力学中应力集中理论，利用定量分析壁面接触过程中开度变化规律建立导流能力计算模型，最后对模型进行验证。主要从裂缝表面数字化表征模块和导流能力计算模块开展研究。研究结果对提高该区块生产井后期储层改造效果具有一定的参考价值。
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油气储运

A3F和X70钢在H2S环境下腐蚀行为研究
贺俊凯， 王丹， 赵猛， 宫克， 李佳航
2021, 34 (2): 66-70. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.011
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采用动电位极化曲线与交流阻抗技术，针对辽河油田H2S含量对A3F与X70管线钢的腐蚀情况进行研究，并使用金相显微镜对腐蚀形貌进行了观察。结果表明，两种管线钢在电极过程中均呈现典型的活化控制；X70管线钢的耐腐蚀情况要明显优于A3F管线钢，腐蚀形态均为伴随着点蚀的局部腐蚀。
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含立管段的管道气顶排空实验研究
郭芮， 张伟明， 尤杨
2021, 34 (2): 71-75. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.012
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对含立管段的管道进行气顶排空实验研究，以空气和水为介质，利用高速摄像仪和数据采集仪对排空过程的气液流动参数进行测量，发现气顶排空过程类似于立管混输系统中严重段塞流的流动过程。对比了不同排气压力下立管出口气液混合物的流型、立管底部压力和立管压降变化特性。结果表明，排气压力较小时，立管出口气液混合物流型为分层流和段塞流；排气压力较大时，仅呈分层流。排气压力越大，气体前锋的运动速度越快，排空经历的时间越短；气体前锋表现出脱离上壁面的趋势，其尖端更加趋近于管道的中心线，气鼻后方液层坡度越大。管底压力变化经历三个过程，分别对应了立管中液体流出、液气喷发、液体震荡三个阶段。随着排气压力升高，立管底部压力增加幅度增大，对应的压力峰值增大，立管压降的开始下降时间缩短，下降速度增大。
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海底砂岩水合物生成机理及储量预测研究进展
刘德俊， 亓立鹏
2021, 34 (2): 76-84. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.013
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天然气水合物作为一种新型能源，90%储存于海洋环境中，其中以海底砂岩水合物储量最高，质量最好，最具开发价值。从海底砂岩水合物生成影响因素及储量预测两个方面的研究进展进行了分析和介绍。在生成影响因素方面，主要阐述了海底砂岩粒径、界面特性、盐的浓度和气体组分对砂岩型水合物形成量的影响，并分析了其影响原因；在储量预测方面，总结了勘探和数值分析的研究进展，分析了砂岩水合物储量的预测方案，并提出了海底砂岩水合物的研究方向：一是研究海底砂岩粒径对水合物的影响还没有统一的结论，这可能是由于不同学者对于粒径范围没有一个统一的划分，因此把砂岩粒径统一到孔隙度对水合物的影响进行研究，更贴近海底砂岩水合物的实际情况；二是建立盐浓度与海底砂岩深度的函数关系，可以更准确预测水合物储量。
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应用技术

远距离随钻探边技术在渤海油田调整井中的应用
王宝军， 谭绍栩， 林家昱， 张彬奇， 罗鹏， 李佳旭
2021, 34 (2): 85-90. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.014
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随着渤海油田开发程度的提高，“低、边、稠”油田占比增大，加密调整井实施难度加大，同时复杂的油藏易导致着陆不成功、储层钻遇率低和发生井下事故等。常规探边技术，由于自身局限性，无法满足复杂油气藏的开发调整需求，需要引进新的随钻探测技术提高探边深度、精度和效率。远距离随钻探边技术创新性地将斯伦贝谢的高清多边探测技术和超深多边探测技术合二为一，探测距离大幅度提升，可达76.2 m，分辨率更高，着陆导向更为精准，油藏描述更精细。该技术通过对渤海油田调整井C13H1井和P6H1井的实际资料录取、分析和综合对比，成功引导着陆，并提前约20 m清晰探到储层边界，大幅度提高了储层钻遇率和开发生产效果。
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水下井口头系统下放工具关键部件设计与分析
孙豹豹， 王龙庭， 徐兴平
2021, 34 (2): 91-96. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2021.02.015
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水下井口头系统是深海油气钻采必不可少的设备，常规套管挂和密封总成下放工具不能满足现场需要。建立了套管挂和密封总成下放工具力学模型，采用该模型可以直观地描述下放工具受力情况，根据力学模型和分析结果对下放工具进行结构设计。利用ANSYS有限元分析软件对下放工具套管挂携带单元和驱动单元进行接触分析和强度分析。分析结果显示，套管挂携带锁块、挡环和芯轴等关键部件最大应力值小于材料屈服强度，其变形量很小亦可忽略；该下放工具结构满足设计要求，材料选择符合作业标准，可为套管挂和密封总成下放工具的研究提供设计经验。
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