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2020, 33 (2): 0-.
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石油化工

多吡啶铁配合物制备及电催化质子还原性能
荣冰莹， 刘贺， 惠宇， 宋丽娟， 钟伟
2020, 33 (2): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.001
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合成并表征了一种基于多吡啶配体配位的铁配合物。电化学研究表明，配合物在循环伏安图中表现出两个还原峰和两个氧化峰，前者分别归属于FeIII/FeII和FeII/FeI的还原过程。以不同强度的酸(乙酸、三氟乙酸、四氟硼酸)作为质子源，研究了铁配合物电催化质子还原的性能。由循环伏安曲线得出：铁配合物对不同强度酸的质子还原有一个共同点，即在加入1当量质子源时，配合物的第一个还原峰电流强度均有增加，然而，随质子源浓度进一步增加，峰电流强度先缓慢增加，然后趋于稳定。在四氟硼酸作为质子源时，出现了两个新的还原峰，且新还原峰的峰电流随着质子源当量浓度的增加而增大。说明以强酸作质子源时，多吡啶铁配合物的电催化制氢效果更加明显。
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金属改性13X分子筛及对石脑油吸附脱氯研究
崔世强， 闫锋， 邵文君， 王新东， 张柏慧
2020, 33 (2): 7-11. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.002
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以13X分子筛为载体，MgO和Fe2O3为活性组分,采用浸渍法制备了MgO/13X、Fe2O3/13X、MgO⁃Fe2O3/13X等三种吸附剂。利用XRD、N2吸附⁃脱附、TG⁃DTA等表征技术对制备的吸附剂结构进行了分析，并考察了吸附剂对石脑油的脱氯效果。结果表明，MgO和Fe2O3等金属氧化物均匀负载于13X分子筛上，且改性后的吸附剂比表面积和孔径略有增加，孔容有所减小。通过对比得出MgO⁃Fe2O3/13X吸附剂的脱氯效果最佳，最佳条件为吸附时间2 h、吸附温度60 ℃、剂油体积比1∶40的情况下，脱氯率最高，达到89%。通过拟合结果可知,吸附过程符合准二级吸附动力学模型，主要为物理吸附过程。
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光催化氧化脱硫催化剂研究进展
商宇桐， 杨丽娜， 管景国， 李剑
2020, 33 (2): 12-17. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.003
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近年来,光催化氧化脱硫在清洁燃料生产领域受到了广泛关注,光催化氧化脱硫催化剂的开发也成为热点研究课题。对纯相、掺杂型、负载型和异质结型光催化氧化脱硫催化剂的制备方法、结构、性质特点以及催化脱硫性能进行综述。由于纯相催化剂的光响应范围比较窄，掺杂型、负载型和异质结型催化剂通过降低催化剂的禁带宽度可以扩大光波响应范围。指出负载型催化剂不但可以扩大光波响应范围，还可以具有更高的比表面积，从而进一步提高催化剂的活性。因此，低成本载体的研究和光催化氧化脱硫催化剂再生性能的研究是未来的重要研究方向。
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石油工程

适用于致密砂岩储层气湿反转剂筛选与评价
汪杰， 周福建， 姚二冬， 张乐， 李源， 谭艳新
2020, 33 (2): 18-22. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.004
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通过接触角测试和可注入性实验对非离子型表面活性剂、含氟阳离子型表面活性剂、氟碳纳米液在致密砂岩储层的气润湿性改变能力和注入性进行评价。结果表明，相对于其他化学剂，氟碳纳米液CRS⁃850具有较好的气润湿反转效果，岩心表面接触角从45.6°增加到92.1°，由强水湿转变为气相润湿；处理前岩心自吸盐水量0.360 8 g，处理后自吸量下降至0.020 6 g，岩心自吸量下降幅度达98.85%。最大自吸速率从0.053 g/min下降至0.002 g/min；气润湿反转剂显著提高岩心内部液相渗流能力，增加气驱渗透率，岩心气驱渗透率恢复效果显著，在气驱盐水基础上提高了501.69%~673.91%，表明气润湿反转剂有利于致密砂岩储层解除液相伤害。
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圆管中聚合物减阻剂的减阻机理研究与评价
樊帆， 周福建， 刘致屿， 杨钊
2020, 33 (2): 23-28. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.005
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滑溜水减阻性能是影响压裂成功的关键因素之一，但其减阻机理尚未明确。通过数值模拟并结合实验研究圆管中聚合物减阻剂减阻机理，以Giesekus本构方程为基础，建立简化的计算流体模型计算湍流管道中聚丙烯酰胺四元共聚物添加剂（DR800）的减阻率。通过室内环路实验对此模型进行参数确认和验证。此模型可用来解释黏性剪切应力、雷诺剪切应力和黏弹性剪切应力等不同组分对摩阻的贡献。结果表明，随着雷诺数增加，黏弹性贡献和黏性贡献降低，而湍流贡献增加；低雷诺数下，黏性剪切应力和黏弹性剪切应力对摩阻贡献最大，而黏弹性贡献可以忽略；高雷诺数下，湍流贡献最大而黏性贡献最少。通过对比模型结果和室内实验结果以及应用现场情况可知，此模型在一定范围内可预测DR800的减阻率，并用于现场生产与指导。
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空气泡沫驱油藏含水及产气特征规律研究
杨永超， 吕昕倩， 尚庆华， 郭茂雷， 白艳伟
2020, 33 (2): 29-36. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.006
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为了对空气泡沫驱油藏的生产规律进行分析及预测，提出先调整水驱特征曲线，再进行相关指标预测的研究思路。首先采用数值模拟方法分析并预测了空气泡沫驱油藏在产量稳定阶段的生产动态，再依据四种含水特征曲线，对直接空气泡沫驱油藏和水驱后再转向空气泡沫驱油藏的水驱特征曲线进行了分析，并将水驱曲线的预测结果和数模结果进行了对比。结果显示，直接空气泡沫驱油藏可以利用丁型特征曲线分析；水驱后再转向空气泡沫驱油藏可以利用丙型和丁型曲线对其生产动态进行预测。利用H.R. Warner提出的方法计算出产气特征曲线，拟合误差小，可在达到气体突破稳定之后，利用气油比与累计产油量的特征关系预测三年之内的生产气油比，进而计算出产气量。
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适合三类油层的弱碱三元复合体系配方优选
罗寒秋， 姜婷婷
2020, 33 (2): 37-41. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.007
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为进一步提高弱碱三元复合体系在大庆油田三类油层中的开发效果，需要对该体系的配方进行优选。采用CMG数值模拟与物理实验相结合的方法进行研究，在室内实验的基础上，对比分析了不同配方浓度对体系界面张力、乳化性能以及黏弹性的影响，确定了该体系配方的最优浓度，并进行了实验结果的机理分析与体系的适用性评价。结果表明，表面活性剂CHSB的质量分数在0.2%~0.3%时，所研究的弱碱三元复合驱体系能够实现超低界面张力，且在CHSB质量分数为0.3%时，体系的吸水率保持在40%以下，说明其具有良好的乳化性能；Na2CO3的质量分数为1.2%时测得的界面剪切黏弹性均为最佳。驱油实验的结果与数模结果互为验证，基于开发效果与经济评价，得到HPAM的质量浓度为2 000 mg/L，CHSB、Na2CO3的质量分数分别为0.3%、1.0%时的弱碱三元复配体系，室内驱油实验表明其能够有效提高采收率23.31%。该研究成果对弱碱三元复合驱在三类油层中的应用具有重要的指导作用。
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油田化学

交联改性提高水性含氟丙烯酸树脂力学性能
李凤艳， 胡月， 赵劲， 赵天波
2020, 33 (2): 42-46. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.008
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丙烯酸树脂成本低、耐候性好、成膜性优异，被广泛应用于建筑、皮革化工等领域。但其表面能高，力学性能较差，使应用受到限制。为改善这一不足，以丙烯酸酯为主要单体，甲基丙烯酸十二氟庚酯为功能单体，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂，采用核壳乳液聚合法合成了水性含氟丙烯酸酯树脂。对反应条件进行了考察，并对乳液的稳定性、粒径以及乳液膜的拉伸强度、硬度、疏水角、化学结构、热稳定性能进行了表征。结果表明，TMPTA的加入可以有效提高乳液膜的拉伸强度、硬度和热稳定性。TMPTA质量分数为2%时，乳液的平均粒径为157.2 nm，转化率为97.7%，乳液膜的综合性能最好。此时吸水率为12.3%，失重率50%时的分解温度为394 ℃，疏水角为98.9°，拉伸强度为3.5 MPa，硬度为71.2 HA，与含氟丙烯酸树脂相比拉伸强度提高了159.2%，热稳定性能提高了34.6 ℃。
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丙烯酰胺类阳离子表面活性单体的合成及研究
率为举， 石彩静， 王欣， 陈平， 安会勇
2020, 33 (2): 47-52. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.009
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一种可聚合的丙烯酰胺类单体与不同碳链的溴代烷反应，通过改变疏水基团碳链的长度，制得丙烯酰胺类阳离子表面活性单体。利用红外和核磁共振表征了产物的结构。同时采用表面张力法(环法) 和电导滴定法测定丙烯酰氨基丙基二甲基（辛基、十二烷）十六烷基溴化（AMQC8、AMQC12、AMQC16）铵临界胶束浓度( CMC)，及在临界胶束浓度时的表面张力(γCMC)；同时使用紫外分光光度法测定其在水中的溶解度。实验结果表明，随着疏水基团碳链的增长，临界胶束浓度逐渐降低；Krafft 温度逐渐升高。
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石油地质

鄂托克旗地区上古生界优质储层控制因素分析
张新新
2020, 33 (2): 53-60. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.010
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鄂托克旗地区是长庆油田增储上产的重点开发区域，发育上古生界盒8、山1段致密砂岩气储层。为系统性地研究本地区优质储层发育的控制因素，应用岩石薄片、铸体薄片及其他常规分析资料，在优质储层的物源条件、沉积特征、成岩作用、烃类充注、微裂缝发育方面进行了深入研究。结果表明，近源母岩的供给环境物源充足，石英含量高，为优质储层的发育提供了物质基础；相对高孔渗储层砂体主要沿三角洲平原的主河道方向展布，辫状河心滩、曲流河边滩是优质储层发育的优势相带；储层压实作用、胶结作用明显，溶蚀作用有效地改善了储层的物性，中⁃强等压实下的弱胶结相带、强溶蚀区是研究区优质储层的主要分布区带；高饱和度烃类流体充注促进了优质储层内溶蚀作用的发生，抑制了胶结作用；微裂缝构成了优质储层的疏导体系，在储层增孔扩容、天然气运聚成藏方面作用明显。
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红旗凹陷南屯组沉积特征及优势储集相带分析
于航
2020, 33 (2): 61-68. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.011
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综合运用了地震、岩芯、录井、测井等方面的资料，在区域构造背景下详细地分析了红旗凹陷在南屯组沉积时期主要发育的沉积体系类型及其平面展布特征，认为研究区主要发育有扇三角洲、湖底扇及湖泊三种类型的沉积体系，其中扇三角洲沉积主要发育在西侧的红西陡坡带内，东侧缓坡带内发育范围较小，前缘砂体向前推进过程中遇断裂坡折带发生滑塌，在HS6等井区处形成湖底扇沉积体系，湖泊沉积体系主要发育在西侧陡坡带和东侧缓坡带间的洼槽区内。对不同微相类型岩芯样品的物性特征进行分析发现，扇三角洲前缘水下分流河道和湖底扇中扇辫状沟道微相物性特征好，是最有利的油气储集相带；扇三角洲平原分流河道微相次之，为较有利的油气储集相带。
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霍多莫尔构造带湖底扇沉积特征及地质意义
安平
2020, 33 (2): 69-75. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.012
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综合岩芯、测井、录井、地震等资料，对霍多莫尔构造带湖底扇体的沉积特征及其油气地质意义进行了研究，发现本区湖底扇沉积共可划分为内扇、中扇、外扇三大类亚相以及内扇主沟道、中扇辫状沟道、外扇浊积岩等五类沉积微相。霍多莫尔构造带湖底扇沉积所在层系向下紧邻南屯组内最好的烃源岩层，油气从下方和侧面向湖底扇砂体内充注，通常受断层遮挡形成断层-岩性油气藏或直接被周围的泥岩封堵形成透镜体形式的岩性油气藏，油气成藏与否主要受控于储层的物性特征。实验分析表明，不同沉积微相的储集能力具有较大的差异，其中中扇辫状沟道微相是最有利的储集相带类型，内扇主沟道微相次之，为较有利储层。油气勘探实践同样证实，高产井多位于中扇辫状沟道微相内，勘探前景广阔。
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油气储运

多相混输管道常温集输半径确定与应用研究
成庆林， 黄作男， 孙巍， 段志刚， 甘亦凡， 常泰
2020, 33 (2): 76-82. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.013
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油田进入高含水期后集油能耗迅速上升，如果开展常温集输可节约成本，带来一定的企业效益。为判断管道能否进行常温集输，根据现场实测数据，构建并修正水力热力计算模型，进行水力热力耦合计算，确定了管道的常温集输半径，并采用单因素敏感性分析方法对常温集输半径各影响因素的敏感性进行排序，在此基础上研制常温集输半径图版，为地面常温集输工作提供指导。结果表明，修正后的水力热力模型可以较好地预测该管道的压降、温降，其计算值与实测值的平均相对误差分别为9.42%、5.31%；对常温集输半径影响最大的三个因素为起点温度、起点压力、产液量；利用以上三个因素绘制的图版为管道能否实施常温集输提供了依据，当不能常温集输时，可以通过查询图版确定管道起点所需的温度压力。
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湿天然气管道积液处理方案设计与分析
刘建武， 何利民
2020, 33 (2): 83-87. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.014
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积液得到必要的处理是湿天然气集气管道日常运行管理中面临的重要任务之一。为了减少集气管道中积液带来的影响和危害，基于OLGA软件的清管工艺瞬态仿真方法，建立了积液在湿气管道中的发展过程预测模型，开展了湿气管道积液沉积以及发展规律分析，在此基础上进行了湿气管道积液处理方案设计和模拟仿真，对所设计积液处理方案的有效性进行了评估。指出在集气管道间增设分离装置可以明显降低集气管道中的积液量和延长管道积液发展直至稳定的持续时间，为减小管道清管频次以及优化末端处理装置容积提供参考；在同等输量以及管道末端压力约束不变条件下，管间增设分离装置可以有效降低管道起点的动力需求，有利于整体工艺流程的节能降耗。
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基于格子Boltzmann方法后台阶流动特性的研究
乔振轩， 王树青， 王淑彦
2020, 33 (2): 88-94. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.02.015
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格子玻尔兹曼方法（LBM）是近几十年来发展的一种介观尺度的数值模拟方法，具有良好的处理复杂边界的能力和并行计算能力。利用LBM对后台阶流动进行了数值模拟，得到了不同雷诺数下后台阶流动的特性。研究结果表明，在低雷诺数情况下，台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而变大；在高雷诺数情况下，台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而增加，增长幅度逐渐降低，当Re=8 000时，再附着点与分离点之间的距离趋于稳定，并达到峰值；随着雷诺数的继续增大，这个距离开始减小，最终趋于一个定值。对于高雷诺数下的后台阶流动，采用LES⁃LBM的方法进行模拟，与前人的实验数据吻合得很好，表明LBM⁃LES模型对高雷诺数后台阶流动进行模拟具有较高的精确性。
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