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2020, 33 (3): 0-.
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本期推荐

用于锂硫电池正极的生物质碳材料制备与应用
沙畅畅, 毛杨杨, 曹永安, 王文举
2020, 33 (3): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.001
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当前市场对于新一代高能量密度的电池需求日益迫切，锂硫电池作为最有前景的二次电池之一，其正极材料的研究广受关注。而生物质为前驱体的碳材料因其来源广泛易制备、环境友好性能高而不断被应用到锂硫电池正极材料的研究中。介绍了正极材料的研究现状，制备生物质基碳材料的主要方法，不同制备因素对于生物质碳材料的影响以及在锂硫电池中性能的影响；介绍了生物质碳材料结合目前正极材料的改进措施的实例；最后对生物质碳材料在锂硫电池正极未来的发展方向提出了思考。
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石油化工

悬浮聚合制备交联聚苯乙烯石蜡微胶囊及性能研究
李凤艳, 牟鹏林, 赵天波
2020, 33 (3): 8-13. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.002
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以聚苯乙烯为壁材，58#石蜡为芯材，加入交联剂采用悬浮聚合法制备了交联型微胶囊。考察了聚合温度、引发剂质量分数、交联剂种类及芯壁比对微胶囊的影响。采用FT⁃IR、SEM、DSC、TG表征了微胶囊的结构、形貌、储热性能及热稳定性能。结果表明，聚合温度80 ℃，引发剂AIBN质量分数2%时制备的微胶囊球形貌好；采用交联剂DVB制备的微胶囊碎屑少，无团聚现象，热稳定性好；以芯壁比3∶1制备的微胶囊相变焓为152.2 J/g，芯材质量分数为82.2%，储热性能最好。
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柠檬酸改性Hβ分子筛酸性中心的调变与解析
惠宇, 刘金玲, 秦玉才, 孙兆林, 宋丽娟
2020, 33 (3): 14-20. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.003
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采用不同浓度柠檬酸对Hβ分子筛进行改性，运用XRD、Ar吸附等温线等方法对其织构性质进行表征,并通过NH3⁃TPD和Py⁃FTIR关联改性Hβ分子筛的酸性质，以吡啶为探针分子，分析吡啶分子与Hβ分子筛各活性组成单元的作用形式。结果发现，Hβ分子筛除存在与硅铝桥羟基相关的B酸中心外,还存在与非骨架铝羟基基团有关的弱L酸中心以及缺陷位处三配位的Al羟基物种和AlO+有关的强L酸中心。非骨架铝物种与临近的硅铝桥羟基间存在协同作用，吡啶分子可以吸附在其L酸中心并与临近B酸中心产生键合,在高温时不易脱附。吡啶分子会优先吸附在酸性较强的硅铝桥羟基和缺陷位处三配位的Al羟基活性位上，而与非骨架铝羟基基团作用较弱。经柠檬酸处理后，分子筛中部分非骨架铝羟基物种被选择性移除，且未对骨架铝造成严重破坏。Hβ分子筛经柠檬酸酸处理后仍存在强L酸中心，此强L酸中心的存在方式可能与AlO+和缺陷位的三配位的Al物种有关。
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H油田注入水水质指标评价和优选
王立军, 余强
2020, 33 (3): 21-26. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.004
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H油田MB储层是以孔隙为主的碳酸盐岩储层，注水开发是主要的开发方式，注入水的水质影响着油田开发的效果。对H油田的注入水水质标准进行研究，主要采用岩心驱替实验及动态腐蚀实验得出注入水中的悬浮物粒径中值、悬浮物含量、油量、细菌含量等主要控制指标。结果表明，悬浮物粒径中值≤2.5 μm；悬浮物质量浓度≤10 mg/L；油质量浓度≤15 mg/L；腐生菌（TGB）含量≤100 个/mL，铁细菌（IB）含量≤10 个/mL，硫酸盐还原菌（SRB）含量≤10 个/mL；该结果为H油田注入水水质标准提供了实验依据，亦为类似区块的注水水质研究提供了参考。
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石油工程

海上稠油低温热化学机理研究与应用
刘义刚, 宋宏志, 邹剑, 周法元, 孙玉豹
2020, 33 (3): 27-30. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.005
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稠油油田存在汽窜、含水率上升、低产低效井等问题。针对存在问题，提出了低温热化学技术，利用自主研发的适应于海上稠油油田高效开发化学体系—磺酸盐类化学体系L⁃B，协同低温蒸汽的热作用，达到降本增效并提高驱油效率的目的。该体系的静态洗油效率达28.7%。在56 ℃与原油的界面张力为0.086 mN/m，相比于原油与地层水的界面张力降低了99.3%。120 ℃驱油效率可达65.00%，相比于同等温度蒸汽驱提高了8.50%，达到了200 ℃的驱油效果。该技术在渤海某油田应用后，单井最高日产油达32 m3，提高了52.4%，对海上稠油油田提高原油采收率研究具有一定的指导和借鉴意义。
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喇嘛甸油田二类B油层聚驱渗流特征研究
曹广胜, 隋雨, 杜明宇, 桑丛雨, 刘艺佳, 李世宁
2020, 33 (3): 31-36. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.006
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喇嘛甸油田目前注聚对象已全面转向二类油层。与二类A油层相比，二类B油层非均质性严重、渗透率低，已投产的二类B油层聚驱开发效果不理想。为此，开展二类B油层聚驱渗流特征研究。结果表明，随着岩心渗透率的升高，聚合物驱相对渗透率曲线等渗点向右移动，两相跨度增大；提高聚合物相对分子质量和注入质量浓度可使曲线右端点右移，开发效果更好；聚合物驱阻力系数、残余阻力系数随着聚合物溶液质量浓度的上升而增大，随岩心渗透率的降低、相对分子质量的增大而增大；聚合物驱阻力系数与分流率有较好的对应关系，阻力系数出现峰值时，分流率出现峰值，之后高渗透层分流率上升；聚合物相对分子质量越大、溶液质量浓度越高、渗透率级差越大，高渗透层分流率上升越早。
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抗盐聚合物段塞优选及试验区见效分析
李 波
2020, 33 (3): 37-42. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.007
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为提高LH 2 500万相对分子质量聚合物驱替效果，进行了单段塞和多段塞驱油实验，通过实验确定A块试验区采用段塞组合方式和注入方式为0.2、0.6、0.2 PV（1 800、1 500、1 200 mg/L）。A块试验区与常规2 500万聚合物区块相对比，注入压力上升幅度基本一致，但油层动用特别是薄差层动用更好，注采能力保持更好；注入相同PV条件下，采出井含水率降幅更大，见效更快，好于注常规2 500万聚合物区块；采出分类井在含水率降幅、受效时间、受效井比例存在差异，III类井指标要好于I、II类井。
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水包油型乳状液粒度分布影响因素研究
宋文玲, 刘凯新, 周朝辉, 韩伟宁
2020, 33 (3): 43-47. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.008
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利用马尔文激光粒度仪对不同条件下制备的水包油型乳状液粒径分布进行了研究。结果表明，水包油型乳状液粒度随活性剂的质量分数增加而减小，当活性剂的质量分数达到0.5%时，乳状液体系很稳定，粒度随静置时间变化较小；聚合物的加入使水包油型乳状液粒度先增大后减小再增大；在一定剪切速率范围内，水包油型乳状液粒度随剪切速率的增加而减小，当剪切速率超过6 000 r/min时，粒度几乎不随剪切速率发生变化；剪切达到一定时间后，乳状液粒径随剪切时间变化很小；在低剪切速率下，剪切时间较短时形成的乳状液体系不稳定。
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高含水油田优势流场识别调整研究
张志超, 秦忠诚, 吴公益, 卢海洲, 柏明星
2020, 33 (3): 48-52. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.009
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针对砂岩油田高含水后期油层优势流场严重发育，制约水驱采收率进一步提高的难题，应用层次分析与模糊综合评价结合数值模拟方法，确定了油藏平面各优势流场影响因素的权重大小，得到了小层平面流场的模糊综合评价值及不同强度流场区域的油水井对分布状况。对优势流场区水井减注、调层及补孔治理，对弱流场区欠注水井增注调整。应用该方法对V油田某区块小层平面的优势流场判断，其中优势流场区井对7个，强优势流场区井对5个。对存在于优势流场区中的12个井组进行水井减注、封堵调层、补孔、油井合理配产、封堵等工艺。对部分欠注水井增注调整，全区综合含水率下降了1.1%，累积增产原油2.2×104 t，取得了较好的高含水期剩余油挖潜效果。
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石油地质

塔里木盆地奥陶系层间岩溶野外剖面及岩溶特征
郑开兵, 刘建峰
2020, 33 (3): 53-59. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.010
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古岩溶作用是塔里木盆地塔中、塔北地区海相碳酸盐岩储层形成的关键因素之一，塔中层间岩溶与塔北风化壳岩溶模式具有较大的差别。为进一步识别塔里木盆地层间岩溶发育模式，分析古岩溶发育特征。在前人研究的基础上，明确了奥陶系及上覆地层之间的地层缺失情况，通过野外剖面考察及室内岩心实验分析，考察了传统风化壳岩溶和层间岩溶野外剖面及典型特征。研究表明，层间岩溶具有明显的垂向分带性，自上而下分别为结核垆坶带（残积带）、风化裂隙带（渗流带）和溶蚀孔洞带（潜流带），各自形成的溶洞连续性较差；并发育多期旋回，组成数十米的层间岩溶发育带，为油气富集的有利区域。认为塔里木盆地层间岩溶型储层是多期次岩溶作用叠加改造后的结果。
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储层岩石的三维逾渗模型研究
苏崭, 李玮, 黄红亮, 王旭东, 郑智冬
2020, 33 (3): 60-66. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.011
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研究储层中的石油流通状况与逾渗规律，一直是油田开发领域的重点。基于逾渗理论，运用数值模拟方法建立三维逾渗模型，能够模拟储层岩石的裂缝连通团分布情况、逾渗规律、逾渗阈值，并判断其是否可渗透。结果表明，连通概率从0开始增加时，总簇数增加。连通概率增加到0.17时，总簇数开始减少；连通概率较小时，逾渗概率随着连通概率的增加缓慢增加，连通概率超过第一临界值时，逾渗概率的增长率突然增大，连通概率超过第二临界值时，逾渗概率再次开始缓慢增加并最终趋近于1；渗流集群可以准确地判定多孔介质是否可渗透，精准捕捉逾渗阈值。逾渗阈值的大小与介质的尺寸和形状都有关；最大簇大小与平均簇大小、最大簇大小与总簇数之间的关系没有明显的规律性。结论认为，此三维逾渗模型能够模拟多孔介质中由于连通概率变化所引起的长程联结性突变，可以用它模拟岩石的渗透性与逾渗规律。
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油气储运

非金属管道内原油流动静电起电速率实验研究
刘宝峰, 吕宇玲, 朱国承, 池坤
2020, 33 (3): 67-73. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.012
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油品在非金属管道内流动过程中和管道内壁面发生接触产生大量的电荷，过量电荷聚集放电会产生火花导致管壁的穿孔以及引起火灾，严重影响正常生产。对其静电产生的原因及影响因素进行分析可知，起电速率受油品流速、温度、含水率、管线材质及粗糙度影响。结果表明，起电速率与油品流速呈正相关；油品温度的升高不利于油品静电的积累；在一定含水率范围内起电速率随着含水率的上升而逐渐增大，超过反向点后呈相反趋势；起电速率与管线粗糙度呈正比；并结合已有实验数据，建立油品流动静电模型。
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海上平台热采放喷气扩散数值模拟研究
刘人玮, 杨天宇, 万宇飞, 蒋曙鸿, 黄喆
2020, 33 (3): 74-79. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.013
摘要 ( ) HTML( ) PDF ( 1177KB ) ( ) 　　
为确保海洋稠油热采平台的安全生产，建立海上平台热采放喷气扩散数学模型，利用ANSYS Fluent软件对蒸汽吞吐热力开采过程中气体的扩散进行模拟计算，量化热采放喷过程对平台的影响，从而指导平台设备设施总体布置。以旅大21⁃2油田为例进行分析，由于放喷后期甲烷含量升高，且放喷气量减小造成扩散速度慢，放喷气容易在蒸汽锅炉等较高的设备间富集造成安全隐患。通过优化放空系统参数和设备布置方案，最大限度降低了热采放喷和冷放空对安全操作的影响，并减小平台面积5.9%。建立的模型考虑了平台主要设备结构、气体组分、风速、湍流脉动等因素的影响，满足工程精度要求，研究结果为热采平台的安全设计提供可靠依据。
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水平管气液段塞流流动特征模拟
吴晓, 王兆婷, 史瑶
2020, 33 (3): 80-85. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.014
摘要 ( ) HTML( ) PDF ( 1938KB ) ( ) 　　
基于OpenFoam开源软件建立VOF方法下的三维流动模型。对内径0.05 m,长16 m的水平管气液两相下不同气液速的分层流、波浪流、气泡流、塞状流、段塞流进行模拟，并与Mandhane流型图进行对比分析，模拟结果与理论、实验相一致，验证了该模型的有效性。重点通过该模型对段塞流的起塞、液塞的成长和演化过程进行研究，得到起塞时界面波的变化特点和不同气液速度差的液塞流动特征，发现了液塞运动时液塞头具有抛出现象及液塞的类波运动。
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应用技术

非金属连续管水平井冲砂工具设计研究
谈建平, 姚本春, 刘建新, 张海鹏, 韩忠林
2020, 33 (3): 86-90. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.015
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非金属连续管冲砂时受其自身轴向耐压参数的影响，常规冲砂工具不能满足现场需要。通过对冲砂机理理论研究，设计配套冲砂工具。通过计算、实验室和现场作业证明，非金属连续管水平井冲砂工具能够解决非金属管在水平段的冲砂问题；实现了高速可调旋转、水力拉拽、脉冲射流功能，解决了非金属管配套冲砂工具的技术难题。
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热泵替代油田燃油加热炉技术研究
曲虎, 刘静, 王赪, 付莹莹
2020, 33 (3): 91-96. DOI:10.3969/j.issn.1006-396X.2020.03.016
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油田燃油加热炉能耗较高，排放的烟气中二氧化硫、氮氧化物及烟尘严重超标，对环境污染严重，油田原油加热炉替代工程刻不容缓。对空气源热泵、污水源热泵的工艺原理、能耗计算、设备特点及替代油田燃油加热炉工艺的可行性进行研究，并对两种热泵技术替代油田燃油加热炉后的效益进行分析。通过研究得出，空气源热泵和污水源热泵技术是进行油田加热炉燃油替代的有效途径；利用空气源热泵和污水源热泵替代燃油加热炉后可以分别降低运行费用30%和45%以上，分别降低碳排量60%和75%以上。通过加热炉燃油替代，不但可以获得可观的经济效益，还可以有效降低二氧化硫、氮氧化物及烟尘的排放。
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