TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜及其表征

TiO₂作为一种重要的催化剂，在石油化工方面有重要的应用，特别是煤基合成油和超深度脱硫中的优越性受到注目。同时TiO₂还是重要的白色颜料，为了提高TiO₂的应用性能，对TiO₂颗粒进行了SiO₂纳米膜的表面包覆改性。采用精确控制pH值的连续法在TiO₂颗粒表面包覆了SiO₂的纳米层，并进行了TEM、HRTEM、EDS、XPS、ICP和光学性质表征。证明了SiO₂在TiO₂颗粒表面形成了一层连续的纳米膜，厚度大约为3.5～4.0nm，SiO₂凝胶纳米膜比较致密，没有未包膜上的絮状物，而且TiO₂是单颗粒分散，没有发生多个颗粒被包膜在一起的现象。XPS证明SiO₂凝胶在包膜后的TiO₂颗粒的表面为物理包覆。用SiO₂包膜后，样品的光学性质有了明显的提高，同时改变了样品在不同介质中的分散性质，在水性介质中分散性能提高到93.0％。这种表面处理后的TiO₂可以作为一种催化剂用于煤基合成油和超深度脱硫中。     

空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究

针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重，导致破岩效率低、使用寿命短等问题，采用纳米改型技术，在硬质合金中掺杂纳米Al₂O₃制备出Al₂O₃/WC Co纳米/微米复合材料，对其性能、组织结构进行分析，对其耐磨性、耐冲击性进行实验研究，结果表明：加入3%的纳米Al₂O₃并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al₂O₃/WC Co纳米/微米复合材料的组织结构、细化晶粒，复合材料的耐磨性和耐冲击性能得到大幅提高，较硬质合金YG8提高4～8倍。为大幅度提高钻头破岩效率，延长钻头使用寿命提供了可能性。     

临清拗陷东部CO2成因、成藏条件及潜力

临清拗陷东部CO₂资源丰富，在古生界和新近系均发现了CO₂气藏。根据最新勘探和研究成果，并结合济阳拗陷与东濮凹陷的勘探实践，分析认为临清拗陷东部CO₂气藏气主要为幔源岩浆成因，浅层气藏中可能有煤成气过程中的伴生CO₂混入。通过对典型气藏的解剖，指出断裂活动和岩浆活动对临清拗陷东部CO₂的成藏有重要的控制作用。结合地质条件，指出了有利的勘探区带。     

螺杆泵螺杆纳米掺杂陶瓷涂层显微结构研究

利用大气等离子喷涂技术（APS）,在7.5m螺杆泵螺杆基体表面上制备纳米掺杂30%AT13(Al₂O₃+13%TiO₂)陶瓷涂层,采用Philips XL-30型扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和Philips X-port型X射线衍射仪（XRD）等现代分析手段对纳米掺杂AT13等离子喷涂粉末及螺杆表面等离子喷涂涂层的显微组织、物相进行了观察测定。结果表明：纳米掺杂等离子喷涂粉末结构呈微米级粒子表面包覆纳米粒子的麻团状,尺寸在50~70μm内,流动性好,适用于大气等离子喷涂。纳米掺杂使等离子喷涂涂层元素分布均匀性提高,孔隙度降低,涂层内出现（Al₂O₃）_5.333与斜方晶态的Al₂TiO₅物相。涂层断口分析证明：在纳米掺杂30%的涂层中,出现大量直径约为10nm的蠕虫状晶须,断裂方式变为韧性的穿晶断裂,为纳米掺杂螺杆使用寿命成倍的提高提供了理论依据。     

CO2 驱替沥青质原油长岩芯实验及数值模拟

针对CO2 驱油过程中出现的沥青质固相沉积现象，综合考虑注气过程中沥青质在多孔介质中的沉积、吸附及堵塞效应，建立了CO2 驱替含沥青质原油多相多组分渗流模型。以长岩芯实验为基础，拟合实验数据表明使用本文建立的模型计算的采收率与实验值更接近。同时对CO2 气驱过程中沥青质沉积规律进行了探讨，模拟研究表明，注入CO2 过程中，沥青质沉积首先发生在注入端；沥青质吸附也首先发生在注入端，但随着注入气量的增加，存在解吸附过程；沥青质沉积前缘与注气前缘一致，说明注入CO2 是导致原油中的沥青质沉积的主要原因。     

气体滑脱因子测试装置研究

设计、制作了一台可测试气体滑脱因子b及岩芯克氏渗透率K_∞的测试装置，其测试原理基于一种测定岩芯气测渗透率K_g的新方法。利用这种方法，此装置可在一次压力下降过程中记录下多个压力、时间点，从而计算出多个K_g值，然后经最小二乘拟合得出b和K_∞。对测试装置作的重复性测试表明该装置是稳定、可靠的。     

超高密度水泥浆加重剂粒径和加量优化模型

针对超高密度水泥浆由于体系中惰性颗粒较多,水泥浆流变性能与水泥石力学特性之间存在矛盾的问题,以颗粒级配和紧密堆积原理为理论依据,通过计算水泥石单位面积上加重剂所占面积比,建立了加重剂不同粒径匹配模型和不同粒径加重剂加量的数学模型。调整体系加重剂的颗粒粒径匹配,并对加量进行优化计算,使抗压强度满足设计要求。模型计算出添加三级颗粒时,粒径的最佳匹配关系为r₁∶r₂∶r₃=1.00∶0.40∶0.07,三级颗粒的体积加量为V₁∶V₂∶V₃≈354∶45∶1。大量实验表明,密度为2.6g/cm3的超高密度水泥浆经过合理粒度级配、加量控制的水泥石抗压强度可达到12MPa（24h,50℃常压养护）以上,且流动性能良好,在现场能够一次完成配浆。     

PVT筒中气液两相非平衡过程的数值模拟

目前国内外多采用平衡后各组分逸度系数相等的平衡判据来描述两相中各个组分的分配情况，但该法无法进行两相由非平衡初始状态达到平衡状态这一非平衡热力学过程的研究。针对这一问题，提出了引入扩散方程来描述液相和气相各个组分由接触到稳定过程的方法，建立了描述两相非平衡态扩散过程的数学模型，提出了分阶段求解模型的求解算法，并运用该法对PVT筒中气液两相系统由接触到稳定过程的状态进行了分析，得出系统全程压力变化规律及平衡状态下随高度变化的甲烷浓度分布规律。计算结果与实验数据对比验证了该方法的可行性，从而为非平衡态相变问题的分析提供了新的思路。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在，并讨论其特殊的性质，可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟，同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的；由于邻近方向能量的聚集，在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值；P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

川西须家河组气藏气井采气新技术探索

针对川西须家河组气藏埋藏深、裂缝发育、含CO₂、采气过程中见水快和采气管柱易腐蚀的生产难题，从地层流体流动能力随压差增大而增加、管柱腐蚀随CO₂分压增高而加剧出发，提出在采气过程中，运用临界产量（最大生产压差）配产，延长无水采气期；采用井下节流技术降低采气管柱CO₂分压，降低油管腐蚀速率。二者结合既能合理配产，延长气井污水采气时间，也能从工程上保证控制生产压差和降低井筒CO₂分压的实现，从而达到提高气井生产效率的目的。     

注 CO2前置段塞 +N2顶替提高采收率机理

摘要：SJ 油田为一低渗透油藏,天然能量低。受 CO2气源不足以及油井管柱抗腐蚀能力差的限制,持续的CO2–EOR 不适合 SJ 油田的实际情况。鉴于此,一个改进的对策是用 N2推动的 CO2前置段塞驱代替持续的 CO2驱油。本文根据 SJ 油田先导试验区的流体特征,对比了连续注入 CO2驱油和 N2推动的 CO2前置段塞混相驱油的效果和机理。在注 CO2、N2细管驱替效率及最小混相压力实验测试基础上,通过注 CO2、N2与地层原油多级接触混相驱机理相态模拟,长细管前置 CO2混相驱替 + 后续 N2段塞顶替驱替机理一维数值模拟研究,分析了前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时原油与注入气的互溶情况、气驱界面张力变化规律、气驱过程中 C2—C6的中间烃组分在油气两相中的分布、气驱过程中油气两相的黏度以及密度变化。结果表明 SJ 油田实施前置 CO2段塞 + 后续 N2顶替驱油时,后续的 N2与前置的 CO2段塞不会出现严重的扩散弥散,注气前缘仍能保持 CO2的富集并实现稳定的混相驱油即在注气总量相同的情况下,N2推动的 CO2前置段塞驱可以获得与持续的 CO2驱相同的驱油效果;同时减少了 CO2的注入量,从而可减缓 CO2长期注入对油井管柱产生的腐蚀。所得认识对 CO2驱提高采收率技术的改进和发展具有一定的启发作用     

镇泾区块延长组层序格架内油层分布规律研究

延长组是鄂尔多斯盆地西南缘镇原-泾川区块的一个重要勘探层位。通过岩芯观察、测井资料、薄片研究、粒度分析等，对该区块长₈、长₆两套厚层砂岩进行详细的层序地层和沉积学研究。研究表明:长₈厚层砂岩由水下分流河道砂体、河口坝砂体与水下分流河道砂体的混积体、坝顶席状砂与滑塌体叠置组成；而长₆厚层砂岩是由薄层的河口坝砂体与厚层的水下分流河道砂体叠置而成。长₈油层主要分布于高可容空间、高沉积物供给条件下，经过强的水动力淘洗的坝顶席状砂砂体中；而长₆油层主要分布于低可容空间、高沉积物供给条件下，经过强的水动力淘洗的水下分流河道砂体中。     

L-抗坏血酸水溶液扩散系数的分子模拟

采用分子动力学（MD）模拟的方法模拟了L-抗坏血酸在水中的扩散过程,并计算了扩散系数,计算结果与实验数据相吻合,最大误差仅为4.4%.计算结果表明,相同温度下,L-抗坏血酸在水溶液中的扩散系数随着其浓度的增加而减少,且在同一浓度下,随着温度的升高而增加,与实验现象一致.     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

煤油络合吸附脱芳的实验研究

针对传统脱芳方法存在能耗高、污染环境、脱芳效果差等问题，提出了一种络合吸附脱芳新工艺，通过采用AlCl₃－HCl络合剂，对高芳烃煤油进行脱芳研究。实验表明，在AlCl₃浓度为0.8mol/L、HCl气体浓度为1.05mol/L、络合吸附温度60℃及吸附时间25min的操作条件下，对煤油进行络合吸附脱芳，效果明显，精制煤油芳烃含量（质量分数）降到0.68%，脱芳率达到91.1%，完全满足无芳煤油质量要求；且络合物可进一步解络，回收芳烃。     

低渗油藏CO2驱中注采方式优化设计

低渗油藏储层致密,衰竭与注水效果差,由于CO2具有易流动、降黏、体积膨胀的特点,在解决低渗透油藏开发方面表现出独特的优势。讨论了低渗油藏CO2驱中的注采方式,分析了目前常用的连续注气、水气交替和生产井控制等注采方式的优缺点,提出应综合考虑原油采收率、CO2埋存量、经济效益及其在低渗油藏中的适用性。并针对以上方法的不足提出了另外3种改进注采方式,通过油藏工程研究、典型模型和实例油藏的数值模拟进行测试分析,表明改进的依据生产井气油比和平均静压两种指标实施开关井控制的CO2驱注采方法能够满足低渗油藏注气能力需要,且具有开发周期短、油藏采收率高、CO2埋存潜力大等特点,油田实施简易,能够取得较好经济、社     

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理，考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响，直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布，并进行了注气提高采收率实验。结果表明：缝洞位置对水驱效果产生明显的影响；重力分异在缝洞模型中具有重要的作用；对于缝洞型油藏，剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响，水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的“阁楼空间”内，这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间；实验发现，水驱油过程中一旦形成水流通道，孔洞中的剩余油就难以被驱替，改变注水方式或注入介质（如注气）等，有可能进一步驱替孔洞中的剩余油，提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出“阁楼空间”中的剩余油。     

PVDF成膜过程中溶剂分布的模型计算及其大孔形成机理

采用改进的浸入沉淀相转化法测定了聚偏氟乙烯(PVDF)/添加剂/二甲基乙酰胺(DMAc)铸膜液体系在成膜过程中溶剂的溶出量和溶出速度。实验过程中保持PVDF质量含量15%不变,采用的添加剂包括PEG200(聚乙二醇200)、PEG2000和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。拟合实验数据得到了溶剂在膜中的扩散系数,在此基础上以实测结果为边界条件,利用坐标变换后的费克扩散方程计算了膜内溶剂分布随时间变化的情况。根据计算结果与电镜照片,讨论了不同添加剂形成不同大孔长度的PVDF膜结构的现象。结果表明:膜内溶剂的浓度高、保留时间长有利于大孔向底部发展。     

致密砂岩气藏储量难动用影响因素及开发对策

致密砂岩气藏复杂地质特性和特殊渗流机理造成相当一部分储量难以得到有效动用。以川西新场气田Js¹₂、Js³₂气藏为例，在大量室内实验及现场试验的基础上，对致密砂岩气藏渗流机理进行了深入的研究，认为水锁效应、应力敏感伤害、启动压力效应是影响储量难以动用的主要影响因素。目前的生产压差为10MPa，远大于合理的生产压差7MPa，造成较严重的应力敏感伤害；压裂过程中水锁效应则导致压裂液返排率低，压裂液滤失带启动压力高，气相渗透率低，制约了压裂开发的效果。以低伤害为核心，高效返排为手段的大型加砂压裂技术、多层压裂合层套采技术、水平井及水平井压裂技术是开发新场气田Js₂¹、Js₂³气藏难动用储量的主要技术手段。     

琼东南盆地第三系低位储层特征及其控制因素

由低位储集体构成的岩性-地层圈闭是琼东南盆地油气圈闭的重要类型和主要后备。琼东南盆地主要发育盆底扇、斜坡扇、低位楔等低位体，它们与下切谷一起构成低位体系域特征的谷-扇沉积体系。深入地分析了琼东南盆地低位储集体的控制因素：（1） 古构造背景；（2） 物源条件（物源区岩性、陆架岩性、陆架宽窄以及古河道搬运距离和能力等）；（3） 沉积环境和后期成岩作用；（4） 异常地层压力的分布。综合评价指出盆地西部和东部断裂交叉断角部位的陵水组低位体为较有利勘探目标，而北部隆起带及其南部紧邻富生烃凹陷地区S₆₀、S₅₀、S₄₀界面上的低位体为最有利的勘探目标。