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2017, 30 (2): 0-.
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石油化工

橡胶粉改性沥青黏度变化规律及机理
刘延军,张玉贞
2017, 30 (2): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.001
摘要 ( ) PDF ( 6082KB ) ( ) 　　
        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。
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聚衣康酸丁二醇酯的合成
王传兴,徐勤虹,杨 明,汪鹏飞,王 旭,魏 哲
2017, 30 (2): 7-11. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.002
摘要 ( ) PDF ( 3053KB ) ( ) 　　
        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。
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NiCeY吸附剂的制备及脱硫性能
陈晓陆,高 爽,靳玲玲,,马志研
2017, 30 (2): 12-17. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.003
摘要 ( ) PDF ( 4087KB ) ( ) 　　
        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。
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油田化学

亚毫米级交联聚合物微球对核孔膜的封堵作用
林梅钦,赵 冀,唐永亮,王 倩,范家伟,王 平
2017, 30 (2): 18-23. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.004
摘要 ( ) PDF ( 5022KB ) ( ) 　　
      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。
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新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂的合成及性能评价
殷代印,姜婷婷
2017, 30 (2): 24-28. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.005
摘要 ( ) PDF ( 2188KB ) ( ) 　　
      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%。
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柠檬酸根对Ba²⁺ 、Ca²⁺ 的阻垢性能研究
胡世平,李建平,谢志平,段辉彬,周爱华
2017, 30 (2): 29-33. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.006
摘要 ( ) PDF ( 1506KB ) ( ) 　　
        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BaSO₄的阻垢效果较差,调节pH 为7.0,使其成为柠檬酸钠后,对BaSO₄具有较好的阻垢效果,并且对已经
成垢的BaSO₄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CaCO₃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Ba²⁺ 注水时,柠檬酸钠具
有一定的经济优势。
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石油工程

致密储油层敏感性实验研究
吕道平,杨胜来,马铨峥,杨 龙,茹克建,雷 浩,李 滢
2017, 30 (2): 34-39. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.007
摘要 ( ) PDF ( 2095KB ) ( ) 　　
        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。
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二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究
孙 宁,宋考平,宋庆甲
2017, 30 (2): 40-43. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.008
摘要 ( ) PDF ( 2343KB ) ( ) 　　
        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 N₂+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%。
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低渗气藏水平井分段压裂间距优化设计方法
赵 俊
2017, 30 (2): 44-49. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.009
摘要 ( ) PDF ( 2292KB ) ( ) 　　
       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。
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基于恒速压汞技术的致密砂砾岩储集空间刻画
杨少英
2017, 30 (2): 50-54. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.010
摘要 ( ) PDF ( 4067KB ) ( ) 　　
        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。
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聚合物驱合理井距优选及其适应性分析
师 昊,李占东,张海翔,梁 顺
2017, 30 (2): 55-59. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.011
摘要 ( ) PDF ( 1996KB ) ( ) 　　
         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。
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油气储运

基于模糊故障树的输油管道压力异常波动分析
王国涛,姬中元,李传宪,陈 赫,杨 飞
2017, 30 (2): 60-70. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.012
摘要 ( ) PDF ( 4952KB ) ( ) 　　
        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。
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成品油管道泄漏量测算软件
吴梦雨,梁永图,何国玺,李岩松,谢 成
2017, 30 (2): 71-76. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.013
摘要 ( ) PDF ( 2911KB ) ( ) 　　
        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。
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移动组合式吸附天然气装置的研发
宁 晔,郭淑婷,叶 凯,蔡希立,刘 鹏,黄维秋
2017, 30 (2): 77-81. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.014
摘要 ( ) PDF ( 1994KB ) ( ) 　　
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。
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致密油集输方案筛选及能耗分析研究
杨玉婷,吕宇玲,史晓蒙
2017, 30 (2): 82-85. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.015
摘要 ( ) PDF ( 2732KB ) ( ) 　　
        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。
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化工机械

基于J₂-积分与六棱柱壳裂纹应力强度因子
刘明岳,谢禹钧,李 岩,李世杰,魏 巍
2017, 30 (2): 86-90. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.016
摘要 ( ) PDF ( 3403KB ) ( ) 　　
        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J₂-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J₂-积分求解复杂结构应力强度因子的一个方法。
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干气密封摩擦副启停阶段摩擦特性的仿真研究
丁雪兴,王文鼎,金海俊,赵海红
2017, 30 (2): 91-96. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.017
摘要 ( ) PDF ( 2082KB ) ( ) 　　
        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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